ГОСТ Р 55682.15-2013\ЕН 12952-15:2003 Котлы водотрубные и котельно-вспомогательное оборудование. Часть 15. Приемочные испытания

     8 Энергетический баланс и термический кпд

8.1 Энергетический баланс и граница системы

8.1.1 Общие положения

Важнейшим условием для расчета коэффициента полезного действия является установление границы системы, до которой распространяется энергетический баланс парогенератора.

Во-первых, граница системы для количества теплоты должна перекрываться границей поставки парогенератора, во-вторых, энергетические потоки, важные для определения кпд, должны быть однозначно измеримыми. Если на границе системы в состоянии поставки невозможны безупречные измерения, то ее можно заново установить в соответствии с требованиями по договоренности между изготовителем и покупателем. При этом в определенных случаях может потребоваться пересчет отдельных измеренных величин на условия границы поставки.

8.1.2 Стандартная система

Эта система охватывает всю пароводяную систему с циркуляционными насосами, топкой, включая дробильную установку (для пылеугольных топок), циркуляционный вентилятор дымового газа, устройство возврата летучей пыли и паровой калорифер. В эту систему не входят газо- или мазутоподогреватель, пылеуловитель, вентилятор приточного воздуха и дымосос. Эта система должна быть положена в основу приемочных испытаний в нормальном случае. Если при этой определенной границе системы происходит возврат летучей пыли, то после определения подводимых и отводимых тепловых потоков следовало бы учитывать энтальпийный поток летучей пыли перед пылеуловителем в качестве тепловой потери, а энтальпийный поток возвратной золы в качестве подводимого тепла. Этот способ, хотя и является формально правильным, но несколько противоречит здравому смыслу. Поскольку температура возвратной золы очень мало отличается от температуры дымового газа, рекомендуется принимать, что возвратная летучая пыль осаждается перед пылеуловителем (то есть еще в границах системы), так что возврат всегда осуществляется в границах системы. Если такое допущение невозможно, то пылеуловитель должен быть включен в границу системы (см. 8.1.3.4).

На рисунке 8.1-1 показана диаграмма парогенератора, на которую нанесена граница системы со всеми подводимыми и отводимыми массовыми и тепловыми потоками, которые определены на основании значений, измеренных во время испытания.

8.1.3 Другие системы

8.1.3.1 Общие положения

По практическим соображениям может быть целесообразно положить в основу определения энергетического баланса другие границы, нежели описаны в 8.1.2. Если используется эта возможность, то в любом случае нужно установить, какие подводимые и отводимые тепловые потоки должны быть учтены в дополнение к потокам, приведенным в 8.3.

Некоторые возможные альтернативы границе системы приведены ниже.

8.1.3.2 Система без парового калорифера

Паровой калорифер находится за границей системы, соответствующей балансовой области, которая предписана инструкцией по испытаниям ASTM.

Если паровой калорифер обогревается посторонним паром, то мощность включается в энергетический баланс только косвенно, поскольку энтальпийный поток воздуха сгорания прибавляется к мощности парового калорифера. Если паровой калорифер, напротив, обогревается собственным паром, то мощность парового калорифера нужно прибавить к полезному теплу (см. 8.3.1).

8.1.3.3 Система с вентилятором приточного воздуха

Если вентилятор приточного воздуха находится в границах системы, то измерение потоков горячего воздуха не требуется, хотя мощность на валу вентилятора приточного воздуха должна быть учтена (см. рисунок 8.1-1, штрихпунктирная граница). Эту систему целесообразно использовать, если между вентилятором приточного воздуха и воздухоподогревателем отсутствует подходящее измерительное сечение, или если работа ведется с возвратом горячего воздуха.

8.1.3.4 Система с пылеуловителем или с пылеуловителем и дымососом

Эту систему нужно использовать, если в дымоходе перед пылеуловителем или вплоть до дымососа нельзя найти подходящую измерительную плоскость для дымового газа. В этих случаях в качестве дополнительных энергий добавляются электрическая мощность электрофильтра () и потери тепла пылеуловителя (), или мощность на валу дымососа (). Если нет общепринятых опытных данных, то высота энергий пылеуловителя должна быть оговорена перед испытанием. При такой границе системы измеренная температура дымового газа должна быть пересчитана на границу системы, положенную в основу гарантированных параметров.

8.1.3.5 Система с осаждением выпара у дробильной установки

При использовании бурых углей, которые имеют относительно высокую влажность, при известных условиях может потребоваться осаждение выпара у дробильной установки, то есть водяной пар, образовавшийся в процессе измельчения и сушки, только частично подается в парогенератор. В этом случае устройство осаждения выпара должно быть включено в систему. То же самое касается возврата дымового газа из конца котла, то есть место отбора тоже должно находиться в границах системы (см. рисунок 8.1-3). Если это невозможно, то при известных условиях следует предварительно оговорить необходимые корректировки перед установлением границы системы. При осаждении выпара поток дымового газа поступает в трубу для отвода выпара в качестве "дополнительной потери" (см. 8.3.3.5). Поэтому следует измерять также состав, массовый поток и содержание пыли в дымовых газах.

8.1.3.6 Система в случае интегрированных установок для обессеривания и удаления оксидов азота из дымовых газов (DeNOx)

Если между воздухоподогревателем и парогенератором в дымовом и/или воздушном тракте находятся части установки обессеривания дымового газа или установки удаления оксидов азота по технологии DeNOx, то обычный энергетический баланс с включением воздухоподогревателя невозможен. Поэтому граница системы для этого парогенератора должна определяться только как проложенная по трактам горячего воздуха и трактам горячего дыма. В этом случае расчет или гарантия кпд невозможны, поэтому гарантия должна ограничиваться температурой дымового газа на выходе из парогенератора при оговоренной мощности парогенератора.

8.1.3.7 Особые случаи

Для определенных парогенераторов могут быть целесообразны другие границы системы, помимо приведенных выше. При предоставлении гарантий в договоре поставки должны быть установлены границы системы и заключены соглашения об измерениях или расчетах подводимых и отводимых тепловых потоков, которые не включены в настоящий стандарт.