DB4401-T 113-2021 有机热载体锅炉能效测试技术规范

CCSJ98DB4401代替DBJ440100/T150-2012广州市市场监督管理局发布ⅠDB4401/T113—2021前言 Ⅲ 12规范性引用文件 13术语和定义 14总则 15测试准备工作 26测试要求 37测量项目 48测试方法 69测点布置 710热效率计算 711测试报告 附录A（资料性）有机热载体密度和定压比热容计算 ⅡDB4401/T113—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替DBJ440100/T150-2012《有机热载体锅炉能效测试技术规范》，与DBJ440100/T150-2012相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：——修改了规范性引用文件，删除了DB44/T836规定；——修改了测试规定；——修改了测试要求；——修改了测试方法，并明确测试仪器仪表且应在检定或校准有效期内；——修改了测点布置；——增加了锅炉热平衡系统边界内发生烟气冷凝且热量回收利用时的测试说明；——删除了误差分析内容；——删除了手烧炉排、下饲炉排等锅炉内容；——增加了符号说明；——删除了附录A；——修改了附录B。本文件由广州市市场监督管理局提出并归口。本文件起草单位：广州特种承压设备检测研究院、广东一也节能科技有限公司。本文件主要起草人：叶向荣、李茂东、许贤顺、张振顶、毛力、董进宁、钟志强、裴志刚、陈仲禹、张志达、吴从容、何育恒。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——DBJ440100/T150-2012；——本次为第一次修订。DB4401/T113—20211有机热载体锅炉能效测试技术规范本文件规定了以固体、液体和气体燃料或以电为加热能源的有机热载体锅炉产品能效测试相关的术语和定义、总则、测试准备工作、测试要求、测量项目、测试方法、测点布置、热效率的计算、测试报告等内容。本文件适用于传热介质为液相的有机热载体锅炉。本文件不适用于传热介质为气相的有机热载体锅炉。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2900.48电工名词术语锅炉GB/T10180工业锅炉热工性能试验规程TSGG0002锅炉节能技术监督管理规程TSGG0003工业锅炉能效测试与评价规则3术语和定义GB/T2900.48、GB/T10180和TSGG0003界定的术语和定义适用于本文件。4总则4.1锅炉能效测试类型本文件的锅炉能效测试包括定型产品热效率测试、锅炉运行工况热效率详细测试、锅炉运行工况热效率简单测试以及因仲裁等其他目的对锅炉热效率的验证性测试评价。4.2测试规定4.2.1锅炉定型产品热效率测试、锅炉运行工况热效率详细测试应同时采用正平衡法和反平衡法，锅炉效率取正平衡法与反平衡法测得结果的平均值。4.2.2锅炉额定热功率大于或等于7MW的燃固体燃料锅炉和垃圾焚烧锅炉，可仅用反平衡法测定锅炉效率。4.2.3对锅炉热平衡系统边界内发生烟气冷凝且热量回收利用的锅炉试验时，锅炉本体部分应采用正反平衡测试，冷凝段部分应采用正平衡测试，然后计算锅炉热效率。DB4401/T113—202124.2.4在用锅炉运行工况热效率简单测试应采用反平衡法。4.3测试条件锅炉定型产品热效率测试应在锅炉额定工况下进行，如现场不具备额定工况测试条件，则应跟委托方沟通协商，并在检测报告上注明。锅炉运行工况热效率详细测试和简单测试在锅炉运行工况下进行。4.4锅炉效率分类锅炉效率包括毛效率和净效率。本文件所指能效为不扣除辅机设备耗用动力折算热量的毛效率，需要时，可进行净效率计算。4.5测试程序锅炉能效测试工作程序一般包括现场条件调查、编制测试大纲、现场测试和测试数据分析处理等。4.6测试机构从事锅炉能效测试的机构应取得国家相关管理部门颁发的能效测试资质，应配备相应的测试仪器设备和专业技术人员，建立健全的质量管理体系，并对测试结果负责。4.7测试人员锅炉能效测试负责人应当由具有测试经验的专业人员担任，测试人员应具有相关专业知识。测试过程中测试人员应相对固定。4.8测试仪器、仪表4.8.1测试用仪器、仪表应符合精度要求并在检定和校准的有效期内；测试前后应对所用仪器、仪表加以检查，以确认设备处于正常状态。4.8.2测试参数直接采用锅炉系统仪器仪表数据时，该仪器仪表精度应满足本规范要求，且应在计量检定有效期内。4.8.3锅炉能效测试仪器、仪表的精度应符合表1要求，且应在检定或校准有效期内。测试参数直接采用锅炉系统仪器仪表数据时，仪器仪表精度应满足本文件要求，且应在检定或校准有效期内。表1能效测试仪器仪表精度1234567DB4401/T113—20213表1能效测试仪器仪表精度（续）895测试准备工作5.1测试前测试人员应到锅炉现场调查锅炉现场条件，安排布置测试前准备工作，确保现场条件满足测试要求。5.2锅炉定型产品热效率测试、锅炉运行工况热效率详细测试应编制能效测试大纲。测试大纲的内容至少应包括：a)测试任务、目的与要求；b)根据测试的目的、炉型、燃料品种和辅机系统特点确定测量项目；c)测点布置与所需仪表；d)人员组织与分工；e)测试进度安排等。5.3全面检查锅炉及辅机设备的运行状况是否正常，如有不正常现象应排除。5.4检查被测试锅炉的有机热载体介质、燃料、排渣与其它锅炉是否完全隔绝。5.5锅炉使用单位或委托单位应配合测试机构做好测试前的各项准备工作。5.6必要时，测试前可进行预备性试验，以达到以下目的：a)全面检查测试仪器、仪表是否正常工作；b)熟悉操作程序以及提高测试人员的相互配合程度；c)确定合适的运行工况。6测试要求6.1正式测试应在锅炉热工况稳定和燃烧调整到测试工况1h后开始进行。热工况稳定时间（自冷态点火开始）应符合GB/T10180规定。6.2定型产品测试和以验收、仲裁为目的的详细测试时锅炉制造单位等相关方代表应到测试现场。6.3测试期间锅炉工况及介质温度应保持稳定，锅炉出力的最大允许波动正负值应符合GB/T10180要求。6.4测试期间锅炉应燃用同一品种和质量的燃料。6.5测试期间辅机运行正常，循环系统不存在跑、冒、滴、漏。DB4401/T113—202146.6同一工况燃固体燃料锅炉测试结束时，燃料斗的燃料位应与测试开始时一致，如不一致应进行修正。测试期间过量空气系数、燃料消耗量、炉排速度、燃料层或沸腾燃烧锅炉料层高度应保持稳定。6.7测试过程中锅炉不得吹灰和排污；安全阀如果起跳，则本次测试作废，需重新进行一次测试。6.8锅炉能效详细测试和定型产品能效测试时间应符合以下规定：a)火室燃烧、沸腾燃烧固体燃料锅炉应不少于4h；b)燃煤的火床燃烧锅炉应不少于4h；火床燃烧甘蔗渣、木柴、稻壳及其他固体燃料锅炉应不少于6h；c)液体燃料和气体燃料锅炉应不少于2h；d)电加热锅炉应不少于1h。6.9锅炉能效简单测试时间应符合以下规定：a)层燃锅炉、室燃锅炉、流化床锅炉等燃烧固体燃料的锅炉不少于1h；b)液体燃料和气体燃料锅炉不少于0.5h。6.10锅炉定型产品能效测试应在额定负荷下进行两次，锅炉运行工况能效详细测试和简单测试应在工作负荷下进行一次，其它目的的测试次数由协商而定。6.11固体燃料锅炉每次测试的正平衡与反平衡的效率之差应不大于5正平衡或者反平衡各自两次测试测得的效率之差均应不大于2液体、气体燃料锅炉和电加热锅炉各种平衡的效率之差均应不大6.12电加热锅炉的电耗量应用数字式用电度表和互感器测量。每kW•h的发热量折算为3600kJ。6.13计算载热量时，有机热载体的比热容以实测温度下的进、出口有机热载体的比热容与0℃时的比热容的平均值为准。7测量项目7.1能效测试测量项目的确定锅炉定型产品热效率测试、锅炉运行工况热效率详细测试、锅炉运行工况热效率简单测试以及因仲裁测试的测量项目，根据锅炉燃料、供热方式的不同，应在测试大纲中明确。7.2能效测试测量项目7.2.1燃固体燃料有机热载体锅炉能效测试测量项目见表2。表2燃固体燃料有机热载体锅炉能效测试测量项目123456789DB4401/T113—20215表2燃固体燃料有机热载体锅炉能效测试测量项目（续）—7.2.2燃液体燃料有机热载体锅炉能效测试测量项目见表3。表3燃液体燃料有机热载体锅炉能效测试测量项目1234567897.2.3燃气体燃料有机热载体锅炉能效测试测量项目见表4。表4燃气体燃料有机热载体锅炉能效测试测量项目123456789—DB4401/T113—202167.2.4电加热有机热载体锅炉能效测试测量项目见表5。表5电加热有机热载体锅炉能效测试测量项目1234567897.3测试分析项目能效能效测试分析项目见表6。表6能效测试工况分析测量项目1234567897.4锅炉热效率简单测试项目按TSGG0003规定执行。8测试方法8.1固体燃料及其灰渣、液体燃料和气体燃料的取样与制样方法按GB/T10180规定执行。重油宜在管道上取样，不得从油箱下面的排污口取样。8.2燃料计量仪表和测试方法按GB/T10180规定执行。8.3有机热载体循环流量测量应通过在有机热载体锅炉进口管段上安装高温超声波流量计来测量。8.4入炉空气温度的测量应采用热电阻温度计、水银温度计或热电偶温度计测量。8.5烟气温度测量可采用铂电阻温度计、热电偶温度计、热电阻温度计或烟气分析仪自带的热电偶温度计测量。8.6有机热载体温度测量可以直接采用锅炉系统导热油进出口管道上热电偶的读数，也可在锅炉系统导热油进出口管道上布置温度测点直接测量。DB4401/T113—202178.7烟气成分分析应采用化学传感烟气分析仪、红外传感器烟气分析仪或奥氏烟气分析仪测量。当烟气取样点同锅炉排烟温度测点不在同一点时，烟气取样点应设置在排烟温度取样点前。8.8为计算固体未完全燃烧热损失及灰渣物理热损失，应进行灰平衡测量。灰平衡测量应以炉渣、漏煤、烟道灰、溢流灰、冷灰和飞灰含灰量占入炉煤总灰量的重量百分率来核算。为进行灰平衡计算，应对炉渣、漏煤、烟道灰、溢流灰、冷灰进行称重和取样化验，对飞灰进行取样化验。8.9风机风压、锅炉风室风压和烟、风道各段烟气、风的压力用U形玻璃管压力计或烟气流速监测仪等仪表来测量。8.10锅炉进、出口有机热载体温度和压力应每隔5min读数测试记录一次；有机热载体循环流量采用累积（积）方法确定，应每隔30min读数记录一次；其它项目应每隔10min～15min读数记录一次。8.11烟气、炉渣、空气的平均定压比热容取值计算按GB/T10180规定执行。8.12循环有机热载体量用累计方法确定。有机热载体密度和定压比热容可分别用密度测定仪和差示扫描量热仪测量。必要时，可参照附录A方法计算。9测点布置9.1锅炉排烟温度测点应布置在烟道截面上烟气介质温度比较均匀的正中位置，且应距离最后一节受热面出口少于1m。9.2锅炉额定热功率大于或等于14MW时，排烟温度和烟气成分应按网格法测量或多点测量，网格法测量按GB/T10180规定。烟气温度和烟气成分取测点的算术平均值作为最终计算的排烟温度和烟气成分。10热效率计算10.1正平衡效率计算10.1.1输入热量计算按式（1）进行：式中：Qr——输入热量，kJ/kg或kJ/m3或kW.h；Qnet,v,ar——输入热量燃料受到基低位发热量，kJ/kg或kJ/m3；Qwl——用外来热量加热燃料或空气时，相当于每千克或标准状态下每立方米燃料所给的热量，kJ/kg或kJ/m3；Qrx——燃料的物理热，kJ/kg或kJ/m3；Qzy——输入热量，kJ/kg或kJ/m3或kW.h。10.1.2锅炉正平衡效率计算按式（2）、式（3）、式（4）进行：DB4401/T113—20218hcs=ccstcs...............................................................................................................（3）hjs=cjstjs..............................................................................................................（4）式中：η1——锅炉正平衡效率，%；G——锅炉累计循环有机热载体流量，kg/h；hcs——锅炉出口有机热载体焓，kJ/kg；hjs——锅炉进口有机热载体焓，kJ/kg；B——燃料消耗量，kg/h或m3/h；ccs——出口有机热载体温度的比热容与在0℃的比热容的平均值，kJ/(kg.℃)；cjs——进口有机热载体温度的比热容与在0℃的比热容的平均值，kJ/(kg.℃)；tcs——锅炉出口有机热载体温度，℃;tjs——锅炉进口有机热载体温度，℃。10.1.3电加热有机热载体锅炉正平衡效率计算按式（5）进行：式中：N——耗电量，kW。10.2反平衡效率计算10.2.1反平衡效率计算按式（6）进行：式中：η2——锅炉反平衡效率，%；q2——排烟热损失，%；q3——气体不完全燃烧热损失，%；DB4401/T113—20219q4——固体未完全燃烧热损失，%；q5——散热损失，%；q6——灰渣物理显热损失，%。10.2.2排烟热损失q2计算按式（7）、（8）进行：式中：K——修正系数；qHpy——排烟处烟气焓，kJ/kg或kJ/m3；Hlk——入炉冷空气焓，kJ/kg或kJ/m3；排烟处焓值的计算按式（9）进行：式中：Hgy——排烟处干烟气焓，kJ/kg或kJ/m3；HHO——排烟处水蒸气焓，kJ/kg或kJ/m3；排烟处干烟气的焓值计算按式（10）～式（26）进行：式中：Vgv——每千克（标准立方米）燃料燃烧生成的干烟气体积，m3/kg或m3/m3；Cgv——排烟处干烟气平均定压比热容，kJ/(m3.℃)；tpy——排烟温度，℃;DB4401/T113—2021VRO——每千克（标准立方米）燃料燃烧生成的RO2体积，m3/kg或m3/m3；V——每千克（标准立方米）燃料燃烧生成的N2体积，m3/kg或m3/m3；apyV0——过量空气系数；——每千克（标准立方米）燃料燃烧需要的理论空气体积，m3/kg或m3/m3；CRO2、CO2、CN2、CCO、CCH4等分别为RO2、O2、N2、CO和CH4等烟气成分的平均定压比热容，kJ/(m3.℃)。对于固体和液体燃料：…(14)2V0=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har—0.0333Oar（15）式中：Car——收到基燃料的碳的质量百分含量，%；Sar——收到基燃料的硫的质量百分含量，%；Nar——收到基燃料的氮的质量百分含量，%；Har——收到基燃料的氢的质量百分含量，%；Oar——收到基燃料的氧的质量百分含量，%；O、CO、H、CmH;、RO分别为干烟气中对应成分的容积百分比。当燃料完全燃烧时：pypy对于气体燃料：DB4401/T113—2021VRO2=0.01(CO2+CO+H2S+ΣmCmHn) 式中：CO2、CO、H2S、CmHn分别为气体燃料中对应成分的容积含量百分比。=0.79V0+ (19)2式中：N2为气体燃料中N2的容积含量百分比。V0=0.04760.5CO+0.5H2+1.5H2S+2CH4+ΣCmHn—O2……（20）排烟处水蒸汽的焓值计算如下：对于固体燃料和液体燃料：VO=0.111Har+0.0124Mar+0.0161V0 （22）对于气体燃料：2O=0.01+0.0161V0 （23）VHO=VO+0.0161(apy—1)V0............................................................................（24）HHO=VHOCHOtpy..........................................................................................（25）式中：CH2O——水蒸气的定压比热容，kJ/(m3.℃)%。入炉冷空气焓值：Hlk=apyV0(ct)lk.................................................................................................（26）10.2.3气体未完全燃烧损失q3计算按式（27）进行： (27)10.2.4固体未完全燃烧损失q4计算按式（28）进行：DB4401/T113—2021式中：（28）alz——炉渣含灰量占入炉煤总灰量的质量百分比，%；alm——漏煤含灰量占入炉煤总灰量的质量百分比，%；ayh——烟道灰含灰量占入炉煤总灰量的质量百分比，%；ayl——溢流灰含灰量占入炉煤总灰量的质量百分比，%；alh——冷灰含灰量占入炉煤总灰量的质量百分比，%；afh——冷灰含灰量占入炉煤总灰量的质量百分比，%；Clz——炉渣中可燃物的质量百分含量，%；Clm——漏煤中可燃物的质量百分含量，%；Cyh——烟道灰中可燃物的质量百分含量，%；Cyl——溢流灰中可燃物的质量百分含量，%；Clh——冷灰中可燃物的质量百分含量，%；Cfh——炉渣中可燃物的质量百分含量，%。10.2.5散热损失q5的计算锅炉散热损失可按GB/T10180的计算法确定，如条件许可，宜用热流计测量锅炉表面散热损失。10.2.6灰渣物理热损失q6计算按式（29）进行：10.3锅炉热效率计算按式（30）进行：式中：η1,2——锅炉平均效率，%。DB4401/T113—202110.4锅炉净效率锅炉总耗电量计算按式（31）进行：ΣN=NZF+NRS+NSF+NYF+NGS……………(31)式中：ΣN——锅炉辅机系统耗总电量，kW；NZF——制粉系统耗电量，kW；NRS——燃烧设备耗电量，kW；NSF——送风机耗电量，kW；NYF——引风机耗电量，kW