DB61T-工業(yè)換熱壓力容器能效測試與評定編制說明

地方標準《工業(yè)換熱壓力容器能效測試與評定》編制說明標準工作組2024年4月25日

一、工作概況1、編制的目的和意義換熱壓力容器是一種常見的能量交換設備，廣泛地應用于石油、化工、冶金、電力等高耗能行業(yè)中。目前，這四大行業(yè)在用換熱壓力容器25萬臺左右，年回收熱量（主要是二次能源）折合標準煤約7億噸，換熱效率僅為60%~70%，如果將上述四個行業(yè)中50%的換熱壓力容器更新為換熱效率達到80%~85%的高效換熱器，則每年多回收的熱量可折合4000萬噸標準煤以上。根據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》第十六條“對高耗能的特種設備，按照國務院的規(guī)定實行節(jié)能審查和監(jiān)管”的規(guī)定，負責特種設備監(jiān)督管理的部門，制定了高耗能特種設備節(jié)能管理辦法，結合實施的安全監(jiān)督管理工作，開展設計文件節(jié)能方面審查、能耗測試等工作。近十幾年來，鍋爐能效評價方面出臺了GB/T10184-2015《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》、GB/T10180-2017《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程》、TSG91-2021《鍋爐節(jié)能環(huán)保技術規(guī)程》等相關標準。然而，同樣屬于高耗能特種設備，關于換熱壓力容器能效評價方面的標準仍為空白。為了加強對高耗能換熱壓力容器的管理，規(guī)范換熱壓力容器的設計、制造和使用工作，全面提高換熱壓力容器的能效水平，滿足《特種設備安全法》關于“節(jié)能環(huán)?！钡墓ぷ髟瓌t，制定換熱壓力容器能效測試及評價的標準，意義尤為重要。通過地方標準的制定，一方面有助于能效測試機構在換熱壓力容器能效測試工作中，通過測試工作找出換熱壓力容器本身等存在的問題，并在測試報告中提出有針對性的改進建議。特種設備安全監(jiān)察機構依據(jù)法規(guī)對問題匯總并進行分析，及時向地方政府和節(jié)能主管部門等報告有關情況，通過部門聯(lián)動采取有效措施，促進換熱壓力容器實際運行能效水平的提升。另一方面，有效促使特種設備使用單位對高能耗的特種設備進行改造或淘汰，引用新技術和新設備，全面提高社會能源使用效率，達到節(jié)能環(huán)保的最終目標。DB61/T544-2012《工業(yè)換熱壓力容器能效測試與評定》自發(fā)布以來有效的指導了換熱壓力容器能效測試工作，但隨著時間的推移，發(fā)現(xiàn)標準中有諸多不足，難以滿足目前換熱壓力容器的能效測試工作，亟需對此進行修訂。2、編制單位及主要起草人本標準的起草單位和人員包括：陜西省特種設備檢驗檢測研究院、西安交通大學、西安優(yōu)耐特容器制造有限公司、西安特種設備檢驗檢測院、榆林市特種設備檢驗檢測院、陜西環(huán)通標準鍋爐有限公司。徐冉、屈治國、張曉明、王云剛、張成、張劍飛、韓濤、李德標、劉峰、鄭朋剛、陳小龍、陳唐博、楊濤、任武昆、劉永鋒、夏鋒社、汪舸、王泉生、劉社社、張文琪、孟博。本標準主要由陜西省特種設備檢驗檢測研究院執(zhí)筆。3、工作進度安排2024年03月01日-2024年08月01日，調研、驗證、起草階段；2025年04月25日-2025年5月25日，征求意見階段；2025年5月26日-2025年06月21日，送審階段。二、修訂編制原則和標準修訂主要內(nèi)容說明1、修訂編制原則標準格式符合GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定；與國家標準、法規(guī)和有關標準相一致。2、標準修訂主要內(nèi)容說明本標準是《工業(yè)換熱壓力容器能效測試與評定》的第1次修訂，主要包括以下幾方面內(nèi)容：2.1范圍本次修訂將原“本標準適用于《特種設備安全監(jiān)察條例》、《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定范圍的工業(yè)過程中進行熱交換的壓力容器的能效測試及評定?！毙抻啚椤氨疚募?guī)定了工業(yè)換熱壓力容器能效測試及評定等要求。本文件適用于工業(yè)用管殼式換熱壓力容器（以下簡稱熱交換器）的能效測試及評定。其他類型熱交換器能效測試可參照本文件執(zhí)行。本文件適用的測試流體為液體—液體”。工業(yè)換熱壓力容器名詞出自TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》，其附件A“固定式壓力容器分類”中A4條“壓力容器按照在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，劃分為反應壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲存壓力容器。其中換熱壓力容器，主要是用于完成介質的熱量交換的壓力容器”。從條文可以看出，換熱壓力容器未規(guī)定熱交換器結構；但因熱交換器結構不同，會導致其能效測試計算結算結果產(chǎn)生巨大差異，本標準換熱器測試熱效率與能效壓降評定表是基于工業(yè)使用量最大的管殼式熱交換器（介質為水-水）能效測試數(shù)據(jù)計算所得，因此本次修訂將標準適用范圍修訂為工業(yè)用管殼式換熱壓力容器，適用介質為水-水。2.2規(guī)范性引用文件本次修訂將原4.2條“測試要求”進行了簡化，將其內(nèi)容與GB/T27698.1《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求》要求一致；故本節(jié)把規(guī)范性引用文件從參數(shù)測量的相關標準修訂為換熱器產(chǎn)品標準和測試標準。將原：GB/T2624用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量GB/T3369.1過程控制系統(tǒng)用模擬信號第1部分：直流電流信號GB/T3369.2過程控制系統(tǒng)用模擬信號第2部分：直流電壓信號GB/T17214工業(yè)過程測量和控制裝置工作條件GB50093自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范JB/T7486溫度傳感器系列型譜JB/T8207工業(yè)自動化儀表用電源電壓JB/T9234工業(yè)自動化儀表公稱通徑值系列修訂為：GB/T151熱交換器GB/T27698.1熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求GB/T27698.2熱交換器及傳熱元件性能測試方法第2部分：熱交換器GB/T27698.3熱交換器及傳熱元件性能測試方法第3部分：傳熱元件”。2.3術語和定義本節(jié)增加了“傳熱系數(shù)”、“壓差”、“熱交換器傳熱元件的熱效率（傳熱有效度）”、“標準工況”的定義，并增加了“符號與單位”。其中為了明確新制熱交換器能效測試工況，參考GB/T27698.2《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第2部分：熱交換器》和TSGR0010-2019《熱交換器能效測試與評價規(guī)則》對“標準工況”進行規(guī)定。下表為GB/T27698.2中管殼式熱交換器中推薦的標準工況液相流速。以下為TSGR0010-2019附件AA3.1中規(guī)定冷熱流體進口溫度。此外，本次修訂還將原“換熱元件”、“換熱單元”更改為更為準確的“傳熱元件”和“傳熱單元”；將熱交換器傳熱元件的熱效率（傳熱有效度）的符號改為“ε”。以下是《高等學校工程熱物理專業(yè)規(guī)劃教材:熱交換器原理與設計(第4版)》（作者:史美中/王中錚、出版社:東南大學出版社、ISBN:9787564116835）中第24也關于“傳熱單元數(shù)”和“傳熱有效度”內(nèi)容。2.4能效測試將原標準中“能效測試”修訂為“測試要求”，表述更加準確?！皽y試內(nèi)容”修訂為“測量項目”，并簡化了相關描述，表述更加簡潔準確。刪除了“設備使用單位”相關內(nèi)容，因設備使用單位相關要求與本標準相關內(nèi)容關系不緊密，且其要求內(nèi)容為測試活動基本內(nèi)容，無需額外規(guī)定。為將本標準“測試條件”相關要求與GB/T27698.1《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求》要求一致，故將“測試儀器”“測試過程要求”的相關內(nèi)容簡化合并成為“測試條件”，并將相關內(nèi)容簡化。又因GB/T27698.1中所要求測試條件適用于產(chǎn)品性能測試，對應本標準中的新制熱交換器能效測試，故對在役熱交換器能效測試條件另行規(guī)定。“測試數(shù)據(jù)分析及計算”修訂為“數(shù)據(jù)采集及計算”，并修訂了相關內(nèi)容。主要修訂內(nèi)容為將“測試結果重復測試誤差不超過5%，且累積誤差不超過10%?！毙薷臑榕cGB/T27698.2第5.1.3條相一致的“數(shù)據(jù)采集應在運行工況下穩(wěn)定運行30min后進行，每個測試工況穩(wěn)定5min及以上，且熱平衡相對誤差不大于5%時，進行數(shù)據(jù)采集”。并增加了“若現(xiàn)場不具備相應測試條件，則可按照工藝流程及上下游介質流體關系，根據(jù)質量和能量守恒定律，推算測試對象的流量、溫度等參數(shù)”這一條內(nèi)容，解決在役熱交換器測量項目不滿足要求時的問題。以下為GB/T27698.2第5.1.3條內(nèi)容。2.5能效評定修改了原標準中“表2換熱器能效計算權重系數(shù)”中的錯誤。并修改了5.1.4換熱器能效評定的總分值計算公式，使得公式表示更加科學合理。將“表6換熱器能效設計因素評定表”、“表7換熱器能效制造因素評定表”、“表8換熱器能效安裝、改造、維修因素評定表”、“表9換熱器能效使用因素評定表”列為附表，標準文件格式更加合理，并對相關表格中個別表述進行了更正。2.6附錄本節(jié)無修訂。三、實證研究本標準為修訂，無相關實證研究。四、知識產(chǎn)權說明本標準無知識產(chǎn)權要求。五、采標情況國內(nèi)GB/T27698、JB/T10379、TSGR0010等標準，都是對熱交換器及換熱元件設計制造環(huán)節(jié)的性能試驗，對于在用換熱器能效水平評價缺乏指導意義，且測試要求太高，操作難度大；DB31/T6