燃煤電廠電鍋爐蓄熱靈活性改造性能試驗

ICS27.100K51備案號：53939-2016準T/CEC***—201*燃煤電廠電鍋爐蓄熱靈活性改造性能試驗方法Performancetestmethodofflexibilitytransformationbyelectricboilerforcoal-firedpowerplants2018-**-**發(fā)布 2018-**-**實施中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布

目次TOC\o"1-1"\h\z\u前言 燃煤電廠電鍋爐蓄熱靈活性改造性能試驗方法1范圍本標準規(guī)定了燃煤電廠蓄熱式電鍋爐改造性能試驗（包括驗收試驗和常規(guī)試驗）方法。本標準適用于常規(guī)火電機組進行電鍋爐蓄熱改造后的設(shè)備性能試驗，適用于電極式、固體蓄熱式電鍋爐等，電鍋爐的額定電壓為3kV~110kV，額定功率不小于20MW，以區(qū)別于普通電熱設(shè)備。試驗結(jié)果可用于改造后設(shè)備性能參數(shù)的考核，也可用于機組靈活性改造效果的考評。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文獻，僅注日期的版本適用于本文件。凡是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/T17357設(shè)備及管道絕熱層表面熱損失現(xiàn)場測定表面溫度法GB/T16839.1熱電偶第1部分：分度表GB/T16839.2熱電偶第2部分：允差GB/T4272-2008設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則GB/T8174-2008設(shè)備及管道絕熱效果的測試與評價GB50185工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB/T2900.23-2008電工術(shù)語工業(yè)電熱設(shè)備GB/T50063-2017電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范GB50150-2016電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準GB/T16927.1高電壓試驗技術(shù)第一部分：一般試驗要求GB/T16927.2高電壓試驗技術(shù)第二部分：測量系統(tǒng)GB/T10066.1-2004電熱設(shè)備的試驗方法第1部分：通用部分GB/T10066.4-2004電熱設(shè)備的試驗方法第4部分：間接電阻爐DL/T474.1現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)則第1部分：絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)試驗DL/T474.4現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)則第4部分：交流耐壓試驗3符號、術(shù)語和定義GB/T16927、DL/T474、GB/T10174界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)heat-storedelectricboiler以電加熱鍋爐為主設(shè)備，通過電加熱元件加熱并存儲熱量的系統(tǒng)。3.2額定電壓ratedvoltage電鍋爐設(shè)計時規(guī)定并在銘牌上標出的接在加熱元件上的電壓。3.3工作電壓workingvoltage對于配備調(diào)壓器或變壓器等的電鍋爐，是在設(shè)計時規(guī)定的接在加熱元件或電極（對電極鍋爐）上的電壓，通常是一個電壓范圍或幾檔電壓。3.4額定功率ratedpower電鍋爐設(shè)計時規(guī)定在銘牌上標出的輸入功率。3.5工作溫度workingtemperature電鍋爐設(shè)計時規(guī)定的正產(chǎn)使用溫度，通常是一個溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)電鍋爐應(yīng)能滿足所規(guī)定的爐溫均勻度要求，工作溫度的上限稱最高工作溫度。3.6吸熱介質(zhì)heatstoragemedium吸熱介質(zhì)是指在電鍋爐系統(tǒng)中間接或者直接吸收電鍋爐的電熱量的物質(zhì)，直接介質(zhì)為固體蓄熱磚（固體蓄熱爐）或鹽液（電極鍋爐），間接介質(zhì)一般為水（熱網(wǎng)循環(huán)水或其他）。3.7蓄熱系統(tǒng)連續(xù)運行時間continuousoperatingtimeofheatstoragesystem在一定初始條件下，蓄熱系統(tǒng)從開始蓄（放）熱至蓄（放）熱過程結(jié)束所需要的時間。3.8蓄（放）熱量heatstorage(release)capacity在連續(xù)運行時間內(nèi)蓄（放）熱功率隨時間的累積量（MWh）。3.9表面溫度計surfacethermometer以熱電偶或其他類型溫度傳感器作為敏感元件，用于測量表面溫度的測溫儀表。如熱電偶式表面溫度計、電阻式表面溫度計。3.10符號表1中所列符號及單位適用于本文件。表1符號和單位符號

意義單位英文中文電鍋爐額定功率kW千瓦電鍋爐啟動前廠內(nèi)關(guān)口表后測量功率kW千瓦電鍋爐啟動后廠內(nèi)關(guān)口表后測量功率kW千瓦試驗開始時間s秒試驗結(jié)束時間s秒設(shè)備最大調(diào)峰時長h小時在電壓U時測得的最大調(diào)峰時長h小時換算后的散熱損失W/m2瓦每平方米測試的散熱損失W/m2瓦每平方米設(shè)備的保溫結(jié)構(gòu)運行期的平均外表面溫度K開爾文設(shè)備的保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度K開爾文當?shù)啬昶骄h(huán)境溫度K開爾文測試時的環(huán)境溫度K開爾文4測量技術(shù)與測量儀表4.1通則GB/T8117.2-2008、GB/T10174-2015的部分條款通過引用成為本部分的條款。4.1.1測量儀表符合下列任何一類或幾類的儀表均允許在試驗中使用：a）經(jīng)法定主管機構(gòu)校驗過的測量儀表；b）以法定主管機構(gòu)校驗過的測量儀表為基準，做了對比校驗的測量儀表；c）準確度已知的標準測量儀表；d）準確度已知，合同雙方同意使用的其他儀表。如果使用變送器，則變送器應(yīng)具有合適的量程，并證明具有與常規(guī)儀表同等的準確度?？墒褂米詣有拚陀涗洔y量值的數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置也可用于隨后的數(shù)據(jù)處理，但事先要對裝置運轉(zhuǎn)的可靠性和正確性進行檢查或驗證。4.1.2測量的不確定度試驗結(jié)果的不確定度取決于所有測量誤差的綜合影響。單個測量的不確定度的大小應(yīng)根據(jù)其讀數(shù)對試驗結(jié)果的影響而合理選擇。試驗結(jié)果的不確定度可參照相關(guān)計算規(guī)則，由各個測量值的不確定度來計算。4.1.3儀表的檢驗需要校驗的儀表應(yīng)在試驗前校驗，各方在試驗前都應(yīng)得到校驗證書，試驗后重校的儀表應(yīng)由各方商定。4.1.4替代儀表如果試驗有關(guān)各方同意且能證明使用這些儀表系統(tǒng)能夠達到本標準所要求的準確度，則一些先進的儀表系統(tǒng)，如采用電子裝置或質(zhì)量流量技術(shù)，可替代本標準中強制性的儀表。如果電鍋爐蓄熱設(shè)備配置的電測量儀表裝置符合《GB/T50063-2017電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》的要求，電氣參數(shù)可通過電鍋爐設(shè)備測量儀表直接讀取。4.2電氣參數(shù)測量電氣參數(shù)包括電流、電壓、功率、頻率、電能等參數(shù)。指針式儀表的準確度不應(yīng)低于1.5級，數(shù)字式儀表的準確度不應(yīng)低于0.5級。測量儀表宜選用數(shù)字式儀表進行測量。指針式測量儀表測量范圍宜保證電力設(shè)備額定值指示在儀表標度尺的2/3處。中性點有效接地系統(tǒng)的電壓應(yīng)測量三個線電壓，對只裝有單相電壓互感器接線或電壓互感器采用VV接線的主母線、變壓器回路可只測量單相電壓或一個線電壓；中性點非有效接地系統(tǒng)的電壓測量可測量一個線電壓。電流參數(shù)應(yīng)測量電蓄熱鍋爐設(shè)備三相交流回路的電流。功率測量裝置的接線方式應(yīng)根據(jù)電蓄熱鍋爐系統(tǒng)中性點接地方式選擇。中性點有效接地系統(tǒng)功率測量裝置應(yīng)采用三相四線的接線方式；中性點不接地系統(tǒng)的功率測量裝置宜采用三相三線的接線方式；經(jīng)電阻或消弧線圈等接地的非有效接地系統(tǒng)功率測量裝置宜采用三相四線的接線方式。電能測量裝置的接線方式同功率測量裝置。如果三相負荷不對稱度大于10%，應(yīng)采用三相四線的接線方式。頻率測量范圍應(yīng)為45Hz~55Hz，準確度不應(yīng)低于0.2級。4.3溫度測量4.3.1基本原則溫度測點應(yīng)盡可能靠近確定焓值所相應(yīng)的壓力測點。凡是對試驗結(jié)果有影響的溫度測點，應(yīng)采用緊挨一起的兩個不同測點處進行測量，并應(yīng)取兩者讀數(shù)的平均值作為流體的溫度值。如果懷疑某一管內(nèi)或設(shè)備內(nèi)流束的溫度分布不均勻，而其加權(quán)平均值對試驗結(jié)果有影響，則應(yīng)用測溫器沿管徑查明溫度分布，同時各方應(yīng)就取得平均值的辦法達成一致意見。4.3.2儀表使用校驗過的熱電偶，其不確定度應(yīng)滿足±1℃；使用校驗過的熱電阻，其不確定度應(yīng)滿足±0.2℃。對于蓄熱設(shè)備的溫度測量，考慮到其體積較大，如果蓄熱設(shè)備本身設(shè)有溫度測點且其位置、精度滿足試驗要求，可使用原有儀表進行測量；如果已有溫度測點位置合理但是儀表精度不滿足試驗要求，可使用滿足要求的儀表替代原有儀表。5試驗要求采用本標準對燃煤電廠電鍋爐蓄熱靈活性改造性能進行試驗前，應(yīng)使系統(tǒng)中所有安裝的設(shè)備及裝置處于正常工作狀態(tài)，包括所有的控制元件、控制程序。采用本標準進行測試試驗之前，電蓄熱鍋爐應(yīng)至少完成5次或以上的完整調(diào)峰循環(huán)，使得相應(yīng)的蓄熱體也達到完全的蓄（放）熱狀態(tài)，同時不少于設(shè)備廠家建議的循環(huán)工作次數(shù)，以保證系統(tǒng)的初始測試狀態(tài)可代表其正常的運行狀態(tài)。測量儀器應(yīng)滿足第4章的要求。5.1測點布置a）應(yīng)正確地、有代表性地反映被測參數(shù)；b）應(yīng)符合測試儀器、儀表的使用條件；c）必須滿足測試方法的原理要求和測量準確度的要求。5.2所需資料在按本標準進行測試前，相關(guān)主管部門應(yīng)確定以下資料：a）整個電鍋爐蓄熱系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)以及流程圖，包括：所有主要部件以及連接管線，流體流量、溫度和壓力測點的位置及數(shù)量，系統(tǒng)控制方式，系統(tǒng)邊界等；b）在設(shè)計工況下，設(shè)備廠家對額定出力的保證值；c）在設(shè)計工況下，設(shè)備廠家對最大蓄熱時長的保證值；d）供暖季內(nèi)為有效保證供熱負荷，汽輪機組的最低供電負荷。6試驗內(nèi)容及方法6.1額定出力性能試驗測試電鍋爐運行對機組上網(wǎng)電功率的影響值，即電鍋爐本體的額定功率是否達到設(shè)計值。測量方法：采用功率表計量上網(wǎng)電功率變化利用功率表對電鍋爐功率進行直接測量得出，也可在保證機組運行參數(shù)穩(wěn)定的情況下，啟動電鍋爐，測量廠內(nèi)電量關(guān)口表后的功率變化量。若實際出力低于額定出力時，對實際出力進行測量、記錄。6.2電鍋爐蓄熱時長試驗對于電鍋爐蓄熱體從設(shè)計溫度的下限開始蓄熱且不參與放熱的情況下，測量電鍋爐在額定功率工作時，蓄熱系統(tǒng)可實現(xiàn)的最大升溫時長（蓄熱時長），即調(diào)峰時長。蓄熱系統(tǒng)連續(xù)運行時間測試方法：電鍋爐在蓄熱體最低設(shè)計溫度點開始啟動，其中蓄熱體的溫度取為當前系統(tǒng)溫度測點的平均值，至溫度達到蓄熱系統(tǒng)設(shè)計最高點，結(jié)束蓄熱并記錄累計蓄熱時間。6.3電鍋爐放熱時長試驗對于電鍋爐蓄熱體從設(shè)計溫度的上限開始放熱且不參與蓄熱的情況下，測量電鍋爐在額定工況以及非額定工況工作時，蓄熱系統(tǒng)可實現(xiàn)的最大放熱時長。蓄熱系統(tǒng)連續(xù)運行時間測試方法：電鍋爐在蓄熱體最高設(shè)計溫度點開始啟動，其中蓄熱體的溫度取為當前系統(tǒng)溫度測點的最低值，至溫度達到蓄熱系統(tǒng)設(shè)計最高點，結(jié)束蓄熱并記錄累計蓄熱時間。電鍋爐在蓄熱體最低設(shè)計溫度點開始啟動，至溫度達到設(shè)計最高點，結(jié)束蓄熱并記錄累計蓄熱時間。6.4保溫特性測量蓄熱系統(tǒng)處于不同的工作工況點時，對其保溫特性進行測量，選擇多點測量，分別進行計算后，作為測量結(jié)果。蓄熱系統(tǒng)保溫特性測試方法：對于較為方便地進行傳感器布置且精度要求較高的點，宜采用表面溫度計法：將熱電偶式或熱電阻式等表面溫度計的傳感器與被測絕熱結(jié)構(gòu)外表面接觸以測量其外表面溫度。在測量時根據(jù)儀表的特性和不同的絕熱結(jié)構(gòu)外表面進行測點處理和讀數(shù)修正。對于測點布置不方便，且精度要求相對較低時，宜采用可反映被測保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度分布分析結(jié)果的紅外熱像法：用紅外熱像儀對被測保溫結(jié)構(gòu)外表面進行掃描，反映出保溫結(jié)構(gòu)外表溫度分布的方法。6.5絕緣電阻測量測量電蓄熱鍋爐的絕緣電阻，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）測量在電蓄熱鍋爐設(shè)備與供電電網(wǎng)斷開的情況下進行，并且僅對與電網(wǎng)直接連接的帶電部分進行測量；（2）應(yīng)采用2500V兆歐表測量電蓄熱鍋爐絕緣電阻值；（3）兆歐表應(yīng)分別接在電蓄熱鍋爐設(shè)備正常工作時帶電的兩個不同帶電體之間，以及各帶電體與所有外露的金屬結(jié)構(gòu)件之間，后者應(yīng)連接在一起并接地；（4）66kV及以下電壓等級的固體電蓄熱鍋爐的絕緣電阻值不應(yīng)低于500MΩ，10kV及以下電壓等級的電極式電蓄熱鍋爐的絕緣電阻值不應(yīng)低于1MΩ。6.6絕緣耐壓試驗電蓄熱鍋爐的交流耐壓試驗，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）在交流耐壓試驗前，應(yīng)進行絕緣電阻的測量，合格后再進行耐壓試驗；（2）可采用串聯(lián)諧振試驗裝置產(chǎn)生高壓進行交流耐壓試驗，試驗設(shè)備通常有試驗變壓器、調(diào)壓設(shè)備、過流保護裝置、電壓測量裝置、保護球間隙、保護電阻及控制裝置等；（3）交流耐壓試驗時加至試驗標準后的持續(xù)時間為60s。升壓必須從零（或接近于零）開始，切不可沖擊合閘。升壓速度在75%試驗電壓以前，可以是任意的，自75%電壓開始應(yīng)均勻升壓，均為每秒2%試驗電壓的速率升壓。耐壓試驗后，迅速均勻降壓到零（或接近于零），然后切斷電源；（4）試驗中，如無破壞性放電發(fā)生，則認為通過耐壓試驗；（5）工頻耐壓試驗電壓可參照支柱絕緣子的交接試驗電壓，如下表所示。表2電蓄熱鍋爐短時（1min）工頻耐受電壓（有效值，kV）額定電壓最高工作電壓1min工頻耐受電壓33.62067.2261012341517.5462024543540.5806672.51321101262126.7冷態(tài)直流電阻測量測量電蓄熱鍋爐導(dǎo)電回路冷態(tài)直流電阻，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）用直流電橋或數(shù)字歐姆表測量，準確度不低于1.5級；（2）單相接線時測量總電阻，三相接線時測量并計算各相的電阻；（3）三相回路直流電阻值不應(yīng)大于三相平均值的±5%；（4）直流電阻與同溫度下產(chǎn)品出廠值比較相應(yīng)變化不應(yīng)大于±5%。7數(shù)據(jù)處理7.1額定出力性能試驗測試電鍋爐運行對機組上網(wǎng)電功率的影響值，即電鍋爐本體的額定功率是否達到設(shè)計值的數(shù)據(jù)處理方法如下式所示。式中：-額定功率，單位為千瓦（kW）；-電鍋爐啟動前廠內(nèi)關(guān)口表后測量功率，單位為千瓦（kW）；-電鍋爐啟動后廠內(nèi)關(guān)口表后測量功率，單位為千瓦（kW）。7.2電鍋爐蓄熱時長試驗若運行過程中由于電壓波動引起的電功率偏離額定功率而影響蓄熱的時長變化可利用下式進行折算。式中：-設(shè)備最大調(diào)峰時長，單位為小時（h）；-在電壓U（與Un偏差不超過±5%）時測得的最大調(diào)峰時長，單位為小時（h）；-額定電壓，單位為伏特（V）；-調(diào)峰時長試驗時的電壓，單位為伏特（V）。7.3保溫特性測量蓄熱設(shè)備保溫結(jié)構(gòu)的表面溫度和散熱損失按照表面積加權(quán)平均值的方法處理，當用表面溫度法測試散熱損失時，可從平均表面溫度計算出表面散熱損失量。對于當季或全年運行的蓄熱設(shè)備，應(yīng)將測試結(jié)果換算成當季（當年）平均溫度條件下的相應(yīng)值，可按照下式計算。式中：-換算后的散熱損失，單位為瓦每平方米（W/m2）；-測試的散熱損失，單位為瓦每平方米（W/m2）；-設(shè)備的保溫結(jié)構(gòu)運行期的平均外表面溫度，單位為開爾文（K）；-設(shè)備的保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度，單位為開爾文（K）；-當?shù)啬昶骄h(huán)境溫度，單位為開爾文（K）；-試時的環(huán)境溫度，單位為開爾文（K）。8試驗報告試驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：1、電鍋爐額定出力、絕緣電阻、直流電阻、保溫特性、電鍋爐調(diào)峰時長