槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱系統(tǒng)性能試驗規(guī)程

ICSFORMTEXT27.160FORMTEXTF12T/CECT/CECXXXX—2019FORMTEXT槽式太陽能熱發(fā)電站集熱場性能試驗規(guī)程FORMTEXTCodeofsolarfieldperformancetestforparabolictroughsolarthermalpowerplant（征求意見稿）XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施中國電力企業(yè)聯(lián)合會???發(fā)布T/CECXXXX—2019I目??次TOC\o"1-2"\h\z\u前言 錯誤！未定義書簽。1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語和符號 14基本規(guī)定 35試驗儀器 36試驗準備 67試驗步驟 78試驗結果處理 8附錄A集熱場性能試驗測點布置圖 10附錄B試驗設備清單 11附錄C試驗設備清單 12附錄D試驗報告 13槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗規(guī)程范圍本文件規(guī)定了槽式太陽能光熱發(fā)電站進行集熱場集熱功率、集熱效率試驗的設備、試驗準備、試驗步驟、試驗結果處理。本文件適用于槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗，其它的槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)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/T16839.1熱電偶第一部分：分度表GB/T16839.2熱電偶第二部分：允差GB/T17357設備及管道絕熱層表面熱損失現(xiàn)場測定表面溫差法GB/T33698太陽能資源測量直接輻射GB/T33234光熱發(fā)電玻璃反射鏡反射比測試方法DL5190.4電力建設施工技術規(guī)范第四部分：熱工儀表及測試裝置術語和符號下列術語和定義適用于本文件。術語和定義3.1.1集熱器采光口平面collectorapertureplane垂直于集熱器橫截面的平面，太陽能集熱器開口區(qū)域在該平面上。3.1.2集熱器凈開口面積collectornetaperturearea太陽能集熱器反射/折射組件開口面的垂直投影面積。注：在線聚焦太陽能系統(tǒng)中，它是這個表面加上鋼管的垂直投影在收集器的開口上不重疊的部分，假設吸收器在太陽方向側吸收輻射。3.1.3集熱器采光口寬度collectorapertureplanewidth采光口平面上反射鏡邊部之間的寬度。3.1.4集熱器采光口長度collectorapertureplanelength采光口平面上反射鏡端部之間的長度。3.1.5入射角incidenceangle太陽入射光線與拋物面槽式集熱器采光口平面法向之間的夾角（當光線與采光口平面垂直時入射角為0°）。3.1.6總溫升totaltemperaturerise總溫升是指集熱場早晨開始升溫時出口溫度減去環(huán)境溫度與當日集熱場出口最高溫度減去環(huán)境溫度的差值。3.1.7系統(tǒng)時間常數(shù)systemtimeconstant系統(tǒng)時間常數(shù)為集熱場出口溫度升高總溫升的63.2%所需的時間。符號下列符號適用于本文件。本文件中所采用的立方米（m3），除了特殊說明外，均為標準狀態(tài)。表1符號一覽表符號含義單位ANI采光口垂直輻照度W/m2DNI法向直接輻照度W/m2A集熱場采光口面積m2cp導熱油比熱J/kg?km導熱油（HTF）質量流量kg/sＰ光熱功率W?T集熱場入口導熱油和出口導熱油溫差℃T流量測點當?shù)販囟取鎀導熱油平均溫度℃ω太陽時角°V導熱油體積流量m3/s?熱效率%ρ密度kg/m3θ太陽入射角°基本規(guī)定槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗可以集熱場和一個回路為對象進行試驗，試驗主要包括集熱功率試驗、集熱效率試驗。槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗可采用長期試驗、短期試驗。槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場相關試驗宜在正常運行后進行。試驗期間法向直接輻照度最大值不宜小于600W/m2。試驗時集熱器的導熱介質流量、溫度不得超出集熱器安全運行允許范圍。本文件適用于以下兩種主要的試驗類型：a)第一類試驗—短時間穩(wěn)態(tài)熱功率試驗—在晴朗天氣條件下短時間內（在此期間存在熱平衡和穩(wěn)定穩(wěn)態(tài)條件）測量太陽能系統(tǒng)熱功率輸出和熱效率。b)第二類試驗—多天連續(xù)能量試驗，收集連續(xù)天數(shù)的熱能輸出。晴朗天氣和略微多云天氣都可接受。此外，對于日常啟動、正常運行和關閉等項目，應遵守太陽能系統(tǒng)的功能。試驗儀器5.1溫度計導熱介質溫度測量可采用電阻溫度計、熱電偶，量程精度符合IEC60751A級要求。5.2流量計5.2.1流量計可采用超聲波流量計、渦街流量計，流量計精度要求見表2表2流量計精度要求名稱測量對象精度要求超聲波流量計導熱介質、熔融鹽1.0級或以上渦街流量計導熱介質1.0級或以上5.2.2超聲波管道流量計準確度等級要求見表3。表3超聲波流量計準確度準確度等級1.0基本誤差（E）%≤0.1≤0.2≤0.5≤1.0重復性%≤0.05≤0.1≤0.3≤管道式渦街流量計準確度等級見表4表4管道式渦街流量計準確度準確度等級0.51.0最大允許誤差qt<q<qmax±0.5%±1.0%qmin<q<qt±1.0%±2.0%注：最大流量qmax，最小流量qmin，分界流量qt，qt對應的流量為0.2qmax5.3輻照度儀法向直接輻照度儀精度見表5。表5太陽直接輻射表精度引用號規(guī)范說明總日射表種類副基準一級二級1響應時間：95%響應<10s（1s）<20s（1s）<30s（1s）2零漂移：對200W·m-2凈熱輻射的響應（通風）對環(huán)境溫度發(fā)生5K·h-1變化的響應+7W·m-2（2W·m-2）±2W·m-2（0.5W·m-2）+15W·m-2（2W·m-2）±4W·m-2（0.5W·m-2）+30W·m-2（3W·m-2）±8W·m-2（1W·m-2）3a非線性：響應度的年變化±0.8%（0.25%）±1.5%（0.25%）±3%（0.5%）3b非線性：由輻照度在100W·m-2在至1000W·m-2內變化引起的響應度與500W·m-2輻照度產生的響應度百分比偏差±0.5%（0.2%）±1%（0.2%）±3%（0.5%）3c方向性響應（對光束狀輻射）：從任意方向測量一束輻射（其法向輻照度為1000W·m-2），假設在其它方向上該表對輻照的響應與垂直輻射方向上的響應相同，所造成的誤差范圍±10W·m-2（4W·m-2）±20W·m-2（5W·m-2）±30W·m-23d光譜選擇性：0.35μm-1.5μm波長內相對于平均光譜吸收和平均光譜透過率的百分比偏差±3%±5%±10%3e溫度響應：由環(huán)境溫度變化（50K以內）引起的百分比偏差±3%±3%±3%3f傾斜響應：在1000W·m-2輻照度下，總輻射表傾角由0度（水平）向90度變化引起的響應與0度時的響應百分比偏差±3%±3%±3%5.4風速儀5.4.1機械式風速儀適用于時距≥1min的平均風速測量，技術指標見表6。表6風速測量技術指標風速技術指標測量范圍≥0~20m/s啟動風速≤0.8m/s測量精度≤±(0.3+0.03v)m/s(v：指示風速)分辨率≤0.1m/s風向技術指標Winddirection測量范圍0°~360°（16個方位）啟動風速≤1m/s精度±1/2方位5.4.2熱電式風速儀量程0.1m/s~10m/s、精度≤±5%、分辨率≤0.1m/s，環(huán)境溫度0.0℃~50.0℃。.5.4.3超聲波風速儀量程0~30m/s、精度≤±3%、分辨力≤0.1m/s風向測量范圍0°~360°、精度≤±2°、分辨率≤1°。5.5鏡面反射率測量儀Specularreflectometer測量準確度應在±1%以內，測量重復性應在±0.5%以內。反射率測量儀器應符合GB/T33234要求。5.6壓力變送器壓力變送器，精度等級0.25%5.7地理坐標測量儀器地理坐標測量儀器精度見表7。表7地理地坐標測量等級線性分辨率（準確度）十進制度數(shù)六十進制度數(shù)100km11°1km0.0130″5.8干球溫度與相對濕度測量5.8.1機械通風干濕表（溫濕度計）、電動通風干濕表（溫濕度計），技術要求見表8。表8干球溫度和濕度測量指標要求項目機械通風干濕表電動通風干濕表溫度刻度≤0.2℃≤0.2℃溫度精度±1℃±1℃測量范圍10%RH~100%RH10%RH~100%RH濕度精度±5%±5%5.8.2電阻式或電容式濕度傳感器中、低濕段(10RH~70%RH)精度±3%，全濕程(0-100%RH)精度，且指定溫度下(25℃)精度±2%。試驗準備試驗前，系統(tǒng)應具備以下條件：集熱管、反射鏡進行清洗。集熱場入口溫度達到設計值。測點布置應符合下列要求：6.2.1在集熱場、回路進、出口母管、靠近截止閥位置安裝流量計、溫度計，并采取保溫措施，測量時信號導線不應與電源線并行布置，具體安裝位置參見附錄A。流量測量位置選擇在太陽場進口處，測量截面前、后直管段長度要求推薦值見表9。流量計應水平或垂直（液體的流向為自上而下）在與其公稱通徑相應的管道上同軸安裝，直管段范圍內不應有閥門或旁通管，上游側不應設置流量調節(jié)閥。表9不同類型直管段推薦值上游管道形式上游直管段長度下游直管段長度同心收縮全開閘閥fully≥15D≥5D一個90°彎頭≥20D同一平面兩個90°彎頭≥25D不同平面兩個90°彎頭≥40D6.2.2根據(jù)集熱場規(guī)模設置測光站，測光站應均勻布置，儀器感應面不應被四周障礙物遮擋，不應靠近淺色墻面或其他易反射陽光的物體，且不應暴露在人工輻射源之下。測光站數(shù)量宜符合表10要求。表10測光站推薦布置數(shù)量測光站數(shù)量電站容量MW2-310-503-450-1004-5100-200測量采光口寬度尺寸6.3.1測量集熱器端部和中部采光口寬度尺寸，并取平均值。測量精度為1mm。6.3.2測量反射鏡凸面的曲邊邊部4個點，精度為0.01mm，取算術平均值，數(shù)值修約至2位小數(shù)，厚度測量值與公稱尺寸之差即為厚度偏差。鏡面反射率測量6.4.1太陽場每20條回路選取1個鏡面反射率測點，反射率取各測點的平均值。6.4.2反射率測量儀器儀器滿足GB/T33234鏡面反射比測量要求或者采用便攜式鏡面反射率測量儀器。環(huán)境溫度、濕度6.5.1測點設置在集熱場內室外環(huán)境，且避免陽光照射。6.5.2測點距離地面0.8m-1.6m，距離熱源大于0.5m。試驗步驟將流量設置到穩(wěn)定狀態(tài)，連續(xù)測量進出口溫度、流量、壓力。同時測量法向直接輻照量。同時測量環(huán)境溫度、濕度、風力等量。試驗時間在真太陽時上午9點與下午3點之間。每次試驗時間應大于10分鐘記錄DNI、ANI、出入口導熱介質流速、溫度、壓力，參數(shù)采集時間間隔應滿足表11要求。表11參數(shù)測量時間間隔測量對象測量時間間隔導熱介質質量流量、壓力、溫度≤10s環(huán)境風速、風向、溫度、濕度≤1minDNI≤10s反射鏡反射率試驗前后各測量一次集熱場運行狀況與規(guī)定條件的任何偏離和試驗期間的調整，均應做好記錄，并注明發(fā)生的時間和見證人。記錄試驗采用儀器，記錄格式參見附錄A。試驗數(shù)據(jù)宜采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄，記錄格式參見附錄B。試驗結果處理試驗工況和試驗數(shù)據(jù)的選取8.1.1選取輸入輸出平穩(wěn)、相關性高的運行參數(shù)數(shù)據(jù)，參數(shù)允許波動范圍見表12.表12集熱場試驗期間運行參數(shù)允許波動范圍參數(shù)單位允許波動范圍（測量平均值）導熱介質體積流量m3/s±1%ANIW/m2±1%集熱場入口溫度℃±0.5%集熱場出口溫度℃±0.5%鏡面反射比%±2%8.1.2測量儀器可在試驗后進行復校，發(fā)現(xiàn)異常則應對所測數(shù)據(jù)進行修正或舍棄所測數(shù)據(jù)。出現(xiàn)下列情況之一時，該試驗數(shù)據(jù)應作廢：導熱介質質量流量超出規(guī)定的變化范圍；集熱場出入口溫度超出規(guī)定的變化范圍；DNI超出規(guī)定的變化范圍；某一個主要測量項目的試驗數(shù)據(jù)有1/3以上出現(xiàn)異?；蛎堋峤橘|熱物性計算8.2.1導熱介質密度計算見式（1）：(1)式中，T——導熱介質溫度，K。8.2.2導熱介質比熱計算見式（2）：(2)式中a、b、c、d、e、f、g值根據(jù)導熱介質特性確定。集熱功率計算集熱場熱功率可通過式（3）計算：P=m(式中：P——集熱場熱功率，kW;m——導熱介質（HTF）質量流量,kg/s；cp,out——導熱介質出口定壓比熱容，kJ/(kg·K)cp,in——導熱介質入口定壓比熱容，kJ/(kg·K)Tout——導熱介質出口溫度，KTin——導熱介質入口溫度，K集熱效率計算基于采光口垂直輻照度（ANI）的集熱場集熱效率采用式（4）計算： (4)式中：η——熱效率，%；θ——試驗過程中的平均太陽入射角，單位：o；A——試驗過程中跟蹤模式下的集熱場采光口面積，m2，由集熱器采光口長度和寬度乘積獲得。試驗報告試驗完成后應提交報告，報告格式參見附錄D.

（規(guī)范性）集熱場性能試驗測點布置圖圖1集熱場性能試驗測點布置圖（資料性）試驗設備清單原始記錄編號：第頁/共頁檢測依據(jù)試驗項目試驗工況序號儀器名稱儀器型號儀器精度檢定日期大氣壓力（kPa）環(huán)境溫度（℃）環(huán)境相對濕度（%）校核人員/日期：

（資料性）試驗設備清單試驗記錄表項目名稱：測量緯度：試驗日期：測量經度：試驗地點：集熱器軸布置方式：試驗時間進口溫度（℃）出口溫度（℃）環(huán)境溫度（℃）直接太陽輻照度（W/m2）體積流量（m3/h）鏡場面積（m2）修正溫升（℃）平均溫度（℃）流體密度（kg/m3）修正直接輻照度（W/m2）比熱容（kJ/kg*k）有用功率（W）集熱效率（%）

（資料性）試驗報告D.1試驗背景包括試驗原因、試驗的性質（鑒定、驗收試驗還是常規(guī)試驗）、試驗委托單位、試驗負責單位、試驗參加單位、試驗總體時間等。D.2集熱場主輔設備集熱場簡介、主輔設備技術參數(shù)、傳熱介質特性、運行情況及必要的圖表。D.3試驗目的試驗目的重在檢驗太陽能集熱場性能指標并作出評價，可用于系統(tǒng)性能鑒定、驗收等。D.3試驗內容包括試驗項目、項目保證值或者設計值及保證條件。D.3測試項目、儀器設備、測點布置和測試方法包括根據(jù)確定的測試項目、使用的儀器設備及檢定（校準）單位、傳熱介質化驗指定的實驗室、量值溯源程序、測點位置、測點數(shù)量、必要的測點安裝圖、取樣測試方法及取樣測試頻率等。D.4試驗數(shù)據(jù)整理包括記錄測量的集熱場運行參數(shù)、氣象數(shù)據(jù)、測試結果和計算結果。D.5試驗結果分析根據(jù)試驗結果、試驗內容、與設計或保證值進行比較和分析，試驗誤差分析，并對測試過程中遇到的問題加以說明。D.6結論根據(jù)試驗結果對集熱場相關性能指標作出評價。D.6附件包括所有記錄結果，必