GBT27698.8-2011热交换器及传热元件性能测试方法第8部分：热交换器工业标定.pdf 14页

'lCS27．060．30J75香雪中华人民共$-n国国家标准GB／T27698．8—2011热交换器及传热元件性能测试方法第8部分：热交换器工业标定Testmethodfortheperformanceofheatexchangersandheatexchangeelement--Part8：Determinationofindustriallocaleforheatexchangers2011-12-30发布2012-06-01实施宰瞀鹳鬻瓣警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会促1。 标准分享网www.bzfxw.com免费下载刖昌GB／T27698．8—2011GB／T27698((热交换器及传热元件性能测试方法》分为8个部分：——第1部分：通用要求；——第2部分：管壳式热交换器；——第3部分：板式热交换器；——第4部分：螺旋板式热交换器；——第5部分：管壳式热交换器用换热管；——第6部分：空冷器用翅片管}——第7部分：空冷器噪声测定；——第8部分：热交换器工业标定。本部分为GB／T27698的第8部分。本部分按照GB／T1．12009给出的规则起草。本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC／TC262)提出并归口。本部分负责起草单位：甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司(兰州石油机械研究所)。本部分参加起草单位：国家石油钻采炼化设备质量监督检验中心、机械工业传热节能工程技术研究中心、中国石化工程建设公司、中国特种设备检测研究院。本部分主要起草人：张延丰、李苏、寿比南、张迎恺、马军、邹建东、陈绍范、高莉萍。 标准分享网www.bzfxw.com免费下载1范围热交换器及传热元件性能测试方法第8部分：热交换器工业标定G]B／T27698．8—2011GB／T27698的本部分规定了热交换器工业现场的标定方法。本部分适用于工业现场在用的管壳式热交换器、螺旋板式热交换器，板式热交换器液一液无相变换热、气一液有相变换热工况的工业现场标定。本部分适用于工业现场在用的空冷式热交换器气一液无相变换热、气一液有相变换热工况的工业现场标定。本部分中换热器这一术语包括了管壳式热交换器、螺旋板式热交换器、板式热交换器。本部分中空冷器这一术语包括了于式空冷器、湿式空冷器。本部分中干式空冷器、湿式空冷器的管束型式包括板式空冷器的板束。本部分中湿式空冷器包括表面蒸发式空冷器。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB151管壳式换热器JB／T4751螺旋板式换热器NB／T47004板式热交换器NB／T47007空冷式换热器3术语、定义、符号GB151、JB／T4751、NB／T47004、NB／T47007中界定的术语、定义以及表l所列符号和单位适用于本部分。表1符号名称单位说明流速m／s‰体积流量m3／sqm质量流量kg／s流体温度℃‘m流体平均温度℃△tM有效平均温差K 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T27698．8—201表1(续)符号名称单位说明△k对数平均温差KC’定压比热容J／(kg·K)P密度kg／m3汽化潜热J／kg矗焙J／kg圣热流量W△垂热平衡相对误差％S流道截面积m2A传热面积m2k总传热系数w／(IT"-2·K)声压力MPa△声压力降kPaR，污垢热阻(ril2·K)／Wk{＆p热力学特征值I-w／(m2·K)]／kPadk总传热系数比较误差％d(Ap)压力降比较误差％RH相对湿度％1、2角标表示流体的进、出口h、C角标表示热、冷流体侧s、l角标表示蒸汽、冷凝液角标表示空气4要求4．1测量仪表4．1．1换热器4．1．1．1工业现场流量、温度、压力(差)等测量仪表的准确度等级宜不低于表2的规定。4．1．1．2测试用的流量、温度、压力(差)等测量仪表的量程，应按所测工艺参数的1．5～2．o倍选取。4．1．1．3测试用的流量、温度、压力等测量仪表使用前均应校准或检定，并在校准或检定的有效期内使用。 标准分享网www.bzfxw.com免费下载表2GB／T27698．8—2011被测量仪表名称准确度等级或精度标准压力表o．4压力变送器o．5压力压力数显表1．0气压计looPa压力差微压差计1．0温度传感器0．5温度温度变送器0．5温度数显表1．0湿度传感器土3RH湿度湿度显示仪土5RH流量传感器O．5流量流量积算仪1．o流量数显表1．0数字风速仪1．5风速动压管(毕托管、笛形管)1．5体积计量仪器1．5冷凝液量重量计量仪器1．5液位液位计1．0转速数字转速表土1r／rain电流数字钳流表2位半4．1．2空冷器4．1．2．1干、湿式空冷器工业现场测量仪表的准确度宜符合表2的规定。4．1．2．2测试所需测量仪表的量程，应按所测工艺参数的1．5倍～2．5倍选取。4．1．2．3测试用的测量仪表使用前均应校准或检定，并在校准或检定的有效期内使用。4．2测量方法4．2．1换热器4．2．1．1流量测量流量计应安装在直管段上，其上游直管段长度应不小于20倍管径，下游直管段长度应不小于15倍管径，若直管段不够时，应考虑加装整流器。在仪表的上游直管段起端应安装过滤器。4．2．1．2温度铡量4．2．1．2．1测温元件的感温点应位于管道中心，其插入深度L应符合测温元件使用说明书的规定。4．2．1．2．2测温元件的安装应符合图l～图4的规定，当管道公称直径大于DN80mm时，按图1安3 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T27698．8—2011装；当管道公称直径小于或等于DN80n2rD．时，按图2～图4安装。4来流方向《}几l(1。1图1垂直安装圈2倾斜安装图3管道弯头处安装来流方向图4扩管处安装 4．2．1．2．3测温点的安装位置应尽量靠近换热器的进、出口。4．2．1．2．4测温点与换热器的进、出口之闯工艺管线应保温良好。4．2．1．3压力(差)测量GIB／T27698．8—2014．2．1．3．1静压测孔应设置在距上游任何扰动区(弯管、变径、阀门等)至少5倍管径处，距下游扰动区至少2倍管径处。静压测孔应与管壁面垂直，如图5所示。来流方向2mm≤d≤4mm,L≥2d图5静压测孔4．2．1．3．2压力测点与压力仪表之间应有环形缓冲管及切断阀和排气阀。4．2．2空冷器4．2．2．1工艺介质侧流量、温度、压力(差)测量按4．2．1．1～4．2．1．3进行。4．2．2．2引风式空冷器空气迎面风速应在管(板)束入口处测量，而鼓风式空冷器空气迎面风速应在管(板)束出口处测量。4．2．2．3空冷器空气迎面风速的测量按每2m2～3m2面积取一点，测点应距管(板)束150mm～200mm，且应均匀布点取其平均值。4．2．2．4引风式空冷器风机的全风压应在管(板)束出口处测量，鼓风式空冷器风机的全风压应在管(板)束人口处测量，且应均匀布点取其平均值。4．2．2．5干式空冷器管(板)柬进、出口空气温度应分别测量管(板)束进、出口空气干球温度。进口空气温度在进口平面处，且没有空气流动处(环境温度)测量，应取2～3个点。出口空气温度在管(板)束空气出口处，且距管(板)束150mm～200mm处测量，出I：1空气温度接管(板)柬每4m2～5rn2面积取一点，且应均匀布点取其平均值。4．2．2．6湿式空冷器管(板)束进、出口空气温度应分别测量管(板)束进、出口空气干球温度、湿球温度及相对湿度。测量方法同4．2．2．5。4．2．2．7湿式空冷器循环冷却水流量测量按4．2．1．1进行。4．2．2．8湿式空冷器循环冷却水耗水量的测量，应测取循环冷却补充水的流量。4．2．2．9湿式空冷器循环冷却水温度的测量应按4．2．1．2进行。5标定基本条件及内容5．1基本条件5．1．1换热器a)换热器的技术参数：1)传热面积；2)冷、热侧流道截面积3)冷、热侧当量直径； GB／T27698．8—2014)流程组合；5)设计温度；6)设计压力。b)冷、热介质的名称。c)冷、热介质物性：1)定压比热容；2)密度；3)导热系数；4)黏度；5)汽化潜热或焓。d)工艺设计条件。5．1．2空冷器a)空冷器的技术参数：1)传热面积；2)冷、热侧流道截面积3)流程组合；4)设计温度；5)设计压力。b)环境条件：1)干球温度；2)湿球温度；3)相对湿度；4)当地大气压。c)冷、热介质的名称。d)冷、热介质物性：1)定压比热容；2)密度；3)导热系数；4)黏度；5)汽化潜热或焓。e)工艺设计条件。5．2内容5．2．1换热器5．2．1．1测量项目a)冷、热介质的流量；b)冷、热介质的进出口温度；c)冷、热介质的进出口压力及压力降。5．2．1．2测试数据的确定与计算5．2．1．2．1液一液无相变换热测试数据的确定与计算按表3进行。6 表3GB／T27698．8—2011序号名称符号计算公式1冷流体流速“。=qw／s。2热流体流速地=如h／sh3冷流体热流量弧瓯=qv。Pc‘"(k一妇)4热流体热流量乱吼一gvhncph(thl—fⅥ)5热平衡相对误差△虚AO--l(吼～垂。)／垂。I×1006总传热系数^{一(4～+垂。)／(2A出M)5．2．1．2．2汽一液有相变换热测试数据的确定与计算按表4进行。表4序号名称符号计算公式1冷流体流速“。=qv,／S。2热流体流速Uh—gⅦ／sh3冷流体侧热流量中。霞=qv。Pcc"(re“)4热流体侧热流量乱乱一∞(k—hi)5热平衡相对误差△中ZXO=l(吼一霞)／囊}×1006总传热系数^^=饥／(A△lM)5．2．2空冷器5．2．2．1测量项目a)热介质的流量；b)热介质的进出口温度；c)热介质的进出口压力及压力降；d)空气的进出口干、湿球温度；e)空气的进出口相对湿度；f)空气的进出口风速；g)管(板)束的压力降；h)风机的全风压；i)风机轴的转速；i)风机电机的频率；k)风机电机、水泵电机的功率(湿式空冷器)；1)循环冷却水的流量(湿式空冷器)；m)循环冷却水的耗水量(湿式空冷器)；n)循环冷却水的温度(湿式空冷器)。5．2．2．2测试数据的确定与计算5．2．2．2．1干式空冷器气一液无相变换热测试数据的确定与计算按表5进行。 GB／T27698．8—2011表5序号名称符号计算公式1空气迎面风速“．一q"／S2热流体流速Uh=qvh／Sh3空气侧热流量甄垂。一q珥c“(k--td)4热流体侧热流量瓯瓯=q=hc“(fu一轧)5热平衡相对误差△垂△茧=l(瓯一吼)／乱l×1006总传热系数^^一(吼+中．)／(2AAtM)5．2．2．2．2干式空冷器气一液有相变换热测试数据的确定与计算按表6进行。表6序号名称符号计算公式1空气迎面风速H．=钾。／S．2热流体流速“h=qw／Sh3空气侧热流量甄4、一q吡cM(k—td)4热流体侧热流量氨瓯--q血h(^Ⅱ一^u)5热平衡相对误差△垂△圣一l(乱一雪。)／币。I×1006总传热系数±^=雪。／(A△‰)5．2．2．2．3湿式空冷器气一液无相变换热测试数据的确定与计算按表7进行。表7序号名称符号计算公式1空气迎面风速“。一q"／S2热流体流速Uh=qw／Sh3湿空气侧热流量乱乱一gm(^n一^“)4热流体侧热流量吼瓯=g皿h‘n(fM—th2)5热平衡相对误差△中△垂=l(吼一吼)／乱lX1006总传热系数^^；(瓯+乱)／(2AAtM)5．2．2．2．4湿式空冷器气一液有相变换热测试数据的确定与计算按表8进行。表8序号名称符号计算公式1空气迎面风速H．；qva／s．2热流体流速Uh=qw／Sh3湿空气侧热流量吼中。一q叫(^Ⅱ一^d) 表8(续)GB／T27698．8--2011序号名称符号计算公式4热流体侧热流量吼垂h=q出(^M—hhI)5热平衡相对误差△垂△圣一I(中h一甄)／吼I×1006总传热系数量点=瓯／(AAtM)6．2．3流体平均温度计算流体的平均温度(过度沉及揣流阶段)：￡11m一0．4thl+0．6tIl2f。一0．4t。1+0．6td流体(层流阶段)和气体的平均温度：fI，Ⅲ一百1(fhl-[-thz)f。一i1(f。1-[-tcz)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)热流体的平均温度tn应按式(1)或式(3)计算；冷流体的平均温度￡。应按式(2)或式(4)计算。5．2．4有效平均温差计算5．2．4．1在换热器中，流体温度变化情况如图6a)～d)所示。fhlf¨I一／；甜‘la)用饱和蒸汽加热无相变的流体(冷凝器操作情况)＼＼。．剖tcltab)用显热加热液体，使之沸脯(再沸器，蒸发器操作情况)t／一生∥!。／c)两种流体均无相变化的并流操作情况d)两种流体均无相变化的逆流操作情况图6流体温度变化9 GB／T27698．8—2011测试中有效平均温差可用对数平均温差出。表示血一仁可△tl--Atz式中：△“——大温差端的流体温差，单位为摄氏度(℃)；血。——小温差端的流体温差，单位为摄氏度(℃)。5．2．4．2在空冷器中，空气冷凝、冷却热流体且逆流操作时的温度变化情况如图6d)所示，测试中有效平均温差可用对数平均温差出。表示，计算同式(5)。6标定考核内容及结果分析6．1考核内容6．1．1考核项目a)热交换器传热及流阻工业试验标定；b)热交换器传热及流阻平行试验标定；c)热交换器热损失标定。6．1．2考核数据热平衡误差要求a)热平衡误差不大于士5％的数据应占有效数据总数的50％；b)热平衡误差不大于士8％的数据应占有效数据总数的80％；c)不少于三组变化流量工况的数据；d)有效数据总数不少于20组。6．2结果分析a)标定值与设计值对比：1)总传热系数；2)热流进口、出口温度；3)冷流进口、出口温度；4)冷、热侧进出口压力降；5)冷、热流质量流量；6)循环冷却水消耗量(湿式空冷器)；7)冷、热流热流量；8)热力学特征值；9)对数平均温差；10)换热面积；11)平均温差校正系数。b)实测值与计算值对比：1)总传热系数^若考虑不同垢阻在内，实测值与计算值比较宜按表9进行。10 表9GB／T27698．8—201点项目123456R‘o．o001o．ooo2o．ooo3o．ooo4o．ooo5o．ooo8^*-^}_dk表9中，总传热系数的比较误差d女按式(6)计算：搬：生兰；!塑×lOo％≈宴■总传热系数的比较误差d^应不大于士10％。2)压力降t,p压力降计算值与实测值比较按式(7)计算：讹p)--盐皆)<100％比较点应不少于4点，比较误差应不大于士10％。3)热力学特征值如果标定的工艺条件与原设计的工艺条件相差较大，不便直接对比总传热系数和压力降的数值，可用热力学特征值k／Ap加以比较。c)冷热物流热平衡误差分析：1)冷热物流热平衡误差分析应按表10进行。表10热平衡误差(绝对值)数据组数百分比累计百分比％O～33～55～88～1010～15合计2)为校验准则关联式的准确性，热平衡误差不大于4-8％的数据组数应达到总有效数据组数的80％。7标定报告7．1内容标定报告应包括以下内容 GB／T27698．8—2011a)委托方；b)测试方；c)热交换器技术数据d)工艺设计条件；e)标定目的和要求；f)测试流程；g)测量仪表及方法；h)标定考核内容；i)标定考核结果。7．2附录附录宜包括以下内容：a)测试流程图；b)测试数据表；c)标定结果表。'