【国家标准】 发电厂余热回收系统节能量检测试验导则

ICS 27.100 CCS F 20 中华人民共和国国家标准 GB/T 40284—2021 发电厂余热回收系统节能量检测试验导则 Guide for energy saving test of waste heat recovery system in power plant 2021-05-21 发布 2021-12-01 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 前言 本文件按照GB/T 1.1—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。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国电力企业联合会提出并归口。 本文件起草单位：华北电力科学研究院有限责任公司、北京京能电力股份有限公司石景山热电厂、国网河北省电力公司电力科学研究院。 本文件主要起草人：刘双白、陈晓峰、吴昕、赵宁、常澍平、王斌、曹红加、王力彪、刘晓东、郭江龙、汪潮洋。 1 范围 本文件规定了火力发电厂余热回收系统节能量检测试验的总体要求、前期准备、试验内容及结果计算。 本文件适用于火力发电厂汽轮机乏汽余热回收系统、锅炉空气预热器后烟气余热回收系统及锅炉空气预热器烟气旁路热量梯级利用系统等节能量的检测试验。 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/T 2624 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 GB/T 8117.4 汽轮机热力性能验收试验规程 第4部分：方法D 汽轮机及其热力循环简化性能试验 GB/T 10184 电站锅炉性能试验规程 DL/T 904 火力发电厂技术经济指标计算方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 汽轮机乏汽余热回收 (waste heat recovery of steam turbine exhaust) 回收汽轮机乏汽热量用以供热，通常采用热泵、蒸汽引射器及高背压供热等技术。 3.2 蒸汽引射器 (steam ejector) 从热力系统抽取高参数蒸汽引射部分汽轮机排汽，输出中等参数的蒸汽接入热网加热器，加热热网回水的设备。 3.3 高背压供热 (high back pressure heating) 汽轮机提高背压运行，排汽直接加热热网回水。 3.4 烟气余热回收 (flue gas waste heat recovery) 采用低温省煤器、水热媒空气预热器及热泵等技术，回收锅炉空气预热器后烟气的热量。 3.5 水热媒空气预热器 (heat medium water air preheater) 采用水作为中间传热媒介回收烟气热量加热空气的设备。 4 总体要求 4.1 开展火力发电厂余热回收系统节能量检测试验，应以单元制机组为测试对象。 4.2 通过机组余热回收系统投运前、后供电煤耗的变化量计算其节能量。 4.3 机组纯凝运行时，测试其锅炉效率、汽轮机热耗率和厂用电率计算供电煤耗；热电联产时，还应测试供热量。按DL/T 904确定的方法计算供电煤耗。 4.4 应采用同期投、退余热回收系统对比试验的方法测试节能量；对无法同期投、退余热回收系统的机组，采用余热回收系统改造前、后对比试验的方法测试节能量。对比试验时，机组热力系统运行工况应一致。 4.5 汽轮机乏汽余热、锅炉空气预热器后烟气余热回收节能量检测对比试验中，锅炉效率宜测试一次。 4.6 对比试验的基准： a) 纯凝机组，应以电负荷为基准开展对比试验； b) 热电比不变的供热机组，应以电负荷和供热量为基准开展对比试验； c) 热电比改变的供热机组，应以锅炉蒸发量为基准开展对比试验。 4.7 采用水热媒空气预热器替代蒸汽暖风器的机组，应在冬季环境参数条件一致下开展对比试验。 4.8 节能量检测试验时，应同时测量余热回收系统性能指标。 4.9 采用多种余热回收技术的机组，应根据其技术路线组合使用汽轮机热耗率计算方法。 5 余热回收系统试验的前期准备 5.1 试验单位应了解余热回收技术路线，了解余热回收系统是否能够投、退运行，确定对比试验的方式和时间。 5.2 试验单位应了解余热回收系统布置、运行参数、安全运行范围、各主要运行工况的设计性能和节能目标。 5.3 试验单位应根据余热回收系统采购合同、技术协议等，编制余热回收系统性能试验大纲，经各方讨论后共同确定。 5.4 试验大纲应包括：目的、依据、项目、方法、应具备条件及要求、测点、仪器、试验计划、持续时间、数据处理方法、测试结果有效性判据、组织机构、各单位责任及分工、过程危险点和应急处理原则等内容。 5.5 发电厂组织试验单位和余热回收系统设备供货商，按照GB/T 8117.4、GB/T 10184共同确定测点位置、数量、形式和规格尺寸。 5.6 发电厂组织试验单位和余热回收系统设备供货商共同确定试验用仪器仪表的型号、规格、安装规范、数量和精度。 5.7 试验时应进行必要的系统隔离。无法隔离时，应由发电厂、设备供货商和试验单位在试验前研究并取得一致意见。 5.8 发电厂、设备供货商和试验单位共同确定试验结果的修正依据和方法，宜采用性能试验标准中推荐的曲线和方法。 6 试验内容 6.1 试验内容 6.1.1 锅炉效率试验。 6.1.2 汽轮机热耗率试验。 6.1.3 机组厂用电率。 6.1.4 余热回收系统试验，分为： a) 热泵系统 1) 汽轮机背压； 2) 回收余热量； 3) 供热量； 4) 热泵性能系数(COP)； 5) 热泵系统电耗。 b) 蒸汽引射器 1) 汽轮机背压； 2) 回收蒸汽量； 3) 驱动蒸汽量； 4) 蒸汽引射器COP； 5) 蒸汽引射器电耗。 c) 汽轮机高背压供热 1) 汽轮机背压； 2) 热电比； 3) 热网凝汽器供热量。 d) 低温省煤器 1) 回收热量； 2) 烟气侧阻力； 3) 水侧阻力； 4) 低温省煤器电耗。 e) 水热媒空气预热器 1) 烟气回收热量； 2) 空气温升； 3) 烟气侧阻力； 4) 空气侧阻力； 5) 水热媒空气预热器电耗。 f) 空气预热器旁路烟气热量梯级利用 1) 旁路高温换热量； 2) 旁路低温换热量； 3) 烟气阻力； 4) 空气预热器旁路烟气热量梯级利用系统电耗。 6.2 锅炉效率试验 6.2.1 锅炉效率试验按GB/T 10184实施。 6.2.2 烟气余热回收系统锅炉热平衡边界划分： a) 空气预热器烟气出口后和空气入口前的余热回收设备不包含在锅炉热平衡边界内。包括： 1) 空气预热器后尾部烟道低温省煤器； 2) 水热媒空气预热器； 3) 脱硫后排烟余热回收系统。 b) 空气预热器旁路烟道及换热器包含在热平衡边界内，以空气预热器旁路与主路烟道混合后的截面为热平衡边界。 6.2.3 锅炉效率应按反平衡试验方法进行。对于采用空气预热器旁路烟气热量梯级利用的锅炉，应在空气预热器旁路和主路混合后烟道截面测试烟气温度和成分。 6.2.4 对比试验时，应将气体未完全燃烧损失、固体未完全燃烧损失、空气预热器入口过量空气系数修正到余热回收系统投运前试验值。 6.2.5 对比试验时，应计算系统阻力和流量的变化引起的风机电耗的变化。 6.2.6 应采用锅炉燃料效率计算锅炉效率。 6.3 汽轮机热耗率试验 6.3.1 汽轮机热耗率试验按GB/T 8117.4实施。 6.3.2 乏汽余热回收系统包含在汽轮机热平衡试验边界内。 6.3.3 以约定的试验基准（见4.6）开展汽轮机热耗率试验。 6.3.4 汽轮机对比试验应在相同的综合阀位下进行。 6.3.5 应采用符合GB/T 2624要求的节流装置测量主流量，宜采用凝结水流量作为主流量。 6.3.6 应将主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、过热减温水流量、再热减温水流量和发电机功率因数偏差修正到设计值。 6.3.7 采用汽轮机乏汽余热回收的机组，不进行汽轮机背压偏差修正。 6.3.8 采用锅炉空气预热器后烟气余热回收和锅炉空气预热器旁路烟气热量梯级利用的机组，应将汽轮机背压修正到设计值。 6.3.9 机组供热量按照DL/T 904计算。 6.4 机组厂用电率 机组厂用电率按照DL/T 904计算。 7 余热回收节能量的计算 7.1 试验数据整理 试验数据按GB/T 10184、GB/T 8117.4规定的方法进行数据整理。 7.2 锅炉效率计算 采用热损失法计算锅炉效率，所有工况均按照公式(1)计算： $$ \eta_b = 100 - (q_2 + q_3 + q_4 + q_5 + q_6 + q_{oth} + q_{ex}) \quad (1) $$ 式中： $\eta_b$ —— 锅炉效率，%； $q_2$ —— 排烟热损失，%； $q_3$ —— 气体未完全燃烧热损失，%； $q_4$ —— 固体未完全燃烧热损失，%； $q_5$ —— 锅炉散热损失，%； $q_6$ —— 灰渣物理显热损失，%； $q_{oth}$ —— 其他热损失，包括石子煤排放热损失等，%； $q_{ex}$ —— 锅炉热平衡系统边界外输入热量与燃料低位发热量的百分比，%。 7.3 汽轮机热耗率计算