МТ 34-70-024-86
 

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
ХОЛОДНОГО ВОЗДУХА В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛАХ

     
     
Срок действия с 01.01.87
до 01.01.92*
_______________________
* См. ярлык "Примечания"

     
     
     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
     

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

     
     1.1. Настоящая Методика предназначена для применения на ТЭС в целях обеспечения достоверных измерений температуры холодного воздуха () 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 =±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 () 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/с для 45-80 Гц.
     
     3.4. При заборе воздуха из помещения или с улицы указанная неравномерность температуры воздушного потока =±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: ; =0,95,
     
где  - результат измерения, К (°С);
     
      - предел допускаемого значения суммарной абсолютной погрешности измерения К (°С);
     
     =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 -го участка определяется по формуле
     

,                                                     (1)

     
где  - показания, снятые через интервал 15 с.
     
     При измерениях в одной точке (один канал измерения, =1) за показания принимается
     

.                                                                    (2)

     
     При измерениях в двух точках (два канала измерения, =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  при нормальных условиях определяется по формуле
     

,                                     (4)

     
где , ,  - соответственно предел допускаемого значения абсолютной погрешности термопреобразователя сопротивления, измерительного прибора (автоматического моста) или нормирующего преобразователя в случае ИИС, линий связи, К (°С);
     
      - предел абсолютной методической погрешности от замены измерения поля температур точечной оценкой, К (°С).
     
     Погрешность  принимается по паспорту на термопреобразователь сопротивления. Погрешность  определяется по формуле
     

,                                                                 (5)

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

      - нормирующее значение (диапазон измерений), °С.
     
     Погрешность  принимается по техническим условиям на измерительный прибор с учетом сопротивления реальных линий связи.
     
     Погрешность  определяется по результатам экспериментального определения полей скоростей и температур в измерительном сечении и может быть принята равной .
     
     При измерениях в двух точках
     

.                                                                          (6)

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

,                                                   (7)

     
где , ,  - 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);
     
      - 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
     
     Определение , ,  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, 1983).
     
     10.2. Инструктаж операторов должен проводиться в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей" (М.: Энергия, 1977).
     

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 =0,89 °С; для автоматического моста КСМ-4-20742.340.80-207 по ТУ 25-05-1290-78 по формуле (5)  °С, где =0,5%; =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  при 0 °С.
     
     Тогда сопротивление линий связи может составить
     

 Ом,

     
где =100 Ом.
     
     Поскольку в соответствии с градуировочной характеристикой (приложения 10-13 ГОСТ 6651-59) 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
     

 °С;

 °С.

     
     Для вычисления дополнительной погрешности измерения используется формула (7),

где =±0,35 °С - для термопреобразователя сопротивления (включает погрешности: вследствие перегрева чувствительного элемента; от изменения отношения ; из-за неточности подгонки начального сопротивления);
     
     =0, так как измерительный прибор установлен на блочном щите, где поддерживаются нормальные условия эксплуатации;
     
     =0, поскольку изменение сопротивлений линий связи пренебрежимо мало и может не учитываться;
     
     =0, так как поле температур характеризуется стабильностью.
     
     Таким образом, =±0,35 °С.
     
     Предел суммарной абсолютной погрешности одного канала измерения по формуле (8) равен
     

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

 °С.

     
     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 ;  - погрешности каналов измерения.
     
     Принимая  °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;
     
     ,  - относительные погрешности измерения расхода воздуха, %.
     
     При =41,5 °C, = 41,0 °С, =41,25 °C, =0,9,
      °С, %.
     

 °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.

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

 °С.

     
     
     
Текст документа сверен по:
/ Министерство энергетика и электрификации СССР. -
М.: СПО Союзтехэнерго, 1986