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 (J_yx) энергетических котлов на ТЭС.

Результаты измерения J_yx подлежат использованию, при ведении технологического режима и расчете технико-экономических показателей работы котла при стационарной нагрузке.

1.2. На измерения J_yx 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 J_yx для оценки потерь с уходящими газами (q₂) измерения J_yx и коэффициента избытка воздуха в газах (a_yx) 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 J_yx производится в условиях омывания датчика запыленным газовым потоком. При сжигании сернистых топлив газы, омывающие датчик, агрессивны (содержат SO₃). Реальные значения J_yx на действующих газовых и газомазутных котлах достигают около 443 К (170 °С). На пылеугольных котлах уровень J_yx в ряде случаев достигает около 473 К (200 °С) и выше (котлы на сланцах и высоковлажных бурых углях имеют J_yx £ 493 К).

2.5. Климатические условия эксплуатации в месте расположения датчиков J_yx 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, NО_x.

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 J_yx для газовых, газомазутных и пылеугольных котлов с сухим золоулавливанием устанавливается на уровне

D £ ±4 К (°С).

Предел суммарной абсолютной погрешности измерения для пылеугольных котлов с мокрыми скрубберами, а также для котлов с J_yx 473 К (200 °С) устанавливается на уровне

D £ ± 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 J_yx проводятся в двух точках газохода - с правой и левой стороны.

3.2. Для измерения J_yx 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 J_yx предел суммарной абсолютной погрешности измерения J_yx 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 J_yx) удваивается.

5.1.2. Контрольная точка измерения J_yx, 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 J_yx принимается интервал, в котором с установленной вероятностью находится суммарная абсолютная погрешность измерения.

6.2 Устанавливается следующая форма представления результатов измерения:

(J_yx ± D), Р = 0,95,                                                          (1)

где J_yx - показания измерительного прибора, К (°С);

D - 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 J_yx принимается среднее арифметическое по двум параллельным каналам измерения

.                                                             (3)

7.2. Оценка показателей точности J_yx 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 D_от.с, D_ои.п, D_л.с - соответственно предел 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).

При измерениях в двух точках газохода

.                                                                  (5)

7.4. Погрешность D_т.с принимается по НТД на термопреобразователь сопротивления.

Погрешность D_и.п определяется по формуле

,                                                              (6)

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

T_N - нормирующее значение (диапазон измерений), К (°С).

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

Погрешность D_м 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 D_м » ±1 К (°С).

7.5. Дополнительная абсолютная погрешность измерения J_yx при отклонении внешних влияющих факторов от их нормальных значений определяется по формуле

,                                                    (7)

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

d_м - предел дополнительной абсолютной методической погрешности от отклонения поля распределения температур и скоростей газов от принятых за нормальные, К (°С).

Определение d_т.с, d_и.п, d_л.с производится на основании НТД на средства измерений, d_м - 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 J_yx, 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 J_yx 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 Jyx для газовых, газомазутных и пылеугольных котлов с сухим золоулавливанием не более ±4 К (°С). Предел суммарной абсолютной погрешности измерения Jyx для пылеугольных котлов с мокрым золоудалением, а так же для котлов с Jyx 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 D_т.с = 0,87 °С;

для КСМ-2 по ТУ 25-05.1821-75 нормирующее значение (диапазон измерения) автоматического моста Т_м = 300 °С; d_пр = 0,5 % - приведенная погрешность автоматического моста, тогда

 °С;

При трехпроводной схеме изменения температуры соединительных проводов от термопреобразователя до БЩУ не вызывает погрешности, тогда D_лс = 0;

при измерении поля температур в одной точке D_м принимаем равным значению неравномерности поля температур газов в балансовом сечении газохода D_м = 2 °С, тогда

 °С.

Для вычисления дополнительной абсолютной погрешности измерения используется формула (7), где

значение d_тс 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 d_и.п учитывает погрешность, вызванную изменением температуры окружающего воздуха от измеренной t_и = 20 ± 2 °С до t_в = 30 °C (t_н = 10 °C) и изменением напряжения питания силовой электрической цепи на +10 и -15 %.

Погрешность вследствие изменения температуры окружающего воздуха равняется

g_t = 0,01 (t_в(н) - t_и) = 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 d_л.с = 0;

учитывая, что поле температур характеризуется стабильностью, принимаем d_м = 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:

D_т.с = 0,87 °С;

для КСМ-2 по ТУ 25-05.1821-75

Т_м = 300 °С, d_пр = 1 (по регистрации), тогда

 °С;

D_л.с = 2 °С, тогда

 °С - основная абсолютная погрешность измерения;

d = 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 D₁, D₂ - погрешности каналов измерения.

Принимая D₁ = D₂,  °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 t_1yx = 170 °C, t_2yx = 171,5 °С, t_3yx = 169 °C, t_4yx = 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