РД 34.11.308-86 (с изм. 1 1991)

МЕТОДИКА

ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ХОЛОДНОГО ВОЗДУХА В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛАХ

РД 34.11.308-86

Срок действия с 01.01.87

до 01.01.2002

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

ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ

ВНЕСЕНО Изменение № 1, утвержденное заместителем начальника Главтехуправления А. П. Берсеневым 25.09.1991 г., введенное в действие с 01.01.1992 г.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Настоящая Методика предназначена для применения на ТЭС в целях обеспечения достоверных измерений температуры холодного воздуха (tх,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 Δ = ±3 К (°С).

2.2. Уровень погрешности определяется значением допускаемой неравномерности воздушного потока по сечение ±2 К (°С), а также метрологическими характеристиками применяемых средств измерения, позволяющими 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 (Δtх.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 Δtх.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 ОПЕРАЦИЙ 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 c 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: tх.в ± Δ; Р = 0,95,

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

Δ - 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 tх.в при нормальных условиях определяется по формуле

,                                            (4)

где Δт.с, Δи.п, Δл.с - соответственно предел допускаемого значения 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).

Погрешность Δт.с принимается по паспорту на термопреобразователь сопротивления. Погрешность Δи.п определяется по формуле

,                                                             (5)

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

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

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

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

При измерениях в двух точках

.                                                                 (6)

Дополнительная погрешность измерения температуры холодного воздуха при изменении внешних влияющих факторов 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 на данной ТЭС (при наиболее вероятных отклонениях влияющих факторов от нормальных значений), К (°С);

δм - 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 δм = 0

Определение δт.с, δи.п, δл.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 записывается 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).

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

10.1, 10.2. (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 TCM-0879-01 по ТУ 25-02.792288-80 Δт.с =0,89 °С; для автоматического моста КСМ-4-20742.340.80-207 по ТУ 25-05-1290-78 по формуле (5) °С, где δпр = 0,5%; Тм = 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 Rм при 0 °С.

Тогда сопротивление линий связи может составить

Ом,

где R0 = 100 Ом.

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

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

Δм ≈ Δtх.в = ± 2 °С;

°С.

Для вычисления дополнительной погрешности измерения используется формула (7),

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

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

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

δм = 0, так как поле температур характеризуется стабильностью.

Таким образом, δ0 = ±0,35 °С.

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

Δ = ±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 (δм = ±1,5 °С) δ0 составит ±1,54° и

Δ = ±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 Δ01; Δ02 - погрешности каналов измерения.

Принимая Δ01 = Δ02 = 2,5 °С, найдем °С.

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, °C;

- среднемассовая температура по двум воздуховодам, °С;

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

При = 41,5 °C, = 41,0 °С, tх.в = 41,25 °C, = 0,9,

Δ01 = Δ02 = ±2,5 °С, δU(1) = δU(2) = 10 %.

°С.

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):

Соотношение массовых расходов воздуха через воздуховоды всасывающего тракта дутьевых вентиляторов составляет

;

средняя температура по первому воздуховоду составляет

°С;

средняя температура по второму воздуховоду составляет

°С;

среднемассовая температура по двум воздуховодам составляет

°С ≈ 30,5 °С.

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

°С ≈ 32 °С.