РД 34.11.307-86 (с изм. 1 1991)
МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР
ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ
УДК 536.5 Группа Е09
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛАХ
РД 34.11.307-86
Срок действия установлен с 01.01.87 г.
до 01.01.2002 г.
(Измененная редакция, Изм. 1991 г.)
РАЗРАБОТАНО Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им. Ф.Э. Дзержинского (ВТИ), предприятием Южтехэнерго Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей
ИСПОЛНИТЕЛИ В.Н. ФОМИНА, Э.К. РИНКУС, С.Ш. ПИНТОВ, С.А. ОСТРОВСКИЙ (ВТИ), В.А. ГАДЯК (Южтехэнерго)
УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 20.03.86 г.
Заместитель начальника Д.Я. ШАМАРАКОВ
Вводится впервые
Внесено Изменение, утвержденное Заместителем начальника Главтехуправления А.П. Берсеневым 17.09.1991
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Настоящая Методика предназначена для применения при проектировании и эксплуатации систем измерения температуры уходящих газов (ϑyx) энергетических котлов на ТЭС.
Результаты измерения ϑyx подлежат использованию, при ведении технологического режима и расчете технико-экономических показателей работы котла при стационарной нагрузке.
1.2. На измерения ϑyx в нестационарных режимах работы котлов (при пуске, останове) норма точности измерений не устанавливается. Результаты намерений по данной Методике в этих режимах могут использоваться лишь как оценочные без регламентации показателей точности.
2. ИЗМЕРЯЕМЫЙ ПАРАМЕТР И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ
2.1. Под температурой уходящих газов понимается средневзвешенная по поле скоростей газов температура в балансовом сечении газохода, расположенном за последней по ходу газов поверхностью нагрева - воздухоподогревателем.
2.2. В связи с использованием ϑyx для оценки потерь с уходящими газами (q2) измерения ϑyx и коэффициента избытка воздуха в газах (αyx) проводятся в одном и том же балансовом сечении.
2.3. На газовых, газомазутных и пылеугольных (с сухим золоулавливанием) котлах балансовое сечение расположено за дымососом, где неравномерность поля температур газов по данным измерений составляет не более ±2 К (°С). В пылеугольных котлах с мокрыми скрубберами балансовое сечение расположено в газоходе между воздухоподогревателем и скруббером в сечении с наиболее равномерным полем температур газов, выбор и тарировка которого производятся в соответствии с ГОСТ 12.3.018-79, Сведения об установке датчиков в балансовых сечениях приведены в разд. 5.
2.4. Измерение ϑyx производится в условиях омывания датчика запыленным газовым потоком. При сжигании сернистых топлив газы, омывающие датчик, агрессивны (содержат SO3). Реальные значения ϑyx на действующих газовых и газомазутных котлах достигают около 443 К (170 °С). На пылеугольных котлах уровень ϑyx в ряде случаев достигает около 473 К (200 °С) и выше (котлы на сланцах и высоковлажных бурых углях имеют ϑyx ≤ 493 К).
2.5. Климатические условия эксплуатации в месте расположения датчиков ϑyx характеризуются следующими показателями:
- температурой окружающего воздуха от 243 до 313 К (от -30 до +40 °С);
- влажностью окружающего воздуха до 96 %;
- наличием токопроводящей пыли;
- содержанием в дымовых газах SО2, SО3, NОx.
В месте расположения измерительных приборов:
- температура окружающего воздуха составляет от 278 до 308 К (от +5 до +35 °С);
- влажность окружающего воздуха не превышает 80 %.
2.6. Предел суммарной абсолютной погрешности измерения ϑyx для газовых, газомазутных и пылеугольных котлов с сухим золоулавливанием устанавливается на уровне
Δ ≤ ±4 К (°С).
Предел суммарной абсолютной погрешности измерения для пылеугольных котлов с мокрыми скрубберами, а также для котлов с ϑyx 473 К (200 °С) устанавливается на уровне
Δ ≤ ± 6 К(°С).
3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРА
3.1. Температура уходящих газов измеряется контактным методом в одной (контрольной) точке сечения газохода, если его ширина не превышает 6 м. При большой ширине газохода измерения ϑyx проводятся в двух точках газохода - с правой и левой стороны.
3.2. Для измерения ϑyx рекомендуются стандартные средства измерения температуры, приведенные в приложении 1.
Допускается применение иных средств измерений, включая информационно-измерительные системы (ИИС), обеспечивающих требуемую точность измерения в оговоренных условиях эксплуатации.
3.3. Для рекомендуемых стандартных средств измерения ϑyx предел суммарной абсолютной погрешности измерения ϑyx составляет ±3 К (°С) при считывании показаний со шкалы и ±4 К (°С) при автоматической регистрации (с учетом влияния внешних факторов при доверительной вероятности Р = 0,95).
4. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ
4.1. При использовании рекомендуемых по п. 3.2 средств измерения должны быть обеспечены рабочие условия их применения по техническим описаниям на ТСП-0879 (ТУ 25-02.792288-80) и КСМ-4 (ТУ 25.05.1290-78) или КСМ-2 (ТУ 25-05-1821-75). Нормальными считаются условия, оговоренные в тех же технических описаниях.
4.2. При применении иных средств измерения рабочие условия принимаются в пределах по пп. 2.4, 2.5. Нормальными считаются условия, оговоренные в НТД на эксплуатацию средств измерения.
4.3. Монтаж средств измерения должен быть выполнен в соответствии с НТД на использованные средства измерений.
4.4. Система измерений должна быть принята в эксплуатацию согласно "РД 34.35.412-88 «Правила приемки в эксплуатацию из монтажа и наладки средств управления технологическими процессами" (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1974).
(Измененная редакция, Изм. 1991 г.)
5. АЛГОРИТМ ОПЕРАЦИЙ ПОДГОТОВКИ И ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
5.1. Установка первичных преобразователей:
5.1.1. Первичные преобразователи устанавливаются в балансовых сечениях газоходов по п.2.3. При этом на газовых, газомазутных и пылеугольных котлах с сухим золоулавливанием балансовые сечения за дымососом располагаются на расстоянии не менее 1 м от выходного патрубка дымососа, где неравномерность температур не превышает значений, указанных в п.2.3. В пылеугольных котлах с мокрыми скрубберами балансовое сечение выбирается, по возможности, на прямом участке газохода за воздухоподогревателем на расстоянии не менее 1 м от входа в золоуловитель (за врезкой сбросов отсосных газов из шлаковых комодов).
На котлах с двумя дымососами количество балансовых сечений (и, следовательно, точек измерения ϑyx) удваивается.
5.1.2. Контрольная точка измерения ϑyx, куда помещается чувствительный элемент первичного преобразователя, в газовых, газомазутных и пылеугольных котлах с сухим золоулавливанием должна находиться на расстоянии не менее 0,2 м от стенки газохода, исключая, в случае установки центробежных или осевых дымососов, зону их аэродинамической тени в соответствии с ГОСТ 12.3.018-79.
В пылеугольных котлах с мокрыми скрубберами контрольная точка выбирается по результатам ежегодного экспериментального определения полей скоростей и температур в балансовом сечении газохода в соответствии с методикой, изложенной в книге "Тепломеханические испытания котельных установок" (М.: Энергия, 1977).
5.2. Выполнение измерений и регистрация их результатов на диаграммной ленте осуществляются с помощью самопишущего прибора - автоматического моста.
5.3. Обслуживание схемы измерений, ремонт и поверка приборов производится в соответствии с НТД на использованные средства измерений, графиками их поверки и ремонта.
6. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ФОРМА ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
6.1 В качестве показателя точности измерения ϑyx принимается интервал, в котором с установленной вероятностью находится суммарная абсолютная погрешность измерения.
6.2 Устанавливается следующая форма представления результатов измерения:
(ϑyx ± Δ), Р = 0,95, (1)
где ϑyx - показания измерительного прибора, К (°С);
Δ - предел суммарной абсолютной погрешности измерений, К (°С);
Р - доверительная вероятность.
7. АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ
7.1. За показания измерительного прибора принимается среднее арифметическое из четырех последовательных измерений температуры уходящих газов, проведенных с интервалом 15 с (минутная температура). Расчет производится по формуле
, (2)
где - показания прибора при i-м измерении в серии из четырех измерений, К (°С), j - канал измерения.
При измерениях в двух точках газохода за показание ϑyx принимается среднее арифметическое по двум параллельным каналам измерения
. (3)
7.2. Оценка показателей точности ϑyx проводится при метрологической аттестации Методики выполнения измерения на конкретной ТЭС в соответствии с ГОСТ 8.010-90.
(Измененная редакция, Изм. 1991 г.)
7.3. Основная абсолютная погрешность канала измерения при нормальных условиях в данном балансовом сечении определяется по формуле
, (4)
где Δот.с, Δои.п, Δл.с - соответственно предел абсолютной погрешности термопреобразователя сопротивления, измерительного прибора (автоматического моста) или нормирующего преобразователя в случае ИИС, линий связи, К (°С);
Δм - предел абсолютной методической погрешности от замены измерения поля температур точечной оценкой, К (°С).
При измерениях в двух точках газохода
. (5)
7.4. Погрешность Δт.с принимается по НТД на термопреобразователь сопротивления.
Погрешность Δи.п определяется по формуле
, (6)
где δпр - приведенная погрешность измерительного прибора (класс точности), %;
TN - нормирующее значение (диапазон измерений), К (°С).
Погрешность Δл.с принимается по техническим условиям на измерительный прибор с учетом сопротивления реальных линий связи.
Погрешность Δм для котлов с мокрыми скрубберами определяется по результатам экспериментального определения полей скоростей и температур газов в балансовом сечении (п.5.1.2), для остальных котлов Δм ≈ ±1 К (°С).
7.5. Дополнительная абсолютная погрешность измерения ϑyx при отклонении внешних влияющих факторов от их нормальных значений определяется по формуле
, (7)
где δт.с, δи.п, δл.с - предел дополнительной абсолютной погрешности термопреобразователя сопротивления, измерительного прибора и линий связи при заданных конкретных условиях измерений ϑyx на данной ТЭС (при наиболее вероятных отклонениях влияющих факторов от нормальных значений), К (°С);
δм - предел дополнительной абсолютной методической погрешности от отклонения поля распределения температур и скоростей газов от принятых за нормальные, К (°С).
Определение δт.с, δи.п, δл.с производится на основании НТД на средства измерений, δм - по результатам экспериментального определения полей скоростей и температур газов в балансовом сечении. Погрешности уточняются экспериментально при аттестации МВИ.
7.6. Предел суммарной абсолютной погрешности измерения находится по формуле
. (8)
Пример определения суммарной абсолютной погрешности приведен в приложении 2.
8. ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ
8.1. Требования к лицам, проводящим измерения, лежат в пределах квалификационных требований к машинистам энергетических котлов.
8.2. Лица, осуществляющие подготовку к измерениям (п.5.1), должны иметь квалификацию слесаря по автоматике и КИП не ниже 5-го разряда.
8.3. Экспериментальное определение полей скоростей и температур газов в балансовых сечениях осуществляют лица с квалификацией не ниже инженера-теплотехника.
8.4. Лица, обслуживающие систему измерений ϑyx, проводящие ее ремонт и поверку приборов (п.5.3), должны иметь квалификацию слесаря по автоматике и КИП не ниже 4-го разряда.
9. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
9.1. При монтаже, наладке и эксплуатации систем измерения ϑyx должны соблюдаться требования "Правил техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей" (М.: Энергоатомиздат, 1985).
9.2. Инструктаж операторов проводится в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей" (М.: Энергоатомиздат, 1989).
(Измененная редакция, Изм. 1991 г.)
Приложение 1
Рекомендуемое
НОМЕНКЛАТУРА РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Наименование | Техническая характеристика | Тип, технические условия | Завод-изготовитель |
Термопреобразователь сопротивления платиновый | Пределы измерения 223 - 873 К (-50 - +600 °С) Номинальная статическая характеристика - 100 П. Предел допускаемой основной абсолютной погрешности при температуре 473 К (200 °С) - ± 0,87 К (°С) Крепление - гильза защитная 5Ц4.819.015 | ТСП-0879 5Ц2.821.426-78; ТУ 25-02.792288-80 | Луцкий приборостроительный завод |
Мост автоматический уравновешенный | Пределы измерения 273 - 473 К (0 - 200 °С) Номинальная статическая характеристика - 100 П. | КСМ-4 или КСМ-2; ТУ 25.05.1290-78 или ТУ 25-05.1821-75 | Московский приборостроительный завод «Манометр» или завод Львов-прибор |
Основная приведенная погрешность: | - | ||
по показаниям ±0,5%; | |||
по регистрации ±0,5% (1,0% для КСМ-2). | |||
Быстродействие -2,5 с (или 10 с) | |||
Секундомер | — | СОПпр-2а-3 | Златоустовский часовой завод |
Информационно-измерительные системы (ИИС) | Предел суммарной абсолютной погрешности измерения ϑyx для газовых, газомазутных и пылеугольных котлов с сухим золоулавливанием не более ±4 К (°С). Предел суммарной абсолютной погрешности измерения ϑyx для пылеугольных котлов с мокрым золоудалением, а так же для котлов с ϑyx 473 К (200 °С) не более ±6 К (°С). Интервал опроса 15 с, период усреднения 1 мин | Определяется схемой АСУ-ТП | Определяется при проектировании |
Приложение 2
Справочное
ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ АБСОЛЮТНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛАХ С СУХИМ ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЕМ
1. Измерения температуры в одной точке (один канал измерения)
1.1. По показаниям вторичного прибора КСМ-2
Основная абсолютная погрешность измерения температуры уходящих газов при нормальных условиях определяется по формуле (4), где
для термопреобразователя сопротивления ТСП-0879 по ТУ 25-02.792288-80 Δт.с = 0,87 °С;
для КСМ-2 по ТУ 25-05.1821-75 нормирующее значение (диапазон измерения) автоматического моста Тм = 300 °С; δпр = 0,5 % - приведенная погрешность автоматического моста, тогда
°С;
При трехпроводной схеме изменения температуры соединительных проводов от термопреобразователя до БЩУ не вызывает погрешности, тогда Δлс = 0;
при измерении поля температур в одной точке Δм принимаем равным значению неравномерности поля температур газов в балансовом сечении газохода Δм = 2 °С, тогда
°С.
Для вычисления дополнительной абсолютной погрешности измерения используется формула (7), где
значение δтс включает погрешность вследствие перегрева чувствительного элемента, погрешность из-за изменения отношения и погрешность из-за неточности подгонки начального сопротивления чувствительного элемента.
Погрешность вследствие перегрева чувствительного элемента равняется 0,05 %, или 0,32 °С (см.п. 1.3.5 ТУ 25-02.792288-80). Погрешность из-за изменения отношения составляет 0,1%, или 0,65 °С (см.п. 1.3.2 табл. 3 ТУ 25-02.79228-80). Погрешность из-за неточности подгонки начального сопротивления равна 0,2 °С, тогда
°С;
значение δи.п учитывает погрешность, вызванную изменением температуры окружающего воздуха от измеренной tи = 20 ± 2 °С до tв = 30 °C (tн = 10 °C) и изменением напряжения питания силовой электрической цепи на +10 и -15 %.
Погрешность вследствие изменения температуры окружающего воздуха равняется
γt = 0,01 (tв(н) - tи) = 0,01 · (30 - 20) = 0,1 %, или 0,3 °С.
Погрешность вследствие изменения напряжения питания силовой электрической цепи равняется 0,75 °С, тогда
°С;
при принятой схеме включения δл.с = 0;
учитывая, что поле температур характеризуется стабильностью, принимаем δм = 0. Таким образом,
°С;
Предел суммарной абсолютной погрешности одного канала измерения
°С.
1.2. По регистрации вторичного прибора КСМ-2
Основная абсолютная погрешность измерения температуры уходящих газов определяется по формуле (4), где:
Δт.с = 0,87 °С;
для КСМ-2 по ТУ 25-05.1821-75
Тм = 300 °С, δпр = 1 (по регистрации), тогда
°С;
Δл.с = 2 °С, тогда
°С - основная абсолютная погрешность измерения;
δ = 1,11 °С - дополнительная абсолютная погрешность измерения.
Предел суммарной абсолютной погрешности одного канала измерения
°С.
2. Измерение температуры в двух точках (два канала измерения)
Погрешность при двух каналах измерения определяется по формуле
,
где Δ1, Δ2 - погрешности каналов измерения.
Принимая Δ1 = Δ2, °С.
3. Определение средней температуры при измерении в одной точке
При измерении температуры уходящих газов для газомазутного котла берутся показания измерительного прибора через 15 с (минутная температура). Пусть t1yx = 170 °C, t2yx = 171,5 °С, t3yx = 169 °C, t4yx = 171 °С, тогда
°C.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Назначение и область применения
2. Измеряемый параметр и условия измерения
3. Метод измерения параметра
4. Условия применения средств измерения
5. Алгоритм операций подготовки и выполнения измерений
6. Показатели точности измерений и форма их представления
7. Алгоритм обработки результатов измерений и оценка показателей точности
8. Требования к квалификации операторов
9. Требования техники безопасности
Приложение 1. Номенклатура рекомендуемых средств измерений
Приложение 2. Пример определения суммарной абсолютной погрешности измерения температуры уходящих газов в энергетических котлах с сухим золоулавливанием