【国家标准(GB)】 烟道式余热锅炉热工试验方法

中华人民共和国国家标准
烟道式余热锅炉热工试验方法
Thermai test method for gas pass waste heat bailer1主题内容与适用范围
GB 10863—89
本标准规定了烟道式余热锅炉热工试验方法，作为烟道式余热锅炉性能验收、鉴定试验的基础。本标准适用于额定蒸汽压力大于或等于0.1MPa，或热水产热量大于或等于0.058MW的烟道式余热锅炉。
额定蒸汽压力小于0.1MPa或热水产热量小于0.058MW的烟道式余热锅炉热工试验可参照本标准进行。
本标准不适用于管壳式余热锅炉。2引用标准
GB1576低压锅炉水质标准
GB10180工业锅炉热工试验规范
GB10184电站锅炉性能试验规程
3术语
3. 1输入热量
单位时间内进入余热锅炉的余热资源热量。3.2有效输出热量
单位时间内余热锅炉所产蒸汽或热水所含热量与给水或进水所含热量之差。3-3.基准温度
本标准规定环境温度为基准温度，以此作为各项输入热量和各项损失热量计算的起点。3.4发热量
指进入余热锅炉的余热资源中所含可燃物质的低位发热量。3.5余热利用率
余热锅炉有效输出热量占输入热量的百分数：余热利用率二
4试验条件及其规定
4.1余热锅炉热平衡系统的划归
有效输出热量
×100%
输人热量
根据能量平衡的原理，简化和划归余热锅炉的热平衡系统，作出余热锅炉测试系统的热平衡系统图，如图1所示。
中华人民共和国机械电子工业部1989-03-25批准1990-01-01实施
GB 1086389
1余热锅炉；Q.一输人热量：Q·余热资源的显热；Qn--可燃物质燃烧后放山的热量；Q一有效输出热量；Q一输出热水的有效热量；Q输出蒸汽的有效热臣；2Q一各项摄失热量，Q：一排烟损失热量：Q一可燃物质化学未燃尽损失热量：Q一可燃物质固体末燃尽损失热量，Q5一护体散热报尖热量：Q。一其他损失热量4.2试验项月
余热利用率试验；
出力试验；
汽水品质试验；
烟气条件特性试验；
其他试验，如汽温及其调节范围、排烟温度、烟气流动阻力、漏风等。e.
4.3试验条件
4.3.1余热锅炉汽水系统应严密、无泄漏，烟风系统应消除不正常的泄漏。4.3.2所有受热面在试验开始前均应处于正常的清洁状态。4
4.3.3经调整确认余热锅炉主，辅机运转正常、余热资源的主工艺流程生产正常、稳定。余热资源如为周期变化时，变化规律应正常。4.3.4试验前余热锅炉要达到热稳定状态，冷态起动的余热锅炉，热稳定时间规定如下：无炉墙的烟锅妒，不少于2h；
轻型炉墙，不少于8h；
重型炉墙，不少于24h。
4.3.5试验期间余热锅炉不得排污，不得吹灰。4.3.6正式试验前应作一次预备性试验4.4试验所用的仪器仪表应符合要求，使用前应经过标定或校验合格。4.5试验大纳
4.5.1试验前，试验负责人应按试验任务和要求，根据本标准结合具体情况，拟订试验大纲。4.5.2试验大纳内容应包括：试验的目的要求、试验条件、试验项目、测试方法、测量项目、测点布置（含图）、人员分工、试验进度和试验数据处理原则等。4. 5. 3 试验大纲应经试验各方认可。4.5.4试验前试验负责人应向参加试验人员介绍试验大纲。严格按试验大纲试验。GB10863—B9
4.6试验过程中余热锅炉蒸汽参数允许波动范围4.6. 1 蒸汽压力:十4%～—10%。4.6.2过热蒸汽温度：
≤300℃时+器
350℃时 ±20℃
400℃时
150℃时「T
4.7蒸汽（或热水)流量在试验中实测4. 8试验时间和试验次数
4.8.1余热资源为连续稳定时，试验持续时间每次不少下4h。4.8.2余热资源为问断、且供热周期少于4h时,每次试验不少于两个连续周期，累计试验时间不少于4h.
4.8.3试验应不少于两次，数据取其平均值。4.9测量时间隔
4. 9. 1 蒸汽温度、压力、流量:10~15 min 一次。4.9.2烟气分析:15～20 min2次。4.9.3动压测量：一般15~～20 min一次：被测管径较大测点较多时,时间可适当延长。4. 9. 4 其他 般为 15 min 一次。4.10预备性试验
4.10.1预备性试验目的为：检查测试装置和仪器、检套协调试验观测人员，发现问题及时排除。4. 10.2预备性试验经各方认可,对试验数据无异议时,可转入正式试验。4.11试验结果的允许偏差
余热资源连续稳定的余热锅炉，两次试验误差不大于5%。4. 11. 1
4.11.2余热资源为周期性的余热锅炉，两次试验误差不大于6%。4.11.3试验受各种条件限制的场合，经试验各方认可，可按协议认可的允许误差。5计算公式
5.1余热锅炉热平衡式(1)或式(2)计算：Q:= Q + ZQ
Qr+Qn =Qa+Q +Q+ Q + Q+ Q: +Q:式中
输入热量，kJ/h；
余热资源的显热，kJ/h!
可燃物质燃烧后放出的热量,kJ/hQi—有效输出热量,kJ/h:
输出热水的有效热量,kl/h；
输出蒸汽的有效热量，kJ/h：
各项损失热之和,kJ/h，
排烟损失热量,kJ/h
可燃物质化学未燃尽损失热量，kJ/h（）
GB10863—89
一可燃物质固体未燃尽损失热量，kJ/h；Q
一炉体散热损失热量，kJ/h，
Q—其他损失热量，即以固体或液体的显热形式排出余热锅炉的热量，kJ/h。5.2余热利用率按式(3)或式（4)计算：Q
× 100
=100—9-9—Q4—959
式中：5—一余热利用率，%
Q,有效输出热量，kj/h
Q—输入热量，kj/h
42—排烟热损失，%，接式(5)计算：Q
Q2—排烟损失热量，kJ/ht
可燃物质化学未燃尽热失，%，按式（6)计算：43
Q:——可燃物质化学未燃尽损失热量，kJ/h；q4
二.可燃物质固体未燃尽热损失，%，按式(7)计算：24
Q——可燃物质固体未燃尽损失热量，kJ/h4s
炉体散热损失，%，按式(8)计算：46
Qs—炉体散热损失热量，kJ/h；6
其他热损失，%，按式（9)计算：g6
Qs-其他损失热量,kJ/h。
3有效输出热量的计算公式
（3）
（9）
5.3.1有效输出热量为蒸汽的余热锅炉GB10863-89
a，带有蒸汽过热器的余热锅炉的有效输出热量按式(10)计算：Q -(D( -i)
式中Q1——有效輪出热量,kJ/h;D——过热蒸汽流量,kJ/h;
ig —--过热蒸汽热焙,kJ /kg:
-给水热,kJ/kg。
饱和蒸汽余热锅炉的有效输出热最按式（11)计算：b.
Qi = D(in - ig - 100)
式中;Q,—有效输出热量,kJ/h;
-饱和蒸汽流量，kJ/h；
饱和蒸汽热焰，kJ/kg；
ig给水热熔，kJ/kg;
-炉水的汽化潜热，k.l/kg：
u-—饱和蒸汽湿度，%。
5.3.2有效输山热量为热水的余热锅炉的有效输出热量按式（12)计算：Qr- G(ie -- ig)
式中：Q,——有效输出热量,kJ/h;G——热水流量,kJ/h;
ica——出水热烯,kJ/kgt
——进水热熔，kJ/kg
5.4输入热量按式(13)计算：
Q. - Q. + Q.
式中;Q输入热量,kI/h
Qn——余热资源的显热，kJ/h，2.
可燃物质燃烧后放出的热量，kJ/h。5.4.1对气体余热资源的输入热量按式(14)计算Q, = V[C,(t, - t) + Qw]
式中:Q,—输入热量,kJ/h;
V—气体体积,m/h;
C-—余热资源的比热,kJ/(m.℃)（10）
-( 12)
（13）
余热资源的温度，C；
一环境温度，℃，
GB 10863-89
可燃物质的低位发热量，kJ/m2，按式<15)计算：Q
(12 636CO + 10 785H, + )
CO余热资源中 CO含量.%；
Hz—余热资源中H,含量,%。
5.4.2对液体或固体余热资源的输入热量接式（16)计算：Q, - BIC,(t, - t) + Qw)
式中Q.-.-输入热量,kJ/h;
B——液体或固体余热资源的重量,kJ/hC~余热资源的比热,kJ /(kgC);
余热资源的温度，
-环境温度，℃；
Qa可燃物质的应用基低位发热量，kj/kg。5.5各项热损失的计算公式
5.5.1排烟损失热量按式(17)计算：Q C,V,(tye-- t)
式中:Q:排烟损失热量,kJ/h
排烟平均定压比热,kJ/(m·℃）；一排烟体积,m\/h，
t——余热锅炉出口烟气温度，℃；t——环境温度，。
5.5.2可燃物质化学未燃尽热损失热量按式（18)计算：Q, = 126. 36COVi
式中：Q烟气中可燃物质化学未燃尽损失热量，k/hCOT烟气中CO体积芦分数，%；
-干烟气体积,\\/h。
5.5.3可燃物质固体未燃尽损失热量按式（19)计算：Qt = 3. 278 X 10-2μVvc
代中：Q1——烟气中可燃物质固体未燃尽损失热量，k/h；-烟气中含碳量,mg/m2\
(15）
(16）
(17 ）
.（18）
—烟气体积,m/h.
GB 10863—89
5.5.4炉体散热损失热量按式(20)或式（21)计算：Q, = Aα(t - h)
炉体散热损失热量：ki/h
炉体散热表面积,m2；
自然对流条件下的炉体放热系数，kJ/(m2，h·C）；炉体平均壁面温度，℃；
炉体散热损失，坏！
输入热量,kJ/h。
5.5.5其他摄失热量按式(22)计算：Qe Ct
式中：Q
其他损失热量，kJ/h；
固体或液体的比热,kJ/kg·C);
固体或液体的重量,kg/h;
固体或液体的温度，℃。
5.6烟气体积计算公式
（21）
（22）
5.6.1余热锅炉进、出口有平直管段时，烟气体积可用直接测量法测量，烟气体积按式(23)计算：V, = 9.6995AW x
我中;V,—烟气体积,m\/h
A——烟道裁面积,m\
W--烟气流动速度.m/s，按式(24)计算：W = 1. 4147K
式中，K-
动压测量管校推系数，
烟气平均动压，Pa按式(25)计算：pa+pi
Ap = tI(Vap + Vape+. + Vap)j中:Ap..Ap.\....Ap.
第 1 测点、第 2 测点、第 n 测点动压,Pa 烟气工作状态下的密度，kg/m，按式（26)计算：（23）
（24 )
p.按式(27)计算：
GE 10863—89
p=2.6943×10p。×
p。=1.9771×
式中：cO2——烟气中 CO 含量,%+一烟气中02含量，%;
烟气中N含量，%；
当地大气压，Pa;
—烟道测速点处静压,Pa.
烟气温度，℃。
+ 1. 4291 X
+ 1.2504Nz
（26）
（27)
5. 6.2只能直接测量余热锅炉进口(或出口)烟气体积时，可通过测量漏入窄气量计算出口(或进口)的烟气体积。
5.6.2.1当能测量进口烟气体积时，出口烟气体积按式（28)计算：Vu=V+Vu
式中：V,—-余热锅炉出口烟气体积，m3/hVw—余热锅炉进口烟气体积，m/h；V.l.—余热锅炉区间漏入空气量,m2/h,按式(29)计算V.
(V— VH,o)(O% - O)
20. 657 — 0. 9840%
VH,o—余热炉进口气中水蒸汽体积含量，m/h，按式(30)计算：VH,o,
W一余热锅炉进口烟气中水蒸汽体积百分数，%O%—一余热锅炉出口十烟气中O,体积百分数，%，O%-…余热锅炉进口干烟气中.体积百分数，%。5.6.2.2当能测量出口烟气体积时，进口烟气体积可按式(31)计算：V, = V, -- Val
式中,V-
余热锅炉进口烟气体积，m3\/h，Vye——余热锅炉出口烟气休积，m/h；Va—余热锅炉区间漏人空气m\/h，按式（32)计算：（28）
（30）
(31）
GB1086389
(V-VH)(-()
20.657-0.9840%
余热锅炉出口烟气中水蒸汽体积含量，m*/h，按式（33)计算：W
Vhr.o. = 1oV
W!——余热锅炉出口烟气中水汽体积百分数，%：O%—余热锅炉出口干烟气中0，体积百分数，%；0
余热锅炉进口干烟气中，体积百分数，%。5.6.3当没有条件直接测量时，进口烟气体积也可由主工艺计算得到。注：m指气体温度为0C、压为1.01325×105Pa的状态下的体积，此状态称为标准状态。下同：6测量仪器和测量装
（32）
6.1测量蒸汽与给水的压力，应采用精度不低丁2.5级的压力表，也可采用就地安装的压力表，试验前应经校验合格。
6.2蒸汽和给水流量的测量
6.2.1余热锅炉蒸发量（或热水流量）采用测量给水（或进水）流量，或蒸汽流量法。采用蒸汽流量法测量时，安全阀不得起跳。测量仪表的精度应不低于1.5级。6.2.2给水(或进水)流量推荐使用LW型涡轮流量变送器测量,变送器标定精度应不低J0.5级。测量装置如图2所示。也可采用精度不低于1.5级的其他流量计测量。29D
[图 2
1.2、3--截止阀; 4 . -过滤器； 5 LW 型涡轮流量变送器;6一余热锅炉，D一给水旁路的公称直径6.2.3小容量余热锅炉的给水流量(或进水)也可用水箱体积法测量。6-2.4水的体积流量应按式(34)换算为重量流量：[0D
GB 10863—89
给水(或进水)的重量流量,kg/h ,V.——给水(或进水)的体积流量，L/h；-给水(或进水)的比容，m/kg。
6.3蒸汽品质测量
6.3.1蒸汽湿度可采用氟离子浓度滴定法、钠离子浓度计或电导率仪法测量。每次测定时炉水试样和蒸汽试样的阖度必须相同。
蒸汽含盐量采用钠离子浓度计测量。6.3.2蒸汽与炉水取样点选择免费标准bzxz.net
6.3.2-1蒸汽取样点宜安装在余热锅炉主汽阀后垂直的直管段，在条件不允许时.也可安装在水半的直管段内,这时取样带要垂直安装,并向下引出蒸汽。6.3.2.2炉水取样点可选择在水位计下方或锅简定期排污管处。6.3.3蒸汽与炉水取样都必须经过冷却器冷却后进行。6.3.4蒸汽取样头
推荐取样头结构如图3所示。取样孔流通总面积不应超过取样管流通面积的50%，即符合式（35）规定：
玫中:n-
取样孔数，一般不小于3；
di——取样孔孔径,—般为 2~3 mms一取样管的内径.mm：
蒸汽取样头；2一蒸汽管道(D，为蒸汽管道内径，箭头为蒸汽流动方向）6.3.5联样
蒸汽取样应遵循等速取样原则，即取样量应满足式（36）：*+35)
式中Gx蒸汽取样量.kg/h；
-取样孔数：
D——蒸汽管道内的蒸汽流量，kg/hd,—取样孔孔径,mm，
D,—蒸汽管道的内径,mm。
6.4温度测量
GB10863—89
G,= nD
(36）
6.4.1过热蒸汽温度的测量采用热电偶温度计或热电阻温度计。二次仪表的精度不低十0.5级，热电偶丝直径应不大」0. 5 mm
6.4.2余热锅炉进、出水温度测盘6.4.2.1热水余热锅炉的进.出水温度，必须使用实验室玻璃温度计测量。6.4.2.2蒸汽余热锅炉给水温度可采用普通棒式玻璃温度计测量。6.4.3烟气温度采用热电偶温度计测量6.4.3.1烟温测点应视烟道大小，按表1，表2规定布宵，烟气温度取其算术平均值。6.4.3.2热电偶头部应裸露于气流中，且热电偶丝直径应不大于0.5tmm。若用补偿导线，应用同型号的补偿导线引至温度较稳定的室温外。6.4.3.3二次仪表可用便携式电位差计或精度为0.5级的电下电位差计。6.4.3.4为简化平均温度的测量，乎均温度可用儿支特性相同的热电偶并联测.如图1所示。图4
1—热电偶，2接线端子板；3二次仪表6.4.4余热锅炉炉体壁面温度可采用半导体点温计测量。6.5动压测量
6.5.1当用动压测量管测量动压时，测量截面前应有（4～7）D,的直管段，测量截面后应有（1~2)D，的直管段，D，为管道的内径；对矩形通道，以当直径D。代替I，当量直径D).-2AB/(A十B)，A及B为矩形边长。如不能满足上述要求时，则应增加测鼠点数。6.5.2测量截面上测点的布置
6.5.2.1圆形截面的管道
GB 10863—89
将圆形截面的管道分成个面积相等的问心圆环，再把每个圆环分成两个面积相等的部分，动压测点就设在这两部分的分界线上，如图5所示。测点距中心的距离按式(37)计算：T,=RV1/2n
T:=R3/2n
rs=R/5/2n
rz-1 =R (2n : 1)/2m)
式中: r,r.r--*r2n-1-
测点距中心的距离,mm
R·烟道半径.mm.
6.5.2.2矩形截面的管道
用经纬线将矩形管道分成若下面积相等的小矩形，如图6所示，各小矩形的对角线交点就为动压测量点。
6.5.3测量点最小数的规定
6.5.3.1圆形管道等面积环数与布置测点的测量直径数见表1。当测量直径数为2时，该两条直径线应互推垂真
6.5.3-2矩形截而的测点排数见表2.
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