太陽能熱發電站換熱系統檢測規范國家標準化管理委員會I前言 2規范性引用文件 3術語和定義 4試驗項目和要求 5測量內容及儀表 6測量方法 7系統性能檢測試驗 附錄A(資料性)換熱系統流程及主要測點布置示意圖 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國電力企業聯合會提出。本文件由全國太陽能光熱發電標準化技術委員會(SAC/TC565)歸口。本文件起草單位：機械工業北京電工技術經濟研究所、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、哈爾濱電氣集團有限公司、中國電器工業協會、中國能源建設集團規劃設計有限公司、中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司、中國能源建設集團有限公司工程研究院、內蒙古電力勘測設計院有限責任公司、常州龍騰光熱科技股份有限公司、中國長江三峽集團有限公司、東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司、杭州鍋爐集團股份有限公司、浙江大學。朱義凡。1太陽能熱發電站換熱系統檢測規范本文件規定了太陽能熱發電站換熱系統的性能測試通用方法。本文件適用于導熱油或熔融鹽作為傳熱介質的蒸汽發生系統，熔融鹽作為儲熱介質的油鹽換熱系統。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2624(所有部分)用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量GB/T12145火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量GB/T14416鍋爐蒸汽的采樣方法DL/T5182火力發電廠熱工自動化就地設備安裝、管路及電纜設計技術規定3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。輸入熱功率thermalpowerinput單位時間內輸入到換熱系統邊界所有熱量的總和。單位時間內從換熱系統邊界輸出的熱量總和。額定蒸發量ratedevaporation蒸汽發生系統在汽輪機額定工況設計參數下所產生的蒸發量。最大連續蒸發量maximumcontinuousevaporation蒸汽發生系統在汽輪機閥門全開工況參數下所產生的最大蒸發量。輸出熱功率與輸入熱功率之比。4試驗項目和要求4.1試驗項目換熱系統的試驗項目：2a)蒸發量；b)熱效率；c)汽水系統質量流量、進出口溫度、壓降；d)導熱油和熔融鹽系統質量流量、進出口溫度、壓降；e)蒸汽品質。4.2換熱系統流程及主要測點布置太陽能熱發電站換熱系統流程及主要測點布置示意圖，具體詳見附錄A中圖A.1～圖A.5。4.3試驗大綱試驗大綱至少應包括以下內容：a)試驗目的；b)試驗系統的基本情況；c)試驗條件和要求；d)試驗內容；e)測試項目、儀器設備、測點布置及測試方法；f)試驗數據的處理原則；g)試驗人員及組織；h)試驗日程及計劃；i)試驗安全事項。在進行換熱系統試驗時，宜盡量使試驗工況參數接近換熱系統的設計工況。環境條件至少應包括以下內容：a)當地大氣壓；b)環境溫度；c)環境相對濕度。4.4.3.1正常運行工況試驗測試時間應不小于2h。4.4.3.2參數測量時間間隔見表1。表1參數測量時間間隔序號測量參數測量時間間隔/min1蒸汽壓力、溫度2給水流量、壓力、溫度3導熱油/熔融鹽的流量、壓力、溫度4其他次要參數3試驗前，3日內換熱系統未發生異常情況。測量前，換熱系統在試驗條件下，穩定運行的時間應不少于2h。測試過程中，系統蒸汽參數的最大允許波動范圍見表2。表2蒸汽參數的最大允許波動范圍序號測量項目最大允許波動范圍1蒸發量D/(t/h)480≤D≤9502蒸汽壓力p/MPa3蒸汽溫度t4.5試驗記錄4.5.1換熱系統的運行狀況與規定條件的任何偏離、試驗期間的調整以及試驗數據，均應做好記錄，并注明發生的時間和見證人。4.5.2試驗記錄至少應包括下列項目：a)試驗名稱；b)工況編號：c)試驗日期；d)試驗開始與結束時間；e)測量時間、內容與數據；f)測量儀器；g)記錄人、計算人及負責人。4.6數據的處理在整理試驗結果時，如果發現記錄到的數據中有嚴重異常，應考慮將此試驗工況剔除；如果受影響的部分是在試驗的開頭或結尾，且扣除異常情況后的有效測試時間符合4.4.3.1的要求，則可舍棄異常凡出現下列情況之一時，該試驗工況應作廢：a)蒸發量或蒸汽參數波動超出試驗規定的范圍；b)某一個主要測量項目的試驗數據有1/3以上出現異常或矛盾。5測量內容及儀表5.1測量內容主要測量內容見表3。4表3主要測量內容序號名稱1汽水側1)過熱器蒸汽進、出口壓力和溫度2)再熱器蒸汽進、出口壓力和溫度3)汽包壓力和水位4)預熱器給水進、出口的流量、壓力和溫度5)給水和減溫水流量、壓力和溫度6)泄漏和排污流量2導熱油側1)過熱器導熱油進、出口的流量、壓力和溫度2)再熱器導熱油進、出口的流量、壓力和溫度3)蒸發器導熱油進、出口的流量、壓力和溫度4)預熱器導熱油進、出口的流量、壓力和溫度5)油鹽換熱器導熱油進、出口的流量、壓力和溫度6)泄漏和排污流量3熔融鹽側1)過熱器熔融鹽進、出口的流量、壓力和溫度2)再熱器熔融鹽進、出口的流量、壓力和溫度3)蒸發器熔融鹽進、出口的流量、壓力和溫度4)預熱器熔融鹽進、出口的流量、壓力和溫度5)油鹽換熱器熔融鹽進、出口的流量、壓力和溫度6)泄漏和排污流量4蒸汽品質1)過熱蒸汽中SiO?和Na+濃度2)給水中SiO?和Na+濃度3)汽包飽和水中SiO?和Na+濃度4)飽和蒸汽中SiO,和Na+濃度5.2測量儀表的選擇5.2.1試驗主要測量項目所用儀表為專用儀表。5.2.2測量儀表應在檢定或校準合格期內。5.2.3運行表計的測點位置合適、達到測量要求的精度等級時，在不影響正常運行條件下，可以作為試驗用儀表。5.2.4測量儀表可在試驗后進行復校，如發現異常則應對所測數據進行修正或舍棄。5.2.5經試驗各方協商同意，也可使用未包含在本文件規定范圍的儀表。5.2.6主要測量儀表的最大允許誤差見表4。5表4主要測量儀表的最大允許誤差序號測量項目允許誤差(按滿量程計)1水、蒸汽流量熔融鹽、導熱油流量2溫度3水、蒸汽壓力熔融鹽、導熱油壓力6測量方法6.1流量測量流量可使用標準孔板、噴嘴流量計或其他流量計進行測量：a)用標準孔板或噴嘴流量計測量時，其測量方法應符合GB/T2624(所有部分)的規定；b)用其他流量計應按其相應說明進行操作。6.2溫度測量6.2.1應根據不同的被測對象、溫度范圍選用適當量程的測溫儀表，測量誤差符合5.2.6的要求。6.2.2溫度測量儀表不應安裝在流動死角或者是緊靠匯流點的下游，應安裝在能準確測量試驗進、出口溫度的位置。6.2.3溫度測點應靠近相應的壓力測點。6.2.4溫度測量應選擇速度與溫度分布均勻的管道截面。6.2.5應采取必要措施，防止溫度測量儀表因受傳導、對流和輻射影響致測量數據失真。6.2.6測量管道內的蒸汽和給水溫度時，應采用插入式套管，套管插入深度應達到1/3管內徑，并遠離束狀流區域。6.2.7溫度數據應符合項目合同、技術協議等文件規定，允許誤差應符合表4規定。6.2.8就地設備安裝、管路設計應符合DL/T5182的規定。6.3壓力和壓差測量6.3.1壓力和壓差測量可采用單圈彈簧管壓力表、U型管壓力計、電子式微壓計、膜式壓力計、壓力和差壓變送器。6.3.2壓力計的最小分度應滿足試驗精度和對壓力波動觀察的要求。6.3.3選擇壓力計時，應使被測壓力值處于其滿刻度范圍的1/2～3/4區段內。6.3.4應對取壓點和測量儀器之間的高度差進行修正。6.3.5壓力測點盡量靠近相應設備進、出口，壓力計應裝設在不受高溫、冰凍和振動干擾的部位。6.3.6壓力數據應符合項目合同、技術協議等文件規定，允許誤差應符合表4規定。6.3.7測量儀表就地設備安裝、管路設計應符合DL/T5182的規定。6GB/T40821—20217系統性能檢測試驗7.1額定蒸發量7.1.1試驗記錄和測量內容(適用于導熱油作為傳熱流體):a)蒸汽壓力和溫度；b)給水流量、壓力和溫度；c)蒸汽品質；d)減溫水流量；e)導熱油流量、壓力和溫度；f)熔融鹽流量、壓力和溫度。注：試驗開始直至結束，各參數應保持一致和穩定。7.1.2試驗記錄和測量內容(適用于熔融鹽作為傳熱流體):a)蒸汽壓力和溫度；b)給水流量、壓力和溫度；c)蒸汽品質；d)減溫水流量；e)熔融鹽流量、壓力和溫度。注：試驗開始直至結束，各參數應保持一致和穩定。7.2最大連續蒸發量需要時，測量蒸汽發生系統的最大連續蒸發量，來衡量系統的最大連續出力能力。7.3汽水系統壓降汽水系統壓降為其進、出口靜壓差，可用差壓計直接測量，也可同時測量進、出口靜壓，按式(1)計算：△p=pin—Pou………(1)△p——汽水系統壓降，單位為兆帕(MPa);pin——汽水系統進口靜壓力，單位為兆帕(MPa);psu——汽水系統出口靜壓力，單位為兆帕(MPa)7.4熔融鹽系統壓降熔融鹽系統壓降為其進、出口靜壓差，可用差壓計直接測量，也可同時測量進、出口靜壓，按式(2)計算：式中：△pm——熔融鹽系統壓降，單位為兆帕(MPa);pmn—-熔融鹽進口靜壓力，單位為兆帕(MPa);pmout——熔融鹽出口靜壓力，單位為兆帕(MPa)。注：對于系統液柱重位壓差的修正，由試驗單位自行考慮。7GB/T40821—20217.5導熱油系統壓降導熱油系統壓降為其進、出口靜壓差，可用差壓計直接測量，也可同時測量進、出口靜壓，按式(3)計算：式中：△ph——導熱油系統壓降，單位為兆帕(MPa);pin——導熱油進口靜壓力，單位為兆帕(MPa);phout——導熱油出口靜壓力，單位為兆帕(MPa)。7.6蒸汽品質7.6.1試驗要求7.6.1.1蒸汽品質試驗應與蒸發量試驗同步進行。7.6.1.2監測給水和汽包飽和水的品質在保證給水、汽包飽和水品質合格的前提下，進行蒸汽品質試驗。7.6.1.3當水循環系統或汽水分離系統改變、變負荷過程中導致汽包水位嚴重波動、給水品質發生改變、過熱器或汽輪機通流部分嚴重積鹽時，應測量蒸汽品質。7.6.2測量方法7.6.2.1飽和蒸汽濕度可采用氯離子濃度滴定法、鈉離子濃度計或電導率儀法測定，每次測定時水試樣和蒸汽試樣的溫度應相同。7.6.2.2過熱蒸汽含鹽量采用鈉離子濃度計測量。7.6.2.3汽、水樣品的采集及分析方法見GB/T14416的有關規定。7.6.3蒸汽與水取樣點選擇7.6.3.1蒸汽取樣點宜安裝在系統主汽閥后垂直的直管段處，在條件不允許時，也可安裝在水平直管段處，此時取樣管應垂直安裝，并向下引出蒸汽。7.6.3.2水的取樣點應在水位計下方或汽包定期排污管處。7.6.3.3蒸汽與水取樣都應經過冷卻器冷卻后引出。7.6.4合格判定給水、汽包飽和水以及蒸汽質量標準應滿足GB/T12145的相關要求。7.7熱效率7.7.1換熱系統熱效率計算可采用輸入-輸出熱量法和熱損失法(也稱正平衡法和反平衡法)。本文件只規定了輸入-輸出熱量法，計算方法按7.7.2、7.7.3。7.7.2導熱油作為熱側流體時的熱效率按式(4)計算：式中：Pa——熱效率，%:Wan——導熱油輸入熱功率，單位為千瓦(kW);8GB/T40821—2021Waut——輸出熱功率，單位為千瓦(kW),包括：a)過熱蒸汽熱功率；b)再熱蒸汽熱功率；c)輔助用汽熱功率；d)排污水熱功率；e)熔融鹽熱功率(僅適用于油鹽換熱系統儲熱工況)。7.7.3熔融鹽作為熱側流體時的熱效率按式(5)計算：7m——熱效率，%;Wmin——熔融鹽輸入熱功率，單位為千瓦(kW);Wmou——輸出熱功率，單位為千瓦(kW),包括：a)過熱蒸汽熱功率；b)再熱蒸汽熱功率；c)輔助用汽熱功率；d)排污水熱功率；e)導熱油熱功率(僅適用于油鹽換熱系統放熱工況)。7.8熱流量7.8.1水/蒸汽熱流量的計算按式(6)計算：Q=G(Ho-Hm)式中：Q—水/蒸汽熱流量，單位為千瓦(kW);G——水/蒸汽質量流量，單位為千克每秒(kg/s);H——水/蒸汽入口焓值，單位為千焦每千克(kJ/kg);Hw——水/蒸汽出口焓值，單位為千焦每千克(kJ/kg)。7.8.2熔融鹽/導熱油熱流量的計算按式(7)或式(8):Q=G(Hhin—Hhou)Q=GC,(Tm-Thg)/1000Q——熱流量，單位為千瓦(kW);G——質量流量，單位為千克每秒(kg/s);Hhn——熱側入口焓值，單位為千焦每千克(kJ/kg);Hhu——熱側出口焓值，單位為千焦每千克(kJ/kg);C,——定壓比熱容，單位為焦每千克攝氏度[J/(kg·℃)];T——高溫溫度，單位為攝氏度(℃);Th?——低溫溫度，單位為攝氏度(℃)。……注：計算公式介質參數應為同一介質。98試驗報告8.1報告封面報告封面應包括：a)試驗項目名稱；b)試驗換熱系統類型；c)試驗委托單位；d)試驗地點；f)試驗單位；g)試驗報告編號報告正文應至少包括：b)試驗內容：包括試驗項目、項目保證值或設計值及保證條件等；到的問題加以說明；f)結論：根據試驗結果對相關性能指標作出評價；(資料性)換熱系統流程及主要測點布置示意圖A.1汽水側流程汽水側流程及主要測點布置如圖A.1所示。測點的最終布置由試驗各方協商確定。主蒸汽去汽輪機主蒸汽去汽輪機P高溫再熱汽去汽輪機再熱器P低溫再熱汽來自汽輪機蒸發器來白末級加熱器給水過熱器汽包P——壓力測點；T——溫度測點；M——流量測點。圖A.1汽水側流程及主要測點布置示意圖A.2熔融鹽