IGCC電廠性能驗(yàn)收試驗(yàn)09

IGCC電廠性能驗(yàn)收試驗(yàn)

ASMEPTC47董衛(wèi)國(guó)西安熱工研究院有限公司二○○九年六月TPRITPRI主要內(nèi)容一、前言二、試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容

三、試驗(yàn)邊界和測(cè)量參數(shù)

四、試驗(yàn)準(zhǔn)備

五、儀表和測(cè)量

六、試驗(yàn)的進(jìn)行七、計(jì)算和結(jié)果八、不確定度分析九、試驗(yàn)報(bào)告TPRI一、前言IGCC示范電站建設(shè)和成功運(yùn)行美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）從1993年開始籌劃編制IGCC性能驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程，成立了PTC47委員會(huì)，編制IGCC電站整體性能的試驗(yàn)規(guī)程。同年11月該委員會(huì)舉行成立大會(huì)。通過十幾年的艱苦工作，PTC47委員會(huì)和ASME性能試驗(yàn)規(guī)程委員會(huì)于2006年3月28日了批準(zhǔn)了該文件，ASME的標(biāo)準(zhǔn)化和試驗(yàn)董事會(huì)于2006年5月18日批準(zhǔn)和采納該文件作為協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI）的標(biāo)準(zhǔn)審查董事會(huì)于2006年7月26日審查并批準(zhǔn)作為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

TPRI一、前言PTC47的組成

PTC47委員會(huì)在編制IGCC整體試驗(yàn)規(guī)程時(shí)規(guī)劃了一整套這樣的試驗(yàn)規(guī)程，目前還在編制過程中，其中包括：PTC47.0，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)電廠，對(duì)一個(gè)IGCC電廠進(jìn)行總體性能試驗(yàn)。PTC47.1，低溫空分裝置，對(duì)空氣分離裝置（ASU）進(jìn)行性能試驗(yàn)。如果IGCC電廠帶有一個(gè)空分裝置，則建議，但不一定要求，將其包括在試驗(yàn)范圍內(nèi)。TPRIPTC47的組成

PTC47.2，氣化系統(tǒng)，對(duì)氣化爐和煤氣凈化設(shè)備一起進(jìn)行熱力性能試驗(yàn)。PTC47.3，煤氣凈化，測(cè)量進(jìn)入動(dòng)力島的煤氣中的污染物含量。PTC47.4，IGCC動(dòng)力島，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力島進(jìn)行熱力性能試驗(yàn)。一、前言TPRI建議首先采用PTC47.0對(duì)整個(gè)IGCC電廠進(jìn)行試驗(yàn)。如果其試驗(yàn)結(jié)果顯示電廠性能有問題，然后應(yīng)該根據(jù)需要采用PTC47.1、47.2、47.3和47.4對(duì)IGCC的子系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，以限定問題的范圍。建議在后來的試驗(yàn)中IGCC子系統(tǒng)應(yīng)分別進(jìn)行試驗(yàn)，而不是同時(shí)試驗(yàn)，以滿足子系統(tǒng)試驗(yàn)中可能需要的試驗(yàn)邊界限制和閥門隔離。在高度整體化的IGCC電廠中，子系統(tǒng)試驗(yàn)時(shí)雖然測(cè)量的性能參數(shù)僅僅是子系統(tǒng)的，但是整個(gè)電廠可能需要投入運(yùn)行。

一、前言TPRI二、試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容

1、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

確定電廠性能是否滿足合同規(guī)定的性能保證值要求。電廠業(yè)主也能利用試驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，了解電廠性能的變化趨勢(shì)。IGCC電站可能只生產(chǎn)電力，也有可能生產(chǎn)電力以外的產(chǎn)品，如合成氣和生產(chǎn)用蒸汽等。對(duì)不同產(chǎn)品的IGCC電廠，合同規(guī)定的性能保證內(nèi)容也應(yīng)該是不同的。

TPRI二、試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容

2、試驗(yàn)內(nèi)容PTC47提供了整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）電廠性能試驗(yàn)的程序，以確定在特定運(yùn)行條件下燃料氣的流量和質(zhì)量、熱效率（熱耗率）和輸出電功率。也提供了確定IGCC電廠生產(chǎn)的清潔燃料氣流量和質(zhì)量的試驗(yàn)程序。對(duì)只生產(chǎn)電力的IGCC電廠，則性能試驗(yàn)的內(nèi)容和常規(guī)電廠一樣，是確定修正后的凈輸出電功率、修正后的輸入熱量和修正后的熱耗率（或熱效率）TPRI二、試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容

如果IGCC電廠除電力以外還生產(chǎn)合成氣和生產(chǎn)用蒸汽，則性能試驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)該包括確定修正后的凈輸出電功率、修正后的輸入熱量、輸出的合成氣參數(shù)（壓力、溫度、流量、成分和熱值）和輸出的生產(chǎn)用蒸汽參數(shù)（壓力、溫度、流量等）PTC47建議對(duì)多產(chǎn)品的IGCC電廠可以基于對(duì)輸入和輸出物流的熱力學(xué)第一定律分析，進(jìn)行有效性（熱效率）計(jì)算，來評(píng)價(jià)IGCC電廠的性能。進(jìn)行有效性計(jì)算時(shí)，必須根據(jù)已經(jīng)對(duì)試驗(yàn)條件和基準(zhǔn)條件的差異進(jìn)行過修正的結(jié)果來進(jìn)行。為了避免不同產(chǎn)品的IGCC電廠熱效率評(píng)判方面的差異，PTC47的試驗(yàn)結(jié)果不能用于比較不同設(shè)計(jì)的電廠的熱經(jīng)濟(jì)效益。

TPRI二、試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容

3、適用范圍

PTC47的“IGCC電廠”是指任何將含碳?xì)浠衔锏奈锪匣蛉剂限D(zhuǎn)化成清潔燃料氣供給燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)的電廠。即使用燃?xì)廨啓C(jī)及蒸汽輪機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)。PTC47定義的整個(gè)IGCC電廠的邊界包含三個(gè)主要的部分：空分裝置（ASU，對(duì)采用氧氣氣化的氣化爐，或者對(duì)使用氮?dú)獾碾姀S）；氣化裝置（包括煤氣凈化）；動(dòng)力島。

而“整體化”這個(gè)詞沒有精確的定義，只是通常指氣化設(shè)備和發(fā)電設(shè)備組合在一個(gè)裝置中。在IGCC電廠中，“整體化”也許還指帶有熱回收的氣化爐與蒸汽動(dòng)力循環(huán)相連；動(dòng)力島的抽汽用于氣化；空分裝置向氧氣氣化的氣化爐供應(yīng)氧氣，向燃?xì)廨啓C(jī)供應(yīng)氮?dú)猓蛘呖辗盅b置從燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)接受動(dòng)力及部分或全部空氣。

標(biāo)準(zhǔn)注意到了現(xiàn)有的三種型式氣化爐：固定床、流化床和氣流床，以及空氣氣化或氧氣氣化的不同。采用的方法也可以用來進(jìn)行其它型式氣化爐的試驗(yàn)。IGCC電廠的調(diào)整試驗(yàn)不在PTC47范圍內(nèi)電廠由許多設(shè)備組成，PTC47的試驗(yàn)數(shù)據(jù)也許只能提供某些設(shè)備有限的性能信息。PTC47連同PTC46一起，是用來確定整個(gè)煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠作為一個(gè)整體時(shí)的性能的。如果想了解運(yùn)行于特定范圍內(nèi)的個(gè)別設(shè)備的性能，那么，應(yīng)該采用單獨(dú)為這些特定設(shè)備制定的性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

TPRI二、試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容

對(duì)象是有經(jīng)驗(yàn)的性能試驗(yàn)人員應(yīng)該熟悉和精通PTC1（總體指導(dǎo)）PTC19.1（試驗(yàn)不確定度）

PTC19關(guān)于儀器儀表的一系列規(guī)程需要IGCC電廠性能具有最小的不確定度時(shí)推薦使用該標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)給出了一個(gè)試驗(yàn)的框架，并不能取代試驗(yàn)計(jì)劃。必須準(zhǔn)備一個(gè)詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃，試驗(yàn)前由試驗(yàn)各方審查和批準(zhǔn)在試驗(yàn)前的協(xié)議內(nèi)容中應(yīng)包括：試驗(yàn)步驟、儀表種類、測(cè)量方

法、計(jì)算方法和試驗(yàn)報(bào)告目錄。

TPRI二、試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容

TPRI三、試驗(yàn)邊界和測(cè)量參數(shù)確定了試驗(yàn)對(duì)象和范圍后，圍繞著要進(jìn)行試驗(yàn)的系統(tǒng)或某些特定的設(shè)備要?jiǎng)澏ㄒ粋€(gè)試驗(yàn)邊界。試驗(yàn)邊界用來確定那些為計(jì)算修正后的結(jié)果所必須測(cè)量的能流。對(duì)一個(gè)特定的試驗(yàn)，試驗(yàn)邊界必須由試驗(yàn)各方根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康墓餐_定。

（合同內(nèi)容）1、確定試驗(yàn)邊界

TPRI三、試驗(yàn)邊界和測(cè)量參數(shù)

1、帶有空分裝置的整體IGCC電廠試驗(yàn)邊界

TPRI三、試驗(yàn)邊界和測(cè)量參數(shù)2、沒有空分裝置的IGCC電廠試驗(yàn)邊界（空氣氣化，或有獨(dú)立空分的氧氣氣化）

TPRI三、試驗(yàn)邊界和測(cè)量參數(shù)試驗(yàn)中必須確定所有進(jìn)入和流出試驗(yàn)邊界的能流。能流可能由具有化學(xué)能、熱能和勢(shì)能的氣體、液體或固體物質(zhì)流組成。也可能是純的能流，如熱輻射、熱傳導(dǎo)和電流等。應(yīng)該根據(jù)其穿越邊界的狀態(tài)來確定計(jì)算所需要的所有輸入

和輸出能流的物性。在邊界內(nèi)部的能流不必確定，除非它們用于檢驗(yàn)試驗(yàn)工況，

或者在功能上與邊界外的狀態(tài)有關(guān)。

3、確定與試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算有關(guān)的能流

TPRI三、試驗(yàn)邊界和測(cè)量參數(shù)4、確定所需測(cè)量的參數(shù)及其要求的精度

進(jìn)行試驗(yàn)前不確定度分析，確定主要的能流，它們的物性必須測(cè)量并輸入到試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算中確定每個(gè)參數(shù)所要求的測(cè)量精確程度以維持各方同意的整體試驗(yàn)不確定度合理選擇測(cè)點(diǎn)位置以獲得最低的不確定度在滿足測(cè)量所需參數(shù)的最佳位置的情況下，首選的測(cè)點(diǎn)位置是在試驗(yàn)邊界上TPRI四、試驗(yàn)準(zhǔn)備

1、試驗(yàn)儀器儀表

儀表精度必須不低于試驗(yàn)前不確定度分析中確定的精度

可以是電廠永久性儀表，也可以是臨時(shí)試驗(yàn)儀表所有試驗(yàn)儀表應(yīng)在試驗(yàn)前進(jìn)行校準(zhǔn)，并建議在試驗(yàn)后進(jìn)行再校準(zhǔn)或校準(zhǔn)檢查。最初校準(zhǔn)、性能試驗(yàn)和再次校準(zhǔn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)不能超過一年。（電流和電壓互感器除外）對(duì)一類參數(shù)應(yīng)考慮和采用冗余儀表，除非如試驗(yàn)前的不確定度分析顯示采用冗余儀表使最終結(jié)果的總不確定度的減小少于0.05%

TPRI四、試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行檢查或?qū)忛嗊\(yùn)行記錄確認(rèn)設(shè)備的狀態(tài)應(yīng)在試驗(yàn)前對(duì)設(shè)備進(jìn)行清潔，并對(duì)設(shè)備的清潔程度達(dá)成共識(shí)

3、預(yù)試驗(yàn)在正式試驗(yàn)前足夠長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，有時(shí)間進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算和利用試驗(yàn)中得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行不確定度分析。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果能夠進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)備的最終調(diào)整和修正。預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)進(jìn)行計(jì)算和審查，以確定測(cè)量數(shù)據(jù)在數(shù)量和質(zhì)量方面有無問題。2、設(shè)備檢查

TPRI五、儀表和測(cè)量

ASMEPTC19系列概述了所有ASME性能試驗(yàn)對(duì)儀器儀表的要求一類參數(shù)的儀表應(yīng)該按可以追溯到國(guó)家級(jí)基準(zhǔn)，或其它承認(rèn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的校準(zhǔn)基準(zhǔn)，或承認(rèn)的物理常數(shù)來進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)應(yīng)該覆蓋試驗(yàn)中可能遇到的實(shí)際測(cè)量范圍。測(cè)量系統(tǒng)和儀表都應(yīng)該進(jìn)行回路校準(zhǔn)回路校準(zhǔn)是指測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)，包括從一次的傳感設(shè)備（儀表）一直到信號(hào)整形設(shè)備和讀數(shù)或記錄設(shè)備。

1、一般要求TPRI五、儀表和測(cè)量

2、壓力測(cè)量

ASMEPTC19.2采用壓力表、壓力計(jì)或傳感器來測(cè)量壓力一類參數(shù)應(yīng)該采用0.1%精度等級(jí)的壓力測(cè)量裝置來測(cè)量總的不確定度為校準(zhǔn)量程的0.3%或更好推薦采用表壓傳感器來測(cè)量靜壓壓降最好應(yīng)該采用差壓測(cè)量裝置，而不是兩個(gè)獨(dú)立的壓力表大氣壓力測(cè)量誤差應(yīng)該限制在0.35

mbar在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)用大氣壓力計(jì)或者校準(zhǔn)過的絕對(duì)壓力表來測(cè)量TPRI五、儀表和測(cè)量

ASMEPTC19.3已經(jīng)校準(zhǔn)好的溫度傳感器，其系統(tǒng)不確定度對(duì)測(cè)量溫度95

oC以下的不大于0.3oC，測(cè)量溫度95

oC以上的不大于0.6oC可采用的溫度測(cè)量裝置：玻璃水銀溫度計(jì)人工讀數(shù)，讀數(shù)頻率較低的測(cè)點(diǎn)，遠(yuǎn)距離的測(cè)點(diǎn)在所需要的測(cè)量精度范圍內(nèi)有刻度應(yīng)與校準(zhǔn)時(shí)有相同的插入深度，或進(jìn)行插入深度修正3、溫度測(cè)量TPRI五、儀表和測(cè)量

熱電偶測(cè)量95

oC以上的任何流體溫度在95

oC到760

oC范圍內(nèi)采用E型熱電偶（鎳鉻－康銅）在760

oC到1350

oC范圍內(nèi)K型熱電偶（鎳鉻-鎳鋁）電阻溫度計(jì)（RTD）從任何低溫到制造商建議的最高溫度。典型649

oC。熱敏電阻可用于任何149

oC以下的溫度測(cè)量。

TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量是IGCC性能試驗(yàn)中的一個(gè)難點(diǎn)。也是IGCC性能試驗(yàn)結(jié)果不確定度比較大的主要原因。包括以下6方面：(a)固體燃料和吸收劑流量測(cè)量；(b)殘?jiān)ǜ碑a(chǎn)品灰和渣）流量測(cè)量；(c)固體燃料和吸收劑取樣；(d)殘?jiān)ǜ碑a(chǎn)品灰和渣）取樣；(e)吸收劑和殘?jiān)治觯?f)硫和硫酸的測(cè)量。引用了PTC4相關(guān)內(nèi)容，用于氣化爐供料和殘?jiān)髁康臏y(cè)量TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量(a)固體燃料和吸收劑流量測(cè)量

典型的方法包括：重力給料器、容積給料器、等速顆粒取樣、重量倉/定時(shí)稱重法等。要把這些方法的不確定度降低到5％-10％需要按基準(zhǔn)進(jìn)行多方面的校準(zhǔn)。

(b)殘?jiān)ǜ碑a(chǎn)品灰和渣）流量測(cè)量

離開氣化爐邊界的殘?jiān)坑糜诖_定殘?jiān)娘@熱損失和未燃燼碳通常采用計(jì)算的殘?jiān)傎|(zhì)量流量，這比直接測(cè)量更精確。然而，必須確定不同地點(diǎn)的殘?jiān)康谋壤?)在各個(gè)排渣點(diǎn)測(cè)量殘?jiān)馁|(zhì)量流量和成分；或者2)測(cè)量一個(gè)或一個(gè)以上排渣點(diǎn)的殘?jiān)浚换蛘?)根據(jù)同類燃料和燃燒方法的典型結(jié)果來估計(jì)比例。試驗(yàn)各方要在試驗(yàn)前達(dá)成協(xié)議，

TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量固體燃料和吸收劑流量測(cè)量的典型系統(tǒng)不確定度儀表典型系統(tǒng)不確定度

(a)重力給料器

(1)用重力箱校準(zhǔn)(2)用標(biāo)準(zhǔn)重量校準(zhǔn)(3)不校準(zhǔn)(b)容積給料器(1)皮帶a)用重力箱校準(zhǔn)b)不校準(zhǔn)(2)螺桿給料器，旋轉(zhuǎn)式閥門等a)用重力箱校準(zhǔn)b)不校準(zhǔn)(c)重量倉(1)應(yīng)變儀(2)料位(d)稱重皮帶

±1%±1%±10%用于定密度物料

±5%（粗料）±2%（粉料）±15%

±5%±15%

±5%±10%±5%用已知重量進(jìn)行校準(zhǔn)

TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量殘?jiān)髁苛髁繙y(cè)量的典型系統(tǒng)不確定度儀表典型系統(tǒng)不確定度(a)等速顆粒取樣

±10%(b)重量倉(1)磅秤(2)應(yīng)變儀(3)料位

±5%±8%±20%(c)螺桿給料器，旋轉(zhuǎn)式閥門等(1)用重力箱校準(zhǔn)(2)不校準(zhǔn)

±5%±15%(d)假定灰渣比例(底灰/飛灰)總灰渣量的10%TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量(c)固體燃料和吸收劑取樣盡可能接近氣化爐的地方進(jìn)行燃料、吸收劑和殘?jiān)鹊娜佣鄠€(gè)并行的物料流之間可能會(huì)有差異（流速、顆粒尺寸和化學(xué)成分）要從各個(gè)物料流中取樣后再混合。如果各個(gè)物料流的流速不同，則混合的試樣必須按流速加權(quán)。取樣重量和不一致性方面有直接的關(guān)聯(lián)對(duì)于煤或吸收劑典型的人工取樣量為1－4公斤。ASTM標(biāo)準(zhǔn)D2234中給出了更多關(guān)于取樣量的信息。

TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量(d)殘?jiān)ǜ碑a(chǎn)品灰和渣）取樣

1）飛灰取樣方法應(yīng)符合PTC38或USEPA基準(zhǔn)方法17的要求煙氣的等速取樣是飛灰取樣的基準(zhǔn)和首選方法，在取樣橫斷面上的網(wǎng)格數(shù)必須符合PTC38的規(guī)定。2）底灰取樣方法對(duì)于沖水的底灰，首選的取樣方法是用多孔探頭在整個(gè)灰水流的截面上取樣。另一種方法是分流一部分灰水，讓其中的灰渣在收集裝置中沉淀，取得試樣。

TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量固體物料取樣的典型系統(tǒng)不確定度儀表典型系統(tǒng)不確定度固體燃料和吸收劑取樣(a)靜止的皮帶(b)全截取(c)取樣探頭(d)延時(shí)取樣±0%1%2%5%殘?jiān)?a)等速顆粒取樣(b)取樣探頭(c)底灰(d)爐底排放

±5%±200%±50%±20%TPRI五、儀表和測(cè)量

(e)燃料、吸收劑和殘?jiān)治鰬?yīng)該選擇有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室按最新的方法和程序進(jìn)行試樣分析ASTM給出了一系列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室可重復(fù)性的導(dǎo)則，可用于估計(jì)試樣分析的系統(tǒng)不確定度。固體燃料最終分析、工業(yè)分析和高熱值是確定效率所需要的最起碼的數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用于分析的ASTM方法。吸收劑的最終分析（鈣、鎂、水份和惰性氣體）

4、固體流量測(cè)量TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量石灰石物性的典型系統(tǒng)不確定度

分析步驟

典型的系統(tǒng)不確定度

ASTMC25氧化鈣±0.16%氧化鎂±0.11%自由水含量的±10%惰性成分含量的±5.0%TPRI五、儀表和測(cè)量

4、固體流量測(cè)量(f)硫和硫酸的測(cè)量只有當(dāng)IGCC電廠生產(chǎn)一定量的硫或硫酸時(shí)才需要測(cè)量有下面三種方法可以用來測(cè)量脫硫效率：1）測(cè)量積聚在儲(chǔ)硫坑中的液態(tài)硫。需要在設(shè)計(jì)容量下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)（如24小時(shí)），才能獲得較好的精確度（±5%或更好）。2）測(cè)量煙囪排煙中的硫含量和流速。利用煙囪排氣的數(shù)據(jù)可以使性能和許可相符合。3）用C和S元素的平衡來計(jì)算脫硫效率。

TPRI五、儀表和測(cè)量

5、液體流量測(cè)量

1）水和蒸汽水比蒸汽更容易測(cè)量準(zhǔn)確，最好將試驗(yàn)設(shè)計(jì)成測(cè)量水流量然后計(jì)算蒸汽流量。推薦采用PTC6中介紹的帶喉部的噴嘴來測(cè)量一類參數(shù)的流量ASMEPTC19.5介紹了其它流量測(cè)量裝置的制作、校準(zhǔn)和安裝這些裝置能用于測(cè)量二類參數(shù)的流量，在雷諾數(shù)不需要外推時(shí)也可以用于一類參數(shù)的流量測(cè)量。2）液體燃料采用經(jīng)過校準(zhǔn)的流量計(jì)，校準(zhǔn)應(yīng)采用實(shí)際流體，在整個(gè)試驗(yàn)時(shí)預(yù)計(jì)可能的雷諾數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行。對(duì)容積流量?jī)x表，燃料溫度必須精確測(cè)量，以便正確計(jì)算流量。

TPRI五、儀表和測(cè)量

6、氣體流量測(cè)量包括天然氣、合成氣燃料或合成氣產(chǎn)品氣體燃料流量可以用孔板或渦輪流量計(jì)測(cè)量。燃料質(zhì)量流量的總不確定度不應(yīng)大于0.8%。不能接受直接由計(jì)算機(jī)或流量計(jì)打印出來的質(zhì)量流量，而沒有顯示中間數(shù)據(jù)和計(jì)算使用的數(shù)據(jù)。

TPRI五、儀表和測(cè)量

7、電功率測(cè)量

毛輸出電功率、功率因數(shù)、勵(lì)磁功率和其它輔機(jī)耗功。

8、數(shù)據(jù)采集和處理采用自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)，校準(zhǔn)過程應(yīng)該包括信號(hào)整形和記錄裝置，使從最初的傳感器到最終的讀數(shù)和儲(chǔ)存裝置都能保持所希望的精度。

利用電廠現(xiàn)有的測(cè)量和控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不禁止在試驗(yàn)時(shí)使用電廠的測(cè)量和控制系統(tǒng)。然而，這個(gè)系統(tǒng)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不確定度的要求。

TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行1、閥門清單/系統(tǒng)隔離應(yīng)該準(zhǔn)備一份使試驗(yàn)各方都滿意的系統(tǒng)隔離檢查清單是一份詳盡的在正常運(yùn)行時(shí)所有應(yīng)該關(guān)閉的閥門的清單這些閥門如果沒有關(guān)嚴(yán)將會(huì)影響試驗(yàn)的精確度甚至結(jié)果本身應(yīng)在試驗(yàn)前和試驗(yàn)后檢查這些閥門的位置。在預(yù)試驗(yàn)前檢查所有自動(dòng)閥門的位置，在其后的試驗(yàn)中監(jiān)視不能只為了改變電廠的性能而關(guān)閉正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)該開啟的閥門TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)變化范圍和與設(shè)計(jì)參數(shù)的偏差允許值2、設(shè)計(jì)條件的接近程度

試驗(yàn)過程中參數(shù)的變化應(yīng)該限制下表第二列規(guī)定的范圍內(nèi)。為保證修正的有效性，試驗(yàn)中讀數(shù)平均值與設(shè)計(jì)值的偏差應(yīng)該保持在下表第三列規(guī)定的范圍內(nèi)。

試驗(yàn)期間的變化和設(shè)計(jì)值的偏差入口空氣入口空氣溫度+

6

oC

+

17

oC

入口空氣壓力+

7.0

kPa+

7.0

kPa

入口空氣相對(duì)濕度+

20

百分點(diǎn)―TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行2、設(shè)計(jì)條件的接近程度運(yùn)行參數(shù)變化范圍和與設(shè)計(jì)參數(shù)的偏差允許值試驗(yàn)期間的變化和設(shè)計(jì)值的偏差冷源試驗(yàn)邊界冷卻空氣溫度+

6

oC+

17

oC

試驗(yàn)邊界冷卻水溫度或凝汽器壓力+

6

oC

+

1.7

kPa+

11

oC+

3.4

kPa

輸出熱能輸出蒸汽壓力輸出蒸汽溫度+

5

%+

6

oC

+

5

%+

11

oC輸出合成氣熱值

(LHV),可燃成分+

5

%+

5

%+

5

%+

5

%工藝用水溫度+

6

oC

+

17

oC壓縮空氣流量+

5

%－副產(chǎn)品灰渣流量+

5

%－副產(chǎn)品硫/硫酸流量+

5

%－副產(chǎn)品氧氣、氮?dú)?、氬氣流?

5

%－TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行2、設(shè)計(jì)條件的接近程度運(yùn)行參數(shù)變化范圍和與設(shè)計(jì)參數(shù)的偏差允許值試驗(yàn)期間的變化和設(shè)計(jì)值的偏差輸入熱能輸入蒸汽壓力輸入蒸汽溫度+

5

%+

6

oC+

5

%+

11

oC

吸收劑活性成分含量+

5

%－氮?dú)馊肟诹髁?

5

%+

5%氧氣入口流量+

5

%+

5%試驗(yàn)邊界凝結(jié)水回水溫度+

6

oC

+

17

oC

一次燃料輸入燃料熱值，HHV+

5

%+

5%可燃成分+

5

%+

5%TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行2、設(shè)計(jì)條件的接近程度運(yùn)行參數(shù)變化范圍和與設(shè)計(jì)參數(shù)的偏差允許值試驗(yàn)期間的變化和設(shè)計(jì)值的偏差二次燃料輸入燃料熱值，HHV+

5

%+

5

%可燃成分+

5

%－電氣參數(shù)功率因數(shù)+

1

%+

1

%電壓+

1

%+

1

%頻率+

0.5

%+

0.5

%輸入功率+

5

%+

5

%TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行3、穩(wěn)定性

開始試驗(yàn)前必須就必要的穩(wěn)定條件達(dá)成協(xié)議。為了達(dá)到所要求的穩(wěn)定狀態(tài)所需的運(yùn)行時(shí)間取決于前面的運(yùn)行情況，影響試驗(yàn)穩(wěn)定狀態(tài)的不能控制的主要參數(shù)是大氣狀態(tài)，試驗(yàn)時(shí)間和持續(xù)時(shí)間的安排要使得大氣狀態(tài)的變化最小。典型的穩(wěn)定時(shí)間和推薦的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間

TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行4、試驗(yàn)開始和仃止的判據(jù)

保證在開始試驗(yàn)時(shí)所有數(shù)據(jù)收集工作要同時(shí)開始，滿足：(a)運(yùn)行和配置。配置情況，按同意的試驗(yàn)要求運(yùn)行。(b)穩(wěn)定性。運(yùn)行參數(shù)應(yīng)該處于可接受的試驗(yàn)范圍內(nèi)。(c)數(shù)據(jù)收集。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能正常、試驗(yàn)人員進(jìn)入崗位停止試驗(yàn)：(a)

一個(gè)完整試驗(yàn)的要求已經(jīng)得到滿足（時(shí)間，讀數(shù)）(b)試驗(yàn)期間在系統(tǒng)隔離、設(shè)計(jì)條件的接近程度、穩(wěn)定性等方面得到滿足否則，試驗(yàn)協(xié)調(diào)人可以延長(zhǎng)或中止試驗(yàn)TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行5、試驗(yàn)次數(shù)和持續(xù)時(shí)間

一次試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該足夠長(zhǎng)，以使得數(shù)據(jù)能夠反映電廠的平均效率和/或性能。當(dāng)需要進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)量時(shí)，試驗(yàn)時(shí)間要足夠完成兩個(gè)輪回。如果燃料的變化比較明顯，則試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間也應(yīng)該更長(zhǎng)。試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間也要考慮取樣所需的時(shí)間。一個(gè)試驗(yàn)應(yīng)該包括兩次或兩次以上的試驗(yàn)操作。一次試驗(yàn)操作是指在穩(wěn)定的運(yùn)行工況下對(duì)機(jī)組進(jìn)行的一套完整的測(cè)量。如前兩次試驗(yàn)的結(jié)果變化很大，則要進(jìn)行第三次預(yù)試驗(yàn)后，如滿足所有正常試驗(yàn)的要求，經(jīng)各方同意，則可以為一次可接受的試驗(yàn)操作。

TPRI六、試驗(yàn)的進(jìn)行5、試驗(yàn)次數(shù)和持續(xù)時(shí)間

試驗(yàn)前的不確定度分析應(yīng)確定測(cè)量參數(shù)所需要的讀數(shù)次數(shù)。對(duì)所有非集成測(cè)量的一類參數(shù)，應(yīng)記錄至少30套數(shù)據(jù)。煤質(zhì)取樣每1/2小時(shí)進(jìn)行一次將會(huì)降低實(shí)驗(yàn)室費(fèi)用?；以用?小時(shí)一次可以適應(yīng)排渣鎖斗每4小時(shí)一次的動(dòng)作。硫產(chǎn)品的測(cè)量通常是每車一次。試驗(yàn)前的不確定度分析可以判定減少讀數(shù)次數(shù)的影響，及整個(gè)試驗(yàn)?zāi)芊駶M足規(guī)定的總不確定度的要求。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果1、計(jì)算內(nèi)容包括：1）試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算2）試驗(yàn)條件和基準(zhǔn)條件不同而對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行的修正計(jì)算3）評(píng)價(jià)IGCC電廠性能的有效性計(jì)算4）確定試驗(yàn)結(jié)果不確定度的計(jì)算。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果2、試驗(yàn)結(jié)果分為四類：

1）主要結(jié)果：修正后的凈功率和修正后的一次燃料輸入，修正可以按多變量計(jì)算機(jī)模型；按各種修正系數(shù)的組合影響來進(jìn)行；或者這兩種修正方法的混合。2）二次能量輸入：（a）二次燃料輸入（b）輸入蒸汽（c）凝結(jié)水輸入（d）輔助功率輸入為了減小修正量，二次輸入量應(yīng)該保持或接近基準(zhǔn)條件下的數(shù)值

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果

3）輸出能量：包括合成氣、輸出蒸汽、副產(chǎn)品等，修正到基準(zhǔn)條件下

的測(cè)量結(jié)果。

4）導(dǎo)出的結(jié)果：性能試驗(yàn)的一個(gè)主要目的是確定能量轉(zhuǎn)換和利用的有效性熱耗率定義成凈輸出功率和燃料輸入熱量的比值，傳統(tǒng)地用于那些燃料熱量是唯一能量輸入和電力是唯一能量輸出的發(fā)電系統(tǒng)。熱耗率對(duì)有多個(gè)輸入和多個(gè)產(chǎn)品的IGCC電廠不是一個(gè)合適的性能指標(biāo)，因?yàn)榭傒斎肽芰康暮艽笠徊糠洲D(zhuǎn)換成非電力的能量，如合成氣、蒸汽和副產(chǎn)品。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果

以下幾種有效性計(jì)算，可用于IGCC電廠性能的評(píng)價(jià)（a）修正后的熱耗率，用于只生產(chǎn)電力的IGCC電廠（b）發(fā)電效率，用于只生產(chǎn)電力的IGCC電廠（c）修正后的熱效率基于對(duì)輸入和輸出物流的熱力學(xué)第一定律分析。熱效率ηth是越過試驗(yàn)邊界的總的凈輸出能量（電功率、蒸汽、合成氣和副產(chǎn)品）除以總的輸入能量（一次燃料、二次燃料和輸入蒸汽）。熱效率定義了一個(gè)IGCC電廠總的能量轉(zhuǎn)換和利用的有效性。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果修正后的凈功率

Pc=[Pm+S(APi)]PMPj

Pc＝試驗(yàn)邊界處修正后的凈功率Pm＝試驗(yàn)邊界處測(cè)量的總凈功率APi

＝加法修正系數(shù)MPj

＝乘法修正系數(shù)TPRI七、計(jì)算和結(jié)果修正后的一次燃料輸入

Qpf,c=[Qpf,m+S(APFi)]PMPFj

Qpf,c＝修正后進(jìn)入氣化爐的一次燃料總能量Qpf,m＝試驗(yàn)過程中測(cè)量的進(jìn)入氣化爐的一次燃料總能量

APFi＝加法修正系數(shù)。MPFj＝乘法修正系數(shù)。TPRI七、計(jì)算和結(jié)果修正后的熱耗率

HRc=(Qpf,c+Qsf,c)/Pc

HRc＝修正后的熱耗率。Pc＝修正后的凈功率。Qpf,c＝修正后的一次燃料輸入能量。Qsf,c

＝修正后的二次燃料輸入能量。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果3、試驗(yàn)結(jié)果的修正

試驗(yàn)時(shí)一些決定機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的外部參數(shù)，如大氣狀態(tài)（壓力、溫度和濕度）、燃料溫度和成分、冷卻水溫度（或蒸汽輪機(jī)背壓）、發(fā)電機(jī)功率因數(shù)等；和可控制的運(yùn)行狀態(tài)，如從一個(gè)三聯(lián)產(chǎn)電廠供出的蒸汽和合成氣參數(shù)、凝結(jié)水回水溫度和流量、鍋爐排污等，不可能都和設(shè)計(jì)參數(shù)（或合同規(guī)定的參數(shù)）相同，如果這個(gè)大氣狀態(tài)和可控制的運(yùn)行狀態(tài)都在可接受的范圍內(nèi)，但是不在合同規(guī)定的設(shè)計(jì)狀態(tài)，必須將從試驗(yàn)測(cè)量值計(jì)算得到的試驗(yàn)結(jié)果修正到合同規(guī)定的狀態(tài)。修正可以辯別試驗(yàn)結(jié)果和保證值的偏差到底是偏離大氣狀態(tài)及運(yùn)行狀態(tài)的影響還是電廠設(shè)計(jì)及設(shè)備缺陷的影響

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果3、試驗(yàn)結(jié)果的修正

試驗(yàn)中所有將引起IGCC性能偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)的參數(shù)都被認(rèn)為是有影響的參數(shù)。包括那些會(huì)造成IGCC偏離設(shè)計(jì)、偏離運(yùn)行狀態(tài)、影響輸入和輸出物流、影響控制設(shè)備和儀表的變量某些變量會(huì)對(duì)功率輸出和熱耗率有主要的影響，而其它則只有無關(guān)緊要的影響。在試驗(yàn)前的不確定度分析中要計(jì)算相對(duì)靈敏度系數(shù)。對(duì)每一個(gè)測(cè)量的參數(shù)都要進(jìn)行相對(duì)靈敏度系數(shù)的計(jì)算，以確定它對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，確定對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有最大影響的參數(shù)。相對(duì)靈敏度系數(shù)大于0.002的參數(shù)都要求進(jìn)行修正計(jì)算。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果3、試驗(yàn)結(jié)果的修正

修正方法：對(duì)個(gè)別變量的修正系數(shù)（加法或乘法修正系數(shù)）多變量的計(jì)算機(jī)模型上述兩種修正方法的組合常規(guī)的方法是采用修正系數(shù)，但是在IGCC電站中，系統(tǒng)復(fù)雜，影響因素多，用修正曲線的方法很難將試驗(yàn)結(jié)果真正修正到合同規(guī)定的條件，并且實(shí)際上也更難操作。多變量算法在保持質(zhì)量和能量平衡的同時(shí)能夠同步考慮幾個(gè)變量，包括二次的影響，要比單項(xiàng)修正（修正系數(shù)和修正曲線）精確得多。如果有對(duì)IGCC全廠的多變量計(jì)算機(jī)模型能用于電廠的性能試驗(yàn)，那么這應(yīng)該是首選的修正方法。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果3、試驗(yàn)結(jié)果的修正

在沒有IGCC全廠的修正模型而只有某些子系統(tǒng)修正模型的情況下，也可以對(duì)電廠的子系統(tǒng)采用修正模型，而其余部分采用常規(guī)的修正系數(shù)方法。即采用二者混合的修正方法，試驗(yàn)各方應(yīng)該事先同意在哪些地方使用修正系數(shù)，哪些地方使用修正模型。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果3、試驗(yàn)結(jié)果的修正

多變量修正模型是應(yīng)用計(jì)算機(jī)算法把每一個(gè)被修正的結(jié)果作為測(cè)量結(jié)果和一組邊界條件（大氣狀態(tài)及強(qiáng)制條件）的函數(shù)來計(jì)算。對(duì)計(jì)算機(jī)模型的要求1）對(duì)模型的主要功能要求是：完整性、靈活性和精確性。模型必須要能夠預(yù)測(cè)IGCC系統(tǒng)性能隨試驗(yàn)各方所關(guān)心的邊界條件的變化而發(fā)生的變化。模型的正常范圍必須從最小穩(wěn)定負(fù)荷到基本負(fù)荷。模型的輸入至少應(yīng)該包括所有的測(cè)量項(xiàng)目。模型的輸出應(yīng)該包括所有主要試驗(yàn)結(jié)果。模型計(jì)算結(jié)果應(yīng)該足夠精確，以滿足不確定度要求。TPRI七、計(jì)算和結(jié)果3、試驗(yàn)結(jié)果的修正

2）模型的有效性由于電廠綜合模型的所有權(quán)性質(zhì)，其中修正系數(shù)、曲線、和模型的不確定性是無法查明的。PTC47在不確定度分析中也沒有包括這方面的內(nèi)容。試驗(yàn)各方在接受全廠性能模型時(shí)應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面：（1）和測(cè)量數(shù)據(jù)的比較，模型中選擇的參數(shù)應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)測(cè)量進(jìn)行調(diào)整，如葉片通流部分的設(shè)計(jì)效率；熱交換器的設(shè)計(jì)換熱系數(shù)等TPRI七、計(jì)算和結(jié)果3、試驗(yàn)結(jié)果的修正

（2）極端運(yùn)行工況，試圖從電廠獲取預(yù)期的極端運(yùn)行工況的測(cè)量數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以對(duì)模型進(jìn)行比較和調(diào)整。當(dāng)試驗(yàn)中使用模型時(shí)，就可以在有效的端點(diǎn)間內(nèi)插（3）模型適用范圍，適用范圍是指一個(gè)運(yùn)行區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域以外那些模型的精確度要降低，模型不能在這些有效的適用范圍外使用于試驗(yàn)的目的。

TPRI七、計(jì)算和結(jié)果3、試驗(yàn)結(jié)果的修正

修正系數(shù)如果試驗(yàn)各方?jīng)Q定選擇修正系數(shù)，那么經(jīng)各方同意的修正系數(shù)可用來計(jì)算偏離基準(zhǔn)的大氣狀態(tài)和電廠運(yùn)行條件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。PTC47根據(jù)可能影響試驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)整理推薦了30個(gè)加法修正系數(shù)和24個(gè)乘法修正系數(shù)，可分別用于各個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的修正。

TPRI八、不確定度分析要求每次試驗(yàn)都要求進(jìn)行不確定度計(jì)算，并包含在試驗(yàn)報(bào)告中。在試驗(yàn)前的不確定度計(jì)算可以提供所采用的試驗(yàn)方法預(yù)期的精確度水平，有助于確定哪些測(cè)量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有重大影響，及哪些修正系數(shù)是必須的。一般要求進(jìn)行試驗(yàn)后的不確定度分析，但如果試驗(yàn)各方一致認(rèn)為試驗(yàn)儀表和測(cè)量程序嚴(yán)格遵照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求和協(xié)議確定的試驗(yàn)程序，那么也可以不進(jìn)行試驗(yàn)后不確定度分析。

TPRI八、不確定度分析方法不確定度計(jì)算的主要技術(shù)參考資料是ASMEPTC19.1，它規(guī)定了確定單個(gè)試驗(yàn)參數(shù)測(cè)量不確定度的步驟，包括隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差，以及這些誤差如何傳遞到試驗(yàn)結(jié)果的不確定度中。用ASMEPTC19.1中的相關(guān)計(jì)算程序來確定根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的試驗(yàn)中測(cè)量和性能參數(shù)的不確定度。TPRI八、不確定度分析分清一個(gè)概念不確定度分析的目的是評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果誤差的極限，這是在一個(gè)給定的可信度水平下包含試驗(yàn)結(jié)果真值的一個(gè)區(qū)間。本標(biāo)準(zhǔn)不涉及和討論試驗(yàn)結(jié)果的容差，試驗(yàn)容差是合同中關(guān)于試驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)可接受的范圍。TPRI八、不確定度分析PTC47給出了在典型狀態(tài)下，采用目前可能的儀表和技術(shù)，試驗(yàn)結(jié)果預(yù)期的最大總不確定度，如下表所示。

TPRI八、不確定度分析由于IGCC系統(tǒng)的多樣性和復(fù)雜性，PTC47推薦采用直接測(cè)量的方法來確定輸入的燃料流量及其熱量，而固體燃料及添加劑等的流量測(cè)量的不確定度是比較大的。所以，和常規(guī)電廠性能試驗(yàn)的不確定度相比，IGCC電廠試驗(yàn)的不確定度就比較大。在實(shí)際試驗(yàn)中還需要做很多