МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ
ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
ХОЛОДНОГО ВОЗДУХА
В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛАХ

РД 34.11.308-86

СОЮЗТЕХЭНЕРГО

Москва 1986

(Измененная редакция. Изм. № 1)

РАЗРАБОТАНА Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом имени Ф.Э. Дзержинского (ВТИ).

Производственным объединением по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей (ПО «Союзтехэнерго»)

ИСПОЛНИТЕЛИ В.Н. ФОМИНА, Э.К. РИНКУС, С.А. ОСТРОВСКИЙ, Л.П. КОНОВАЛОВА (ВТИ), Б.С. КАРПОВ (ПО «Союзтехэнерго»)

УТВЕРЖДЕНА Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 30.12.85 г.

Заместитель начальника Д.Я. ШАМАРАКОВ

 

Срок действия установлен

с 01.01.87 г.

до 01.01.2002 г.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Настоящая Методика предназначена для применения на ТЭС в целях обеспечения достоверных измерений температуры холодного воздуха (t_х.в) в энергетических котлах и устанавливает метод и средства измерений, алгоритм процедур подготовки и проведения измерений и обработки результатов измерений, количественные показатели точности и способы их выражения.

1.2. Настоящая Методика устанавливает единые правила выполнения измерений температуры холодного воздуха, подаваемого в газовые, газомазутные и пылеугольные энергетические котлы перед устройствами для его предварительного подогрева.

1.3. Результаты измерения температуры холодного воздуха по данной Методике предназначены для использования при ведении технологического режима и расчета технико-экономических показателей работы котла.

1.4. Результаты измерений температуры холодного воздуха в нестационарных режимах (при пуске, останове) могут быть использованы только как оценочные.

1.5. Требования методики обязательно учитывать при проектировании, наладке и эксплуатации энергетических котлов.

2. НОРМЫ НА ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Предел допускаемого значения суммарной абсолютной погрешности измерения температуры холодного воздуха устанавливается на уровне D = ±3 К (°С).

2.2. Уровень погрешности определяется значением допускаемой неравномерности воздушного потока по сечению ±2 К (°С), а также метрологическими характеристиками применяемых средств измерения, позволявшими на практике обеспечить указанную точность измерения.

3. ИЗМЕРЯЕМЫЙ ПАРАМЕТР И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ

3.1. Температура холодного воздуха на входе в энергетический котел является одним из важнейших технологических параметров на ТЭС. При определении КПД котла методом обратного баланса основная погрешность результата связана с погрешностью определения потери тепла с уходящими газами, которая, в свою очередь, зависит от точности определения температуры уходящих газов и их состава, а также от правильности определения температуры холодного воздуха.

3.2. Перечень величин, влияющих на показания средств измерения, их номинальные значения с указанием пределов допускаемых отклонений приводятся в технических описаниях и инструкциях по эксплуатации средств измерений.

3.3. При выполнении измерений температуры холодного воздуха дополнительно должны быть соблюдены следующие условия:

- неравномерность температуры воздушного потока (Dt_х.в) не более ±2 К (°С) по всему измерительному сечению. Методика измерения температурной неравномерности воздушного потока в сечении регламентируется ГОСТ 12.3.018-79 «Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний».

- диапазон возможных изменений температуры воздуха от -50 до +60 °С;

- глубина погружения термопреобразователя сопротивления ТСМ порядка 400 - 450 мм;

- устойчивость к механическим воздействиям: вибрация - 5 - 80 Гц, виброперемещение - 0,13 мм для 5 - 45 Гц, виброускорение - 10 м/с² для 45 - 80 Гц.

3.4. При заборе воздуха из помещения или с улицы указанная неравномерность температуры воздушного потока Dt_х.в = ±2 К (°С) обеспечивается автоматически.

При смешанном заборе воздуха на котлы (одновременно с улицы и из помещения) для обеспечения неравномерности воздушного потока ±2 К (°С) перед термодатчиком необходима установка специального смесительного устройства (турбулизующей решетки, крыльчатки и др.).

4. МЕТОД И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРА

4.1. Измерение температуры холодного воздуха следует выполнять контактным методом в контрольной точке сечения воздуховода.

4.2. При выполнении измерений температуры холодного воздуха рекомендуются средства измерений, приведенные в приложении 1. Допускается применение других средств измерения, которые по своим характеристикам не уступают названным.

4.3. Допускается применение информационно-измерительных систем (ИИС).

5. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

5.1. Термопреобразователи сопротивления должны быть установлены в сечениях воздуховодов всасывающего тракта дутьевых вентиляторов (воздуходувок) на участках между патрубками для забора воздуха и врезками линий рециркуляции горячего воздуха или линии сброса воздуха, охлаждающего балки.

Измерительные сечения должны располагаться на расстоянии не менее 1 м до места врезки линии рециркулирующего горячего воздуха и не менее 2 м от заборного патрубка.

На котлах с двумя дутьевыми вентиляторами измерение температуры холодного воздуха производится во всасывающих воздуховодах обоих дутьевых вентиляторов.

Скорости воздуха в измерительных сечениях обычно не превосходят 5 м/с.

5.2. Контрольная точка измерения температуры холодного воздуха должна находиться на расстоянии не менее 0,2 м от боковой стенки воздуховода.

5.3. Обслуживание схемы измерений, ремонт и поверка приборов производятся в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации на применяемые средства измерений, графиками их поверки и ремонта.

6. АЛГОРИТМ ОПЕРАЦИИ ПОДГОТОВКИ И ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

6.1. К измерениям допускаются средства измерения, прошедшие государственную (ведомственную) поверку, имеющие действующие поверительные клейма.

6.2. Определение температуры холодного воздуха производится путем снятия четырех показаний измерительного прибора с интервалом в 15 с с записью показаний; при двух каналах измерения в случае одноточечного прибора запись ведется по двум приборам одновременно, в случае трехточечного прибора - по одному прибору с интервалом 2,5 с.

6.3. При использовании ИИС обработка результатов измерений осуществляется следующим образом: опрос измерительных каналов производится с периодичностью принятой для ИИС энергетического котла (рекомендуемая периодичность 2 - 5 с); показания по каждому из каналов усредняются за 1 мин. Для каждого усредненного показания проверяется, находится ли его значение в допустимых границах. Показания, которые выходят за эти границы, отбраковываются. В случае двух каналов измерения расчет осуществляется только при корректных исходных данных по обоим каналам измерения. За итоговые показания принимаются значения, определяемые по формулам (2), (3) и (3а). Допустимые границы, по которым производится в ИИС контроль достоверности усредненных показаний, для температуры холодного воздуха принимаются в интервале от -50 до +50 °С; по расходу холодного воздуха допустимые границы определяются в интервале максимальных и минимальных значений расхода для конкретного оборудования и закладываются в память ИИС.

7. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ФОРМЫ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

7.1. В качестве показателя точности измерения применяется интервал, в котором абсолютная погрешность измерения находится с вероятностью 95 %.

7.2. Устанавливается следующая форма представления итоговых величин:

t_х.в ± D; Р = 0,95,

где t_х.в - результат измерения, К (°С);

D - предел допускаемого значения суммарной абсолютной погрешности измерения К (°С);

Р = 0,95 - установленная вероятность, с которой погрешность измерения находится в этих границах.

8. АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ

8.1. Температура холодного воздуха в контрольной точке j-го участка определяется по формуле

                                          (1)

где  - показания, снятые через интервал 15 с.

При измерениях в одной точке (один канал измерения, j = 1) за показания принимается

                                                                 (2)

При измерениях в двух точках (два канала измерения, j = 1, 2) за показания принимается значение, определенное по формуле

                                                     (3)

где  и  - расходы холодного воздуха в первом и втором каналах.

При отсутствии штатных измерений расходов воздуха  и  температура холодного воздуха определяется как среднеарифметическое измерений по двум параллельным каналам измерения:

                                                       (3а)

Нагрузка вентиляторов при этом поддерживается одинаковой. Значение средней температуры на входе в котел определяется по формулам (2), (3), (3а) и используется при расчете технико-экономических показателей котлов.

8.2. Предел допускаемого значения суммарной абсолютной погрешности измерения t_х.в при нормальных условиях определяется по формуле

                                        (4)

где D_т.с, D_и.п, D_л.с - соответственно предел допускаемого значения абсолютной погрешности термопреобразователя сопротивления, измерительного прибора (автоматического моста) или нормирующего преобразователя в случае ИИС, линий связи, К (°С);

D_м - предел абсолютной методической погрешности от замены измерения поля температур точечной оценкой, К (°С).

Погрешность D_т.с принимается по паспорту на термопреобразователь сопротивления. Погрешность D_и.п определяется по формуле

                                                            (5)

где δ_пр - приведенная погрешность измерительного прибора (класс точности), %;

Т_м - нормирующее значение (диапазон измерений), °С.

Погрешность D_л.с принимается по техническим условиям на измерительный прибор с учетом сопротивления реальных линий связи.

Погрешность D_м определяется по результатам экспериментального определения полей скоростей и температур в измерительном сечении и может быть принята равной D_м ≈ Dt_х.в.

При измерениях в двух точках

                                                                (6)

Дополнительная погрешность измерения температуры холодного воздуха при изменении внешних влияющих факторов определяется по формуле

                                                     (7)

где δ_т.с, δ_и.п, δ_л.с - предел дополнительной абсолютной погрешности термопреобразователя сопротивления, измерительного прибора и линий связи при заданных, конкретных условиях измерений на данной ТЭС (при наиболее вероятных отклонениях влияющих факторов от нормальных значений), К (°С);

δ_м - предел дополнительной методической абсолютной погрешности от отклонения поля распределения температур и скоростей газов от принятых за нормальные, К (°С). Учитывая, что поле температур характеризуется стабильностью, принимается δ_м = 0.

Определение δ_т.с, δ_и.п, δ_л.с производится на основании паспорта или инструкции по эксплуатации на средства измерений. Предел суммарной абсолютной погрешности измерения находится по формуле

                                                           (8)

8.3. Результаты измерений должны быть оформлены записью в суточной ведомости в установленном порядке. Результаты измерений записываются с точностью до единиц, а результаты расчета итоговых величин - до 0,5 К (°С).

Пример определения суммарной абсолютной погрешности приведен в приложении 2.

Пример определения среднемассовой температуры холодного воздуха по данным штатных измерений приведен в приложении 3.

9. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, прошедшие специальное обучение и имеющие квалификацию:

при выполнении измерений - слесарь по автоматике и КИП не ниже 5-го разряда;

при обработке результатов измерений - техник или инженер-теплотехник.

10. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

10.1. При монтаже, наладке и эксплуатации систем измерения температуры холодного воздуха должны быть соблюдены правила техники безопасности, установленные «Правилами техники безопасности эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей» (М.: Энергоатомиздат, 1985).

(Измененная редакция. Изм. № 1)

10.2. Инструктаж операторов должен проводиться в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей» (М.: Энергоатомиздат, 1989).

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Приложение 1

Рекомендуемое

НОМЕНКЛАТУРА РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Приложение 2

Справочное

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ АБСОЛЮТНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ХОЛОДНОГО ВОЗДУХА НА ВХОДЕ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОТЕЛ

1. Измерение температуры в одной точке (один канал измерения)

Погрешность измерения температуры холодного воздуха при нормальных условиях определяется по формуле (4), где для термопреобразователя сопротивления ТСМ-0879-01 по ТУ 25-02.792288-80 D_т.с = 0,89 °С; для автоматического моста КСМ-4-20742.340.80-207 по ТУ 25-05-1290-78 по формуле (5) , где δ_пр = 0,5 %; Т_м = 150 °С.

Согласно п. 1.3.5 ТУ 25-02.792288-80 сопротивление выводных проводников термопреобразователей с двумя выводными проводниками при 0 °С не должно превышать у медных преобразователей 0,2 % номинальных значений сопротивления R_м при 0 °С.

Тогда сопротивление линий связи может составить

где R_о = 100 Ом.

Поскольку в соответствии с градуировочной характеристикой изменение сопротивления на 0,1 Ом вызывается отклонением температуры примерно на 0,25 °С, то

Предел абсолютной методической погрешности измерения при измерении поля температур в одной точке равен неравномерности температуры воздушного потока во всасывающем воздуховоде в сечении, где установлен термопреобразователь

D_м ≈ Dt_х.в = ±2 °С;

Для вычисления дополнительной погрешности измерения используется формула (7),

где δ_т.с = ±0,35 °С - для термопреобразователя сопротивления (включает погрешности: вследствие перегрева чувствительного элемента; от изменения отношения ; из-за неточности подгонки начального сопротивления);

δ_и.п = 0, так как измерительный прибор установлен на блочном щите, где поддерживаются нормальные условия эксплуатации;

δ_л.с = 0, поскольку изменение сопротивлений линий связи пренебрежимо мало и может не учитываться;

δ_м = 0, так как поле температур характеризуется стабильностью.

Таким образом, δ_о = ±0,35 °С.

Предел суммарной абсолютной погрешности одного канала измерения по формуле (8) равен

D = ±2,5 °С.

В реальных условиях эксплуатации котлов возможные отклонения поля распределения температур холодного воздуха в измерительном сечении в пределах ±(1 - 1,5) °С. В этом случае (δ_м = ±1,5 °С)δ_о составит ±1,54° и

D = ±2,91 °С.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

2. Измерение температур в двух точках (два канала измерения)

При отсутствии измерения расходов и при поддержании одинакового значения электрической нагрузки вентиляторов погрешность при двух каналах измерения определяется по формуле

где D₀₁; D₀₂ - погрешности каналов измерения.

Принимая D₀₁ = D₀₂ = 2,5 °С, найдем

3. Измерение температур в двух точках (два канала измерения)

Погрешность при двух параллельных каналах измерения определяется по формуле

         (9)

где  - отношение массовых расходов воздуха через воздуховоды всасывающего тракта дутьевых вентиляторов;

,  - температура холодного воздуха по первому и второму воздуховоду всасывающего тракта, °С;

 - среднемассовая температура по двум воздуховодам, °С;

δ_U⁽¹⁾, Δ_U⁽²⁾ - относительные погрешности измерения расхода воздуха, %.

При  = 41,5 °С,  = 41,0 °С, t_х.в = 41,25 °С,  = 0,9, D₀₁ = D₀₂ = ±2,5 °С, δ_U⁽¹⁾ = δ_U⁽²⁾ = 10 %.

Приложение 3

Справочное

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕМАССОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ХОЛОДНОГО ВОЗДУХА НА ВХОДЕ В КОТЕЛ ПО ДАННЫМ ШТАТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

При полном заборе воздуха из цеха и измерениях в двух точках измерения проводятся с интервалом в 15 с (за одну минуту):

 = 40 °С;            = 41 °С;           = 39 °С;            = 38 °С;

 = 22 °С;            = 21 °С;           = 19 °С;            = 22 °С;

Соотношение массовых расходов воздуха через воздуховоды всасывающего тракта дутьевых вентиляторов составляет

средняя температура по первому воздуховоду составляет

средняя температура по второму воздуховоду составляет

среднемассовая температура по двум воздуховодам составляет

При отсутствии измерения расходов по двум воздуховодам и при поддержании одинаковой нагрузки вентиляторов

СОДЕРЖАНИЕ