槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱系統(tǒng)性能試驗規(guī)程

ICSFORMTEXT27.160FORMTEXTF12T/CECT/CECXXXX—2019FORMTEXT槽式太陽能熱發(fā)電站集熱場性能試驗規(guī)程FORMTEXTCodeofsolarfieldperformancetestforparabolictroughsolarthermalpowerplant（征求意見稿）XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施中國電力企業(yè)聯(lián)合會???發(fā)布T/CECXXXX—2019I目??次TOC\o"1-2"\h\z\u前言 錯誤！未定義書簽。1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和符號 14基本規(guī)定 35試驗儀器 36試驗準(zhǔn)備 67試驗步驟 78試驗結(jié)果處理 8附錄A集熱場性能試驗測點布置圖 10附錄B試驗設(shè)備清單 11附錄C試驗設(shè)備清單 12附錄D試驗報告 13槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗規(guī)程范圍本文件規(guī)定了槽式太陽能光熱發(fā)電站進(jìn)行集熱場集熱功率、集熱效率試驗的設(shè)備、試驗準(zhǔn)備、試驗步驟、試驗結(jié)果處理。本文件適用于槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗，其它的槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件GB/T16839.1熱電偶第一部分：分度表GB/T16839.2熱電偶第二部分：允差GB/T17357設(shè)備及管道絕熱層表面熱損失現(xiàn)場測定表面溫差法GB/T33698太陽能資源測量直接輻射GB/T33234光熱發(fā)電玻璃反射鏡反射比測試方法DL5190.4電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第四部分：熱工儀表及測試裝置術(shù)語和符號下列術(shù)語和定義適用于本文件。術(shù)語和定義3.1.1集熱器采光口平面collectorapertureplane垂直于集熱器橫截面的平面，太陽能集熱器開口區(qū)域在該平面上。3.1.2集熱器凈開口面積collectornetaperturearea太陽能集熱器反射/折射組件開口面的垂直投影面積。注：在線聚焦太陽能系統(tǒng)中，它是這個表面加上鋼管的垂直投影在收集器的開口上不重疊的部分，假設(shè)吸收器在太陽方向側(cè)吸收輻射。3.1.3集熱器采光口寬度collectorapertureplanewidth采光口平面上反射鏡邊部之間的寬度。3.1.4集熱器采光口長度collectorapertureplanelength采光口平面上反射鏡端部之間的長度。3.1.5入射角incidenceangle太陽入射光線與拋物面槽式集熱器采光口平面法向之間的夾角（當(dāng)光線與采光口平面垂直時入射角為0°）。3.1.6總溫升totaltemperaturerise總溫升是指集熱場早晨開始升溫時出口溫度減去環(huán)境溫度與當(dāng)日集熱場出口最高溫度減去環(huán)境溫度的差值。3.1.7系統(tǒng)時間常數(shù)systemtimeconstant系統(tǒng)時間常數(shù)為集熱場出口溫度升高總溫升的63.2%所需的時間。符號下列符號適用于本文件。本文件中所采用的立方米（m3），除了特殊說明外，均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。表1符號一覽表符號含義單位ANI采光口垂直輻照度W/m2DNI法向直接輻照度W/m2A集熱場采光口面積m2cp導(dǎo)熱油比熱J/kg?km導(dǎo)熱油（HTF）質(zhì)量流量kg/sＰ光熱功率W?T集熱場入口導(dǎo)熱油和出口導(dǎo)熱油溫差℃T流量測點當(dāng)?shù)販囟取鎀導(dǎo)熱油平均溫度℃ω太陽時角°V導(dǎo)熱油體積流量m3/s?熱效率%ρ密度kg/m3θ太陽入射角°基本規(guī)定槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗可以集熱場和一個回路為對象進(jìn)行試驗，試驗主要包括集熱功率試驗、集熱效率試驗。槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場性能試驗可采用長期試驗、短期試驗。槽式太陽能光熱發(fā)電站集熱場相關(guān)試驗宜在正常運(yùn)行后進(jìn)行。試驗期間法向直接輻照度最大值不宜小于600W/m2。試驗時集熱器的導(dǎo)熱介質(zhì)流量、溫度不得超出集熱器安全運(yùn)行允許范圍。本文件適用于以下兩種主要的試驗類型：a)第一類試驗—短時間穩(wěn)態(tài)熱功率試驗—在晴朗天氣條件下短時間內(nèi)（在此期間存在熱平衡和穩(wěn)定穩(wěn)態(tài)條件）測量太陽能系統(tǒng)熱功率輸出和熱效率。b)第二類試驗—多天連續(xù)能量試驗，收集連續(xù)天數(shù)的熱能輸出。晴朗天氣和略微多云天氣都可接受。此外，對于日常啟動、正常運(yùn)行和關(guān)閉等項目，應(yīng)遵守太陽能系統(tǒng)的功能。試驗儀器5.1溫度計導(dǎo)熱介質(zhì)溫度測量可采用電阻溫度計、熱電偶，量程精度符合IEC60751A級要求。5.2流量計5.2.1流量計可采用超聲波流量計、渦街流量計，流量計精度要求見表2表2流量計精度要求名稱測量對象精度要求超聲波流量計導(dǎo)熱介質(zhì)、熔融鹽1.0級或以上渦街流量計導(dǎo)熱介質(zhì)1.0級或以上5.2.2超聲波管道流量計準(zhǔn)確度等級要求見表3。表3超聲波流量計準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度等級1.0基本誤差（E）%≤0.1≤0.2≤0.5≤1.0重復(fù)性%≤0.05≤0.1≤0.3≤管道式渦街流量計準(zhǔn)確度等級見表4表4管道式渦街流量計準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度等級0.51.0最大允許誤差qt<q<qmax±0.5%±1.0%qmin<q<qt±1.0%±2.0%注：最大流量qmax，最小流量qmin，分界流量qt，qt對應(yīng)的流量為0.2qmax5.3輻照度儀法向直接輻照度儀精度見表5。表5太陽直接輻射表精度引用號規(guī)范說明總?cè)丈浔矸N類副基準(zhǔn)一級二級1響應(yīng)時間：95%響應(yīng)<10s（1s）<20s（1s）<30s（1s）2零漂移：對200W·m-2凈熱輻射的響應(yīng)（通風(fēng)）對環(huán)境溫度發(fā)生5K·h-1變化的響應(yīng)+7W·m-2（2W·m-2）±2W·m-2（0.5W·m-2）+15W·m-2（2W·m-2）±4W·m-2（0.5W·m-2）+30W·m-2（3W·m-2）±8W·m-2（1W·m-2）3a非線性：響應(yīng)度的年變化±0.8%（0.25%）±1.5%（0.25%）±3%（0.5%）3b非線性：由輻照度在100W·m-2在至1000W·m-2內(nèi)變化引起的響應(yīng)度與500W·m-2輻照度產(chǎn)生的響應(yīng)度百分比偏差±0.5%（0.2%）±1%（0.2%）±3%（0.5%）3c方向性響應(yīng)（對光束狀輻射）：從任意方向測量一束輻射（其法向輻照度為1000W·m-2），假設(shè)在其它方向上該表對輻照的響應(yīng)與垂直輻射方向上的響應(yīng)相同，所造成的誤差范圍±10W·m-2（4W·m-2）±20W·m-2（5W·m-2）±30W·m-23d光譜選擇性：0.35μm-1.5μm波長內(nèi)相對于平均光譜吸收和平均光譜透過率的百分比偏差±3%±5%±10%3e溫度響應(yīng)：由環(huán)境溫度變化（50K以內(nèi)）引起的百分比偏差±3%±3%±3%3f傾斜響應(yīng)：在1000W·m-2輻照度下，總輻射表傾角由0度（水平）向90度變化引起的響應(yīng)與0度時的響應(yīng)百分比偏差±3%±3%±3%5.4風(fēng)速儀5.4.1機(jī)械式風(fēng)速儀適用于時距≥1min的平均風(fēng)速測量，技術(shù)指標(biāo)見表6。表6風(fēng)速測量技術(shù)指標(biāo)風(fēng)速技術(shù)指標(biāo)測量范圍≥0~20m/s啟動風(fēng)速≤0.8m/s測量精度≤±(0.3+0.03v)m/s(v：指示風(fēng)速)分辨率≤0.1m/s風(fēng)向技術(shù)指標(biāo)Winddirection測量范圍0°~360°（16個方位）啟動風(fēng)速≤1m/s精度±1/2方位5.4.2熱電式風(fēng)速儀量程0.1m/s~10m/s、精度≤±5%、分辨率≤0.1m/s，環(huán)境溫度0.0℃~50.0℃。.5.4.3超聲波風(fēng)速儀量程0~30m/s、精度≤±3%、分辨力≤0.1m/s風(fēng)向測量范圍0°~360°、精度≤±2°、分辨率≤1°。5.5鏡面反射率測量儀Specularreflectometer測量準(zhǔn)確度應(yīng)在±1%以內(nèi)，測量重復(fù)性應(yīng)在±0.5%以內(nèi)。反射率測量儀器應(yīng)符合GB/T33234要求。5.6壓力變送器壓力變送器，精度等級0.25%5.7地理坐標(biāo)測量儀器地理坐標(biāo)測量儀器精度見表7。表7地理地坐標(biāo)測量等級線性分辨率（準(zhǔn)確度）十進(jìn)制度數(shù)六十進(jìn)制度數(shù)100km11°1km0.0130″5.8干球溫度與相對濕度測量5.8.1機(jī)械通風(fēng)干濕表（溫濕度計）、電動通風(fēng)干濕表（溫濕度計），技術(shù)要求見表8。表8干球溫度和濕度測量指標(biāo)要求項目機(jī)械通風(fēng)干濕表電動通風(fēng)干濕表溫度刻度≤0.2℃≤0.2℃溫度精度±1℃±1℃測量范圍10%RH~100%RH10%RH~100%RH濕度精度±5%±5%5.8.2電阻式或電容式濕度傳感器中、低濕段(10RH~70%RH)精度±3%，全濕程(0-100%RH)精度，且指定溫度下(25℃)精度±2%。試驗準(zhǔn)備試驗前，系統(tǒng)應(yīng)具備以下條件：集熱管、反射鏡進(jìn)行清洗。集熱場入口溫度達(dá)到設(shè)計值。測點布置應(yīng)符合下列要求：6.2.1在集熱場、回路進(jìn)、出口母管、靠近截止閥位置安裝流量計、溫度計，并采取保溫措施，測量時信號導(dǎo)線不應(yīng)與電源線并行布置，具體安裝位置參見附錄A。流量測量位置選擇在太陽場進(jìn)口處，測量截面前、后直管段長度要求推薦值見表9。流量計應(yīng)水平或垂直（液體的流向為自上而下）在與其公稱通徑相應(yīng)的管道上同軸安裝，直管段范圍內(nèi)不應(yīng)有閥門或旁通管，上游側(cè)不應(yīng)設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥。表9不同類型直管段推薦值上游管道形式上游直管段長度下游直管段長度同心收縮全開閘閥fully≥15D≥5D一個90°彎頭≥20D同一平面兩個90°彎頭≥25D不同平面兩個90°彎頭≥40D6.2.2根據(jù)集熱場規(guī)模設(shè)置測光站，測光站應(yīng)均勻布置，儀器感應(yīng)面不應(yīng)被四周障礙物遮擋，不應(yīng)靠近淺色墻面或其他易反射陽光的物體，且不應(yīng)暴露在人工輻射源之下。測光站數(shù)量宜符合表10要求。表10測光站推薦布置數(shù)量測光站數(shù)量電站容量MW2-310-503-450-1004-5100-200測量采光口寬度尺寸6.3.1測量集熱器端部和中部采光口寬度尺寸，并取平均值。測量精度為1mm。6.3.2測量反射鏡凸面的曲邊邊部4個點，精度為0.01mm，取算術(shù)平均值，數(shù)值修約至2位小數(shù)，厚度測量值與公稱尺寸之差即為厚度偏差。鏡面反射率測量6.4.1太陽場每20條回路選取1個鏡面反射率測點，反射率取各測點的平均值。6.4.2反射率測量儀器儀器滿足GB/T33234鏡面反射比測量要求或者采用便攜式鏡面反射率測量儀器。環(huán)境溫度、濕度6.5.1測點設(shè)置在集熱場內(nèi)室外環(huán)境，且避免陽光照射。6.5.2測點距離地面0.8m-1.6m，距離熱源大于0.5m。試驗步驟將流量設(shè)置到穩(wěn)定狀態(tài)，連續(xù)測量進(jìn)出口溫度、流量、壓力。同時測量法向直接輻照量。同時測量環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)力等量。試驗時間在真太陽時上午9點與下午3點之間。每次試驗時間應(yīng)大于10分鐘記錄DNI、ANI、出入口導(dǎo)熱介質(zhì)流速、溫度、壓力，參數(shù)采集時間間隔應(yīng)滿足表11要求。表11參數(shù)測量時間間隔測量對象測量時間間隔導(dǎo)熱介質(zhì)質(zhì)量流量、壓力、溫度≤10s環(huán)境風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度≤1minDNI≤10s反射鏡反射率試驗前后各測量一次集熱場運(yùn)行狀況與規(guī)定條件的任何偏離和試驗期間的調(diào)整，均應(yīng)做好記錄，并注明發(fā)生的時間和見證人。記錄試驗采用儀器，記錄格式參見附錄A。試驗數(shù)據(jù)宜采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄，記錄格式參見附錄B。試驗結(jié)果處理試驗工況和試驗數(shù)據(jù)的選取8.1.1選取輸入輸出平穩(wěn)、相關(guān)性高的運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，參數(shù)允許波動范圍見表12.表12集熱場試驗期間運(yùn)行參數(shù)允許波動范圍參數(shù)單位允許波動范圍（測量平均值）導(dǎo)熱介質(zhì)體積流量m3/s±1%ANIW/m2±1%集熱場入口溫度℃±0.5%集熱場出口溫度℃±0.5%鏡面反射比%±2%8.1.2測量儀器可在試驗后進(jìn)行復(fù)校，發(fā)現(xiàn)異常則應(yīng)對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行修正或舍棄所測數(shù)據(jù)。出現(xiàn)下列情況之一時，該試驗數(shù)據(jù)應(yīng)作廢：導(dǎo)熱介質(zhì)質(zhì)量流量超出規(guī)定的變化范圍；集熱場出入口溫度超出規(guī)定的變化范圍；DNI超出規(guī)定的變化范圍；某一個主要測量項目的試驗數(shù)據(jù)有1/3以上出現(xiàn)異?；蛎?。導(dǎo)熱介質(zhì)熱物性計算8.2.1導(dǎo)熱介質(zhì)密度計算見式（1）：(1)式中，T——導(dǎo)熱介質(zhì)溫度，K。8.2.2導(dǎo)熱介質(zhì)比熱計算見式（2）：(2)式中a、b、c、d、e、f、g值根據(jù)導(dǎo)熱介質(zhì)特性確定。集熱功率計算集熱場熱功率可通過式（3）計算：P=m(式中：P——集熱場熱功率，kW;m——導(dǎo)熱介質(zhì)（HTF）質(zhì)量流量,kg/s；cp,out——導(dǎo)熱介質(zhì)出口定壓比熱容，kJ/(kg·K)cp,in——導(dǎo)熱介質(zhì)入口定壓比熱容，kJ/(kg·K)Tout——導(dǎo)熱介質(zhì)出口溫度，KTin——導(dǎo)熱介質(zhì)入口溫度，K集熱效率計算基于采光口垂直輻照度（ANI）的集熱場集熱效率采用式（4）計算： (4)式中：η——熱效率，%；θ——試驗過程中的平均太陽入射角，單位：o；A——試驗過程中跟蹤模式下的集熱場采光口面積，m2，由集熱器采光口長度和寬度乘積獲得。試驗報告試驗完成后應(yīng)提交報告，報告格式參見附錄D.

（規(guī)范性）集熱場性能試驗測點布置圖圖1集熱場性能試驗測點布置圖（資料性）試驗設(shè)備清單原始記錄編號：第頁/共頁檢測依據(jù)試驗項目試驗工況序號儀器名稱儀器型號儀器精度檢定日期大氣壓力（kPa）環(huán)境溫度（℃）環(huán)境相對濕度（%）校核人員/日期：

（資料性）試驗設(shè)備清單試驗記錄表項目名稱：測量緯度：試驗日期：測量經(jīng)度：試驗地點：集熱器軸布置方式：試驗時間進(jìn)口溫度（℃）出口溫度（℃）環(huán)境溫度（℃）直接太陽輻照度（W/m2）體積流量（m3/h）鏡場面積（m2）修正溫升（℃）平均溫度（℃）流體密度（kg/m3）修正直接輻照度（W/m2）比熱容（kJ/kg*k）有用功率（W）集熱效率（%）

（資料性）試驗報告D.1試驗背景包括試驗原因、試驗的性質(zhì)（鑒定、驗收試驗還是常規(guī)試驗）、試驗委托單位、試驗負(fù)責(zé)單位、試驗參加單位、試驗總體時間等。D.2集熱場主輔設(shè)備集熱場簡介、主輔設(shè)備技術(shù)參數(shù)、傳熱介質(zhì)特性、運(yùn)行情況及必要的圖表。D.3試驗?zāi)康脑囼災(zāi)康闹卦跈z驗太陽能集熱場性能指標(biāo)并作出評價，可用于系統(tǒng)性能鑒定、驗收等。D.3試驗內(nèi)容包括試驗項目、項目保證值或者設(shè)計值及保證條件。D.3測試項目、儀器設(shè)備、測點布置和測試方法包括根據(jù)確定的測試項目、使用的儀器設(shè)備及檢定（校準(zhǔn)）單位、傳熱介質(zhì)化驗指定的實驗室、量值溯源程序、測點位置、測點數(shù)量、必要的測點安裝圖、取樣測試方法及取樣測試頻率等。D.4試驗數(shù)據(jù)整理包括記錄測量的集熱場運(yùn)行參數(shù)、氣象數(shù)據(jù)、測試結(jié)果和計算結(jié)果。D.5試驗結(jié)果分析根據(jù)試驗結(jié)果、試驗內(nèi)容、與設(shè)計或保證值進(jìn)行比較和分析，試驗誤差分析，并對測試過程中遇到的問題加以說明。D.6結(jié)論根據(jù)試驗結(jié)果對集熱場相關(guān)性能指標(biāo)作出評價。D.6附件包括所有記錄結(jié)果，必