IGCC电厂性能验收试验09解析.ppt

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1、TPRI主要内容主要内容一、前言一、前言二、二、试验目的和内容试验目的和内容 三、三、试验边界和测量参数试验边界和测量参数 四、试验准备四、试验准备 五、仪表和测量五、仪表和测量 六、试验的进行六、试验的进行七、计算和结果七、计算和结果八、不确定度分析八、不确定度分析九、试验报告九、试验报告TPRI一、前言一、前言IGCCIGCC示范电站建设和示范电站建设和成功运行成功运行美国机械工程师协会（美国机械工程师协会（ASME）从）从1993年开始筹划编制年开始筹划编制IGCC性能验收试验规程，成立了性能验收试验规程，成立了PTC47委员会，编制委员会，编制IGCC电站整体性能的试验规程。电站整体性

2、能的试验规程。同年同年11月该委员会举行成立大会。月该委员会举行成立大会。通过十几年的艰苦工作，通过十几年的艰苦工作，PTC47委员会和委员会和ASME性能试验性能试验规程委员会于规程委员会于2006年年3月月28日了批准了该文件，日了批准了该文件，ASME的标准化和试验董事会于的标准化和试验董事会于2006年年5月月18日批准和采日批准和采纳该文件作为协会的标准。纳该文件作为协会的标准。美国国家标准协会（美国国家标准协会（ANSI）的标准审查董事会于）的标准审查董事会于2006年年7月月26日审查并批准作为美国国家标准。日审查并批准作为美国国家标准。 TPRI一、前言一、前言PTC 47的组

3、成的组成 PTC 47委员会在编制委员会在编制IGCC整体试验规程时规划了一整套整体试验规程时规划了一整套这样的试验规程，目前还在编制过程中，这样的试验规程，目前还在编制过程中，其中包括：其中包括： PTC 47.0，整体煤气化联合循环电厂，整体煤气化联合循环电厂， 对一个对一个IGCC电厂进行总体性能试验。电厂进行总体性能试验。 PTC 47.1，低温空分装置，低温空分装置， 对空气分离装置（对空气分离装置（ASU）进行性能试验。）进行性能试验。 如果如果IGCC电厂带有一个空分装置，则建议，电厂带有一个空分装置，则建议， 但不一定要求，将其包括在试验范围内。但不一定要求，将其包括在试验范围

4、内。TPRIPTC 47的组成的组成 PTC 47.2，气化系统，气化系统， 对气化炉和煤气净化设备一起进行热力性能试验。对气化炉和煤气净化设备一起进行热力性能试验。 PTC 47.3，煤气净化，煤气净化， 测量进入动力岛的煤气中的污染物含量。测量进入动力岛的煤气中的污染物含量。 PTC 47.4，IGCC动力岛，动力岛， 对燃气轮机联合循环动力岛进行热力性能试验。对燃气轮机联合循环动力岛进行热力性能试验。一、前言一、前言TPRI建议首先采用建议首先采用PTC 47.0对整个对整个IGCC电厂进行试验。电厂进行试验。如果其试验结果显示电厂性能有问题，然后应该根据需要采用如果其试验结果显示电厂性

5、能有问题，然后应该根据需要采用PTC 47.1、47.2、47.3和和47.4对对IGCC的子系统进行试验，以限的子系统进行试验，以限定问题的范围。建议在后来的试验中定问题的范围。建议在后来的试验中IGCC子系统应分别进行子系统应分别进行试验，而不是同时试验，以满足子系统试验中可能需要的试验试验，而不是同时试验，以满足子系统试验中可能需要的试验边界限制和阀门隔离。在高度整体化的边界限制和阀门隔离。在高度整体化的IGCC电厂中，子系统电厂中，子系统试验时虽然测量的性能参数仅仅是子系统的，但是整个电厂可试验时虽然测量的性能参数仅仅是子系统的，但是整个电厂可能需要投入运行。能需要投入运行。 一、前言

6、一、前言TPRI二、试验目的和内容二、试验目的和内容 1、试验目的、试验目的 确定电厂性能是否满足合同规定的性能保证值要求。确定电厂性能是否满足合同规定的性能保证值要求。 电厂业主也能利用试验结果与设计值进行比较，了解电厂电厂业主也能利用试验结果与设计值进行比较，了解电厂性能的变化趋势。性能的变化趋势。 IGCCIGCC电站可能只生产电力，也有可能生产电力以外的产品，电站可能只生产电力，也有可能生产电力以外的产品，如合成气和生产用蒸汽等。对不同产品的如合成气和生产用蒸汽等。对不同产品的IGCCIGCC电厂，合同规定电厂，合同规定的性能保证内容也应该是不同的。的性能保证内容也应该是不同的。 TP

7、RI二、试验目的和内容二、试验目的和内容 2、试验内容、试验内容 PTC47提供了整体煤气化联合循环（提供了整体煤气化联合循环（IGCCIGCC）电厂性能试验）电厂性能试验的程序，以确定在特定运行条件下燃料气的流量和质量、热的程序，以确定在特定运行条件下燃料气的流量和质量、热效率（热耗率）和输出电功率。效率（热耗率）和输出电功率。也提供了确定也提供了确定IGCCIGCC电厂生产电厂生产的清洁燃料气流量和质量的试验程序。的清洁燃料气流量和质量的试验程序。 对只生产电力的对只生产电力的IGCC电厂，则性能试验的内容和常规电电厂，则性能试验的内容和常规电厂厂一样，是确定修正后的净输出电功率、修正后的

8、输入热量和一样，是确定修正后的净输出电功率、修正后的输入热量和修正后的热耗率（或热效率）修正后的热耗率（或热效率）TPRI二、试验目的和内容二、试验目的和内容 如果如果IGCC电厂除电力以外还生产合成气和生产用蒸汽，则电厂除电力以外还生产合成气和生产用蒸汽，则性能试验的内容应该包括确定修正后的净输出电功率、修正性能试验的内容应该包括确定修正后的净输出电功率、修正后的输入热量、输出的合成气参数（压力、温度、流量、成后的输入热量、输出的合成气参数（压力、温度、流量、成分和热值）和输出的生产用蒸汽参数（压力、温度、流量等）分和热值）和输出的生产用蒸汽参数（压力、温度、流量等） PTC47建议对多产品

9、的建议对多产品的IGCC电厂可以基于对输入和输出物流电厂可以基于对输入和输出物流的热力学第一定律分析，进行有效性（热效率）计算，来评价的热力学第一定律分析，进行有效性（热效率）计算，来评价IGCC电厂的性能。进行有效性计算时，必须根据已经对试验条电厂的性能。进行有效性计算时，必须根据已经对试验条件和基准条件的差异进行过修正的结果来进行。为了避免不同件和基准条件的差异进行过修正的结果来进行。为了避免不同产品的产品的IGCC电厂热效率评判方面的差异，电厂热效率评判方面的差异，PTC47的试验结果不的试验结果不能用于比较不同设计的电厂的热经济效益。能用于比较不同设计的电厂的热经济效益。 TPRI二、

10、试验目的和内容二、试验目的和内容 3、适用范围适用范围 PTC47 的的“IGCC电厂电厂”是指任何将含碳氢化合物的物料是指任何将含碳氢化合物的物料或燃料转化成清洁燃料气供给燃气轮机联合循环的电厂。即或燃料转化成清洁燃料气供给燃气轮机联合循环的电厂。即使用燃气轮机及蒸汽轮机的发电系统。使用燃气轮机及蒸汽轮机的发电系统。 PTC47定义的整个定义的整个IGCC电厂的边界包含三个主要的部分：电厂的边界包含三个主要的部分：空分装置（空分装置（ASU，对采用氧气气化的气化炉，或者对使用，对采用氧气气化的气化炉，或者对使用氮气的电厂）；气化装置（包括煤气净化）；动力岛。氮气的电厂）；气化装置（包括煤气净

11、化）；动力岛。 而而“整体化整体化”这个词没有精确的定义，只是通常指气化设备和发电设备组合在这个词没有精确的定义，只是通常指气化设备和发电设备组合在一个装置中。在一个装置中。在IGCC电厂中，电厂中，“整体化整体化”也许还指带有热回收的气化炉与蒸汽动也许还指带有热回收的气化炉与蒸汽动力循环相连；动力岛的抽汽用于气化；空分装置向氧气气化的气化炉供应氧气，力循环相连；动力岛的抽汽用于气化；空分装置向氧气气化的气化炉供应氧气，向燃气轮机供应氮气，或者空分装置从燃气轮机联合循环接受动力及部分或全部向燃气轮机供应氮气，或者空分装置从燃气轮机联合循环接受动力及部分或全部空气。空气。 标准注意到了现有的三种

12、型式气化炉：固定床、流化床和标准注意到了现有的三种型式气化炉：固定床、流化床和气流床，以及空气气化或氧气气化的不同。采用的方法也可气流床，以及空气气化或氧气气化的不同。采用的方法也可以用来进行其它型式气化炉的试验。以用来进行其它型式气化炉的试验。 IGCC电厂的调整试验不在电厂的调整试验不在PTC47范围内范围内 电厂由许多设备组成，电厂由许多设备组成，PTC47的试验数据也许只能提供某的试验数据也许只能提供某些设备有限的性能信息。些设备有限的性能信息。 PTC47连同连同PTC46一起，是用来确一起，是用来确定整个煤气化联合循环发电厂作为一个整体时的性能的。如定整个煤气化联合循环发电厂作为一

13、个整体时的性能的。如果想了解运行于特定范围内的个别设备的性能，那么，应该果想了解运行于特定范围内的个别设备的性能，那么，应该采用单独为这些特定设备制定的性能试验标准。采用单独为这些特定设备制定的性能试验标准。 TPRI二、试验目的和内容二、试验目的和内容 对象是有经验的性能试验人员对象是有经验的性能试验人员应该熟悉和精通应该熟悉和精通PTC 1PTC 1（总体指导）（总体指导） PTC 19.1 PTC 19.1（试验不确定度）（试验不确定度） PTC 19 PTC 19 关于仪器仪表的一系列规程关于仪器仪表的一系列规程 需要需要IGCC电厂性能具有最小的不确定度时推荐使用该标准电厂性能具有最

14、小的不确定度时推荐使用该标准标准给出了一个试验的框架，并不能取代试验计划。标准给出了一个试验的框架，并不能取代试验计划。必须准备一个详细的试验计划，试验前由试验各方审查和批准必须准备一个详细的试验计划，试验前由试验各方审查和批准在试验前的协议内容中应包括：试验步骤、仪表种类、测量方在试验前的协议内容中应包括：试验步骤、仪表种类、测量方 法、计算方法和试验报告目录。法、计算方法和试验报告目录。 TPRI二、试验目的和内容二、试验目的和内容 TPRI三、试验边界和测量参数三、试验边界和测量参数 确定了试验对象和范围后，围绕着要进行试验的系统或确定了试验对象和范围后，围绕着要进行试验的系统或某些特定

15、的设备要划定一个试验边界。某些特定的设备要划定一个试验边界。试验边界用来确定那些为计算修正后的结果所必须测量试验边界用来确定那些为计算修正后的结果所必须测量的能流。的能流。对一个特定的试验，试验边界必须由试验各方根据试验对一个特定的试验，试验边界必须由试验各方根据试验目的共同确定。目的共同确定。 （合同内容）1、确定试验边界确定试验边界 TPRI三、试验边界和测量参数三、试验边界和测量参数 1、带有空分装置的整体带有空分装置的整体IGCC电厂试验边界电厂试验边界 TPRI三、试验边界和测量参数三、试验边界和测量参数 2、没有空分装置的没有空分装置的IGCC电厂试验边界（空气气化，或有独立空分的

16、氧气气化）电厂试验边界（空气气化，或有独立空分的氧气气化） TPRI三、试验边界和测量参数三、试验边界和测量参数 试验中必须确定所有进入和流出试验边界的能流。试验中必须确定所有进入和流出试验边界的能流。能流可能由具有化学能、热能和势能的气体、液体或固体能流可能由具有化学能、热能和势能的气体、液体或固体物质流组成。也可能是纯的能流，如热辐射、热传导和电物质流组成。也可能是纯的能流，如热辐射、热传导和电流等。流等。应该根据其穿越边界的状态来确定计算所需要的所有输入应该根据其穿越边界的状态来确定计算所需要的所有输入 和输出能流的物性。和输出能流的物性。在边界内部的能流不必确定，除非它们用于检验试验工

17、况，在边界内部的能流不必确定，除非它们用于检验试验工况， 或者在功能上与边界外的状态有关。或者在功能上与边界外的状态有关。 3、确定与试验结果计算有关的能流确定与试验结果计算有关的能流 TPRI三、试验边界和测量参数三、试验边界和测量参数 4、确定所需测量的参数及其要求的精度、确定所需测量的参数及其要求的精度 进行试验前不确定度分析，确定主要的能流，它们的物性必须进行试验前不确定度分析，确定主要的能流，它们的物性必须测量并输入到试验结果计算中确定每个参数所要求的测量精确测量并输入到试验结果计算中确定每个参数所要求的测量精确程度以维持各方同意的整体试验不确定度程度以维持各方同意的整体试验不确定度

18、合理选择测点位置以获得最低的不确定度合理选择测点位置以获得最低的不确定度在满足测量所需参数的最佳位置的情况下，首选的测点位置是在在满足测量所需参数的最佳位置的情况下，首选的测点位置是在试验边界上试验边界上 TPRI四、四、试验准备试验准备 1、试验仪器仪表试验仪器仪表 仪表精度必须不低于试验前不确定度分析中确定的精度仪表精度必须不低于试验前不确定度分析中确定的精度 可以是电厂永久性仪表，也可以是临时试验仪表可以是电厂永久性仪表，也可以是临时试验仪表所有试验仪表应在试验前进行校准，并建议在试验后进行再校准所有试验仪表应在试验前进行校准，并建议在试验后进行再校准或校准检查。最初校准、性能试验和再次

19、校准之间的时间间隔应或校准检查。最初校准、性能试验和再次校准之间的时间间隔应不能超过一年。（电流和电压互感器除外）不能超过一年。（电流和电压互感器除外）对一类参数应考虑和采用冗余仪表，除非如试验前的不确定度分对一类参数应考虑和采用冗余仪表，除非如试验前的不确定度分析显示采用冗余仪表使最终结果的总不确定度的减小少于析显示采用冗余仪表使最终结果的总不确定度的减小少于0.05% 0.05% TPRI四、四、试验准备试验准备 试验前应对试验设备进行检查或审阅运行记录确认设备的状态试验前应对试验设备进行检查或审阅运行记录确认设备的状态应在试验前对设备进行清洁，并对设备的清洁程度达成共识应在试验前对设备进

20、行清洁，并对设备的清洁程度达成共识 3、预试验、预试验在正式试验前足够长的时间进行预试验，有时间进行预试验结在正式试验前足够长的时间进行预试验，有时间进行预试验结果的计算和利用试验中得到的标准偏差进行不确定度分析。果的计算和利用试验中得到的标准偏差进行不确定度分析。根据预试验的结果能够进行试验设备的最终调整和修正。根据预试验的结果能够进行试验设备的最终调整和修正。预试验的结果应进行计算和审查，以确定测量数据在数量和质预试验的结果应进行计算和审查，以确定测量数据在数量和质量方面有无问题。量方面有无问题。2、设备检查设备检查 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 ASME PTC 19系列概述了所

21、有系列概述了所有ASME性能试验对仪器仪表的要求性能试验对仪器仪表的要求一类参数的仪表应该按可以追溯到国家级基准，或其它承认的一类参数的仪表应该按可以追溯到国家级基准，或其它承认的国际标准化组织的校准基准，或承认的物理常数来进行校准。国际标准化组织的校准基准，或承认的物理常数来进行校准。校准应该覆盖试验中可能遇到的实际测量范围。校准应该覆盖试验中可能遇到的实际测量范围。 测量系统和仪表都应该进行回路校准测量系统和仪表都应该进行回路校准 回路校准是指测量系统的校准，包括从一次的传感设备（仪表）回路校准是指测量系统的校准，包括从一次的传感设备（仪表）一直到信号整形设备和读数或记录设备。一直到信号整

22、形设备和读数或记录设备。 1、一般要求、一般要求TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 2、压力测量压力测量 ASME PTC 19.2 采用压力表、压力计或传感器来测量压力采用压力表、压力计或传感器来测量压力一类参数应该采用一类参数应该采用0.1%精度等级的压力测量装置来测量精度等级的压力测量装置来测量总的不确定度为校准量程的总的不确定度为校准量程的0.3%或更好或更好推荐采用表压推荐采用表压传感器传感器来测量静压来测量静压压降最好应该采用差压测量装置，而不是两个独立的压力表压降最好应该采用差压测量装置，而不是两个独立的压力表大气压力测量误差应该限制在大气压力测量误差应该限制在0.35 mba

23、r0.35 mbar在测试现场用大气压力计或者校准过的绝对压力表来测量在测试现场用大气压力计或者校准过的绝对压力表来测量 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 ASME PTC 19.3已经校准好的温度传感器，其系统不确定度对测量温度已经校准好的温度传感器，其系统不确定度对测量温度95 oC以下的不大于以下的不大于0.3 oC，测量温度，测量温度95 oC以上的不大于以上的不大于0.6 oC 可采用的温度测量装置：可采用的温度测量装置： 玻璃水银温度计玻璃水银温度计人工读数，读数频率较低的测点，远距离的测点人工读数，读数频率较低的测点，远距离的测点在所需要的测量精度范围内有刻度在所需要的测量精

24、度范围内有刻度应与校准时有相同的插入深度，或进行插入深度修正应与校准时有相同的插入深度，或进行插入深度修正3、温度测量、温度测量TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 热电偶热电偶 测量测量95 oC以上的任何流体温度以上的任何流体温度 在在95 oC 到到 760 oC 范围内采用范围内采用E型热电偶（镍铬康铜）型热电偶（镍铬康铜） 在在760 oC 到到 1350 oC范围内范围内K型热电偶（镍铬型热电偶（镍铬-镍铝）镍铝） 电阻温度计（电阻温度计（RTD） 从任何低温到制造商建议的最高温度。典型从任何低温到制造商建议的最高温度。典型649 oC。 热敏电阻热敏电阻 可用于任何可用于任何14

25、9 oC以下的温度测量。以下的温度测量。 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 是是IGCC性能试验中的一个难点。性能试验中的一个难点。也是也是IGCC性能试验结果不确定度比较大的主要原因。性能试验结果不确定度比较大的主要原因。包括以下包括以下6方面：方面：(a) 固体燃料和吸收剂流量测量；固体燃料和吸收剂流量测量；(b) 残渣（副产品灰和渣）流量测量；残渣（副产品灰和渣）流量测量；(c) 固体燃料和吸收剂取样；固体燃料和吸收剂取样；(d) 残渣（副产品灰和渣）取样；残渣（副产品灰和渣）取样；(e) 吸收剂和残渣分析；吸收剂和残渣分析； (f) 硫和硫酸的测量。

26、硫和硫酸的测量。 引用了引用了PTC 4相关内容，用于气化炉供料和残渣流量的测量相关内容，用于气化炉供料和残渣流量的测量 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 (a) 固体燃料和吸收剂流量测量固体燃料和吸收剂流量测量 典型的方法包括：重力给料器、容积给料器、等速颗粒取样、典型的方法包括：重力给料器、容积给料器、等速颗粒取样、重量仓重量仓/定时称重法等。要把这些方法的不确定度降低到定时称重法等。要把这些方法的不确定度降低到5- -10需要按基准进行多方面的校准。需要按基准进行多方面的校准。 (b) 残渣（副产品灰和渣）流量测量残渣（副产品灰和渣）流量测量 离开气化

27、炉边界的残渣量用于确定残渣的显热损失和未燃烬碳离开气化炉边界的残渣量用于确定残渣的显热损失和未燃烬碳通常采用计算的残渣总质量流量，这比直接测量更精确。通常采用计算的残渣总质量流量，这比直接测量更精确。然而，必须确定不同地点的残渣量的比例。然而，必须确定不同地点的残渣量的比例。1) 在各个排渣点测量残渣的质量流量和成分；或者在各个排渣点测量残渣的质量流量和成分；或者2) 测量一个或一个以上排渣点的残渣量测量一个或一个以上排渣点的残渣量 ；或者；或者3) 根据同类燃料和燃烧方法的典型结果来估计比例。根据同类燃料和燃烧方法的典型结果来估计比例。试验各方要在试验前达成协议，试验各方要在试验前达成协议，

28、 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 固体燃料和吸收剂流量测量的典型系统不确定度固体燃料和吸收剂流量测量的典型系统不确定度TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 残渣流量流量测量的典型系统不确定度残渣流量流量测量的典型系统不确定度TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 (c) 固体燃料和吸收剂取样固体燃料和吸收剂取样尽可能接近气化炉的地方进行燃料、吸收剂和残渣等的取样尽可能接近气化炉的地方进行燃料、吸收剂和残渣等的取样多个并行的物料流之间可能会有差异（流速、颗粒尺寸和化多个并行的物料流之间可能会有差异

29、（流速、颗粒尺寸和化学成分）要从各个物料流中取样后再混合。如果各个物料流学成分）要从各个物料流中取样后再混合。如果各个物料流的流速不同，则混合的试样必须按流速加权。的流速不同，则混合的试样必须按流速加权。取样重量和不一致性方面有直接的关联取样重量和不一致性方面有直接的关联 对于煤或吸收剂典型的人工取样量为对于煤或吸收剂典型的人工取样量为1 14 4公斤。公斤。ASTMASTM标准标准D2234D2234中给出了更多关于取样量的信息。中给出了更多关于取样量的信息。 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 (d) 残渣（副产品灰和渣）取样残渣（副产品灰和渣）取样 1）

30、飞灰取样方法）飞灰取样方法应符合应符合PTC 38或或US EPA 基准方法基准方法17的要求的要求烟气的等速取样是飞灰取样的基准和首选方法，在取样横烟气的等速取样是飞灰取样的基准和首选方法，在取样横断面上的网格数必须符合断面上的网格数必须符合PTC 38的规定。的规定。 2）底灰取样方法）底灰取样方法对于冲水的底灰，首选的取样方法是用多孔探头在整个灰对于冲水的底灰，首选的取样方法是用多孔探头在整个灰水流的截面上取样。另一种方法是分流一部分灰水，让其水流的截面上取样。另一种方法是分流一部分灰水，让其中的灰渣在收集装置中沉淀，取得试样。中的灰渣在收集装置中沉淀，取得试样。 TPRI五、五、仪表和

31、测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 固体物料取样的典型系统不确定度固体物料取样的典型系统不确定度TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 (e) 燃料、燃料、吸收剂和残渣分析吸收剂和残渣分析应该选择有资质的实验室按最新的方法和程序进行试样分析应该选择有资质的实验室按最新的方法和程序进行试样分析 ASTMASTM给出了一系列关于实验室可重复性的导则，可用于估计给出了一系列关于实验室可重复性的导则，可用于估计试样分析的系统不确定度。试样分析的系统不确定度。 固体燃料最终分析、工业分析和高热值是确定效率所需要的固体燃料最终分析、工业分析和高热值是确定效率所需要的最起码的数据。标准规定了用于分

32、析的最起码的数据。标准规定了用于分析的ASTMASTM方法。方法。吸收剂的最终分析（钙、镁、水份和惰性气体）吸收剂的最终分析（钙、镁、水份和惰性气体） 4、固体流量测量、固体流量测量 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 石灰石物性的典型系统不确定度石灰石物性的典型系统不确定度 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 4、固体流量测量、固体流量测量 (f) 硫和硫酸的测量硫和硫酸的测量只有当只有当IGCC电厂生产一定量的硫或硫酸时才需要测量电厂生产一定量的硫或硫酸时才需要测量有下面三种方法可以用来测量脱硫效率：有下面三种方法可以用来测量脱硫效率：1）测量积聚在储硫

33、坑中的液态硫。）测量积聚在储硫坑中的液态硫。需要在设计容量下进行长时间的试验（如需要在设计容量下进行长时间的试验（如24小时），小时），才能获得较好的精确度（才能获得较好的精确度（5% 或更好）。或更好）。2）测量烟囱排烟中的硫含量和流速。）测量烟囱排烟中的硫含量和流速。利用烟囱排气的数据可以使性能和许可相符合。利用烟囱排气的数据可以使性能和许可相符合。3）用用C和和S元素的平衡来计算脱硫效率。元素的平衡来计算脱硫效率。 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 5、液体流量测量液体流量测量 1）水和蒸汽）水和蒸汽水比蒸汽更容易测量准确，最好将试验设计成测量水流量水比蒸汽更容易测量准确，最好将试验

34、设计成测量水流量然后计算蒸汽流量。然后计算蒸汽流量。推荐采用推荐采用PTC 6中介绍的带喉部的喷嘴来测量一类参数的流量中介绍的带喉部的喷嘴来测量一类参数的流量ASME PTC 19.5介绍了其它流量测量装置的制作、校准和安装介绍了其它流量测量装置的制作、校准和安装这些装置能用于测量二类参数的流量，这些装置能用于测量二类参数的流量，在雷诺数不需要外推时也可以用于一类参数的流量测量。在雷诺数不需要外推时也可以用于一类参数的流量测量。2）液体燃料）液体燃料采用经过校准的流量计，校准应采用实际流体，在整个试验采用经过校准的流量计，校准应采用实际流体，在整个试验时预计可能的雷诺数范围内进行。对容积流量仪

35、表，燃料温时预计可能的雷诺数范围内进行。对容积流量仪表，燃料温度必须精确测量，以便正确计算流量。度必须精确测量，以便正确计算流量。 TPRI五、五、仪表和测量仪表和测量 6 、气体流量测量气体流量测量包括天然气、合成气燃料或合成气产品包括天然气、合成气燃料或合成气产品气体燃料流量可以用孔板或涡轮流量计测量。气体燃料流量可以用孔板或涡轮流量计测量。燃料质量流量的总不确定度不应大于燃料质量流量的总不确定度不应大于0.8%。不能接受直接由计算机或流量计打印出来的质量流量，不能接受直接由计算机或流量计打印出来的质量流量，而没有显示中间数据和计算使用的数据。而没有显示中间数据和计算使用的数据。 TPRI

36、五、五、仪表和测量仪表和测量 7、电功率测量电功率测量 毛输出电功率、功率因数、励磁功率和其它辅机耗功。毛输出电功率、功率因数、励磁功率和其它辅机耗功。 8、数据采集和处理数据采集和处理采用自动数据采集系统时，校准过程应该包括信号整形和采用自动数据采集系统时，校准过程应该包括信号整形和记录装置，使从最初的传感器到最终的读数和储存装置都记录装置，使从最初的传感器到最终的读数和储存装置都能保持所希望的精度。能保持所希望的精度。 利用电厂现有的测量和控制系统利用电厂现有的测量和控制系统标准不禁止在试验时使用电厂的测量和控制系统。然而，标准不禁止在试验时使用电厂的测量和控制系统。然而，这个系统必须满足

37、标准对不确定度的要求。这个系统必须满足标准对不确定度的要求。 TPRI六六、试验的进行试验的进行 1、阀门清单、阀门清单/系统隔离系统隔离应该准备一份使试验各方都满意的系统隔离检查清单应该准备一份使试验各方都满意的系统隔离检查清单是一份详尽的在正常运行时所有应该关闭的阀门的清单是一份详尽的在正常运行时所有应该关闭的阀门的清单这些阀门如果没有关严将会影响试验的精确度甚至结果本身这些阀门如果没有关严将会影响试验的精确度甚至结果本身应在试验前和试验后检查这些阀门的位置。应在试验前和试验后检查这些阀门的位置。在预试验前检查所有自动阀门的位置，在其后的试验中监视在预试验前检查所有自动阀门的位置，在其后的

38、试验中监视不能只为了改变电厂的性能而关闭正常运行时应该开启的阀门不能只为了改变电厂的性能而关闭正常运行时应该开启的阀门 TPRI六六、试验的进行试验的进行运行参数变化范围和与设计参数的偏差允许值运行参数变化范围和与设计参数的偏差允许值2、设计条件的接近程度设计条件的接近程度 试验过程中参数的变化应该限制下表第二列规定的范围内。试验过程中参数的变化应该限制下表第二列规定的范围内。为保证修正的有效性，试验中读数平均值与设计值的偏差应为保证修正的有效性，试验中读数平均值与设计值的偏差应该保持在下表第三列规定的范围内。该保持在下表第三列规定的范围内。 TPRI六六、试验的进行试验的进行2 2、设计条件

39、的接近程度、设计条件的接近程度运行参数变化范围和与设计参数的偏差允许值运行参数变化范围和与设计参数的偏差允许值TPRI六六、试验的进行试验的进行2 2、设计条件的接近程度、设计条件的接近程度运行参数变化范围和与设计参数的偏差允许值运行参数变化范围和与设计参数的偏差允许值TPRI六六、试验的进行试验的进行2、设计条件的接近程度、设计条件的接近程度运行参数变化范围和与设计参数的偏差允许值运行参数变化范围和与设计参数的偏差允许值TPRI六六、试验的进行试验的进行3、稳定性、稳定性 开始试验前必须就必要的稳定条件达成协议。为了达到所开始试验前必须就必要的稳定条件达成协议。为了达到所要求的稳定状态所需的

40、运行时间取决于前面的运行情况，要求的稳定状态所需的运行时间取决于前面的运行情况，影响试验稳定状态的不能控制的主要参数是大气状态，影响试验稳定状态的不能控制的主要参数是大气状态，试验时间和持续时间的安排要使得大气状态的变化最小。试验时间和持续时间的安排要使得大气状态的变化最小。典型的稳定时间和推荐的试验持续时间典型的稳定时间和推荐的试验持续时间 气气化化炉炉型型式式 稳稳定定时时间间 试试验验持持续续时时间间 气气流流床床 24 小小时时 4小小时时 流流化化床床 24小小时时 4小小时时 移移动动床床 24小小时时 4小小时时 TPRI六六、试验的进行试验的进行4 4、试验开始和仃止的判据、试

41、验开始和仃止的判据 保证在开始试验时所有数据收集工作要同时开始，满足：保证在开始试验时所有数据收集工作要同时开始，满足：(a) 运行和配置。配置情况，按同意的试验要求运行。运行和配置。配置情况，按同意的试验要求运行。 (b) 稳定性。运行参数应该处于可接受的试验范围内。稳定性。运行参数应该处于可接受的试验范围内。 (c) 数据收集。数据采集系统功能正常、试验人员进入岗位数据收集。数据采集系统功能正常、试验人员进入岗位停止试验：停止试验：(a) 一个完整试验的要求已经得到满足一个完整试验的要求已经得到满足（时间，读数）（时间，读数）(b) 试验期间试验期间在在系统隔离系统隔离、设计条件的接近程度

42、设计条件的接近程度、稳定性稳定性等等方面方面得到满足得到满足否则，否则，试验协调人可以延长或中止试验试验协调人可以延长或中止试验TPRI六六、试验的进行试验的进行5 5、试验次数和持续时间、试验次数和持续时间 一次试验的持续时间应该足够长，以使得数据能够反映电厂一次试验的持续时间应该足够长，以使得数据能够反映电厂的平均效率和的平均效率和/或性能。或性能。当需要进行逐点测量时，试验时间要足够完成两个轮回。当需要进行逐点测量时，试验时间要足够完成两个轮回。如果燃料的变化比较明显，则试验持续时间也应该更长。如果燃料的变化比较明显，则试验持续时间也应该更长。试验持续时间也要考虑取样所需的时间。试验持续

43、时间也要考虑取样所需的时间。一个试验应该包括两次或两次以上的试验操作。一个试验应该包括两次或两次以上的试验操作。一次试验操作是指在稳定的运行工况下对机组进行的一套完一次试验操作是指在稳定的运行工况下对机组进行的一套完整的测量。如前两次试验的结果变化很大，则要进行第三次整的测量。如前两次试验的结果变化很大，则要进行第三次预试验后，如满足所有正常试验的要求，经各方同意，预试验后，如满足所有正常试验的要求，经各方同意，则可以为一次可接受的试验操作。则可以为一次可接受的试验操作。 TPRI六六、试验的进行试验的进行5 5、试验次数和持续时间、试验次数和持续时间 试验前的不确定度分析应确定测量参数所需要

44、的读数次数。试验前的不确定度分析应确定测量参数所需要的读数次数。 对所有非集成测量的一类参数，应记录至少对所有非集成测量的一类参数，应记录至少30套数据。套数据。 煤质取样每煤质取样每1/2小时进行一次将会降低实验室费用。小时进行一次将会降低实验室费用。 灰渣取样每灰渣取样每4 4小时一次可以适应排渣锁斗每小时一次可以适应排渣锁斗每4 4小时一次的动作。小时一次的动作。 硫产品的测量通常是每车一次。硫产品的测量通常是每车一次。 试验前的不确定度分析可以判定减少读数次数的影响，试验前的不确定度分析可以判定减少读数次数的影响， 及整个试验能否满足规定的总不确定度的要求。及整个试验能否满足规定的总不

45、确定度的要求。 TPRI七、计算和结果七、计算和结果1 1、计算内容、计算内容包括：包括：1 1）试验结果计算）试验结果计算2 2）试验条件和基准条件不同而对测量结果进行的修正计算）试验条件和基准条件不同而对测量结果进行的修正计算3 3）评价）评价IGCC电厂性能的有效性计算电厂性能的有效性计算4 4）确定试验结果不确定度的计算。）确定试验结果不确定度的计算。 TPRI七、计算和结果七、计算和结果2、试验结果、试验结果分为四类：分为四类： 1）主要结果：）主要结果： 修正后的净功率和修正后的一次燃料输入，修正后的净功率和修正后的一次燃料输入， 修正可以按多变量计算机模型；按各种修正系数的组合修

46、正可以按多变量计算机模型；按各种修正系数的组合 影响来进行影响来进行；或者这两种修正方法的混合。或者这两种修正方法的混合。2）二次能量输入：）二次能量输入：（a）二次燃料输入）二次燃料输入（b）输入蒸汽）输入蒸汽（c）凝结水输入）凝结水输入（d）辅助功率输入）辅助功率输入为了减小修正量，二次输入量应该保持或接近基准条件下的数值为了减小修正量，二次输入量应该保持或接近基准条件下的数值 TPRI七、计算和结果七、计算和结果 3）输出能量：）输出能量： 包括合成气、输出蒸汽、副产品等包括合成气、输出蒸汽、副产品等，修正到基准条件下修正到基准条件下 的测量结果。的测量结果。 4 4）导出的结果：）导出

47、的结果： 性能试验的一个主要目的是确定能量转换和利用的有效性性能试验的一个主要目的是确定能量转换和利用的有效性 热耗率定义成净输出功率和燃料输入热量的比值，热耗率定义成净输出功率和燃料输入热量的比值， 传统地用于那些燃料热量是唯一能量输入和电力是唯一能传统地用于那些燃料热量是唯一能量输入和电力是唯一能 量输出的发电系统。量输出的发电系统。 热耗率对有多个输入和多个产品的热耗率对有多个输入和多个产品的IGCC电厂不是一个合适电厂不是一个合适 的性能指标，因为总输入能量的很大一部分转换成非电力的性能指标，因为总输入能量的很大一部分转换成非电力 的能量，如合成气、蒸汽和副产品。的能量，如合成气、蒸汽

48、和副产品。 TPRI七、计算和结果七、计算和结果 以下几种有效性计算，可用于以下几种有效性计算，可用于IGCC电厂性能的评价电厂性能的评价（a）修正后的热耗率，用于只生产电力的）修正后的热耗率，用于只生产电力的IGCC电厂电厂（b）发电效率，用于只生产电力的）发电效率，用于只生产电力的IGCC电厂电厂 （c）修正后的热效率）修正后的热效率 基于对输入和输出物流的热力学第一定律分析。基于对输入和输出物流的热力学第一定律分析。 热效率热效率th是越过试验边界的总的净输出能量（电功率、蒸汽、是越过试验边界的总的净输出能量（电功率、蒸汽、 合成气和副产品）除以总的输入能量（一次燃料、二次燃料和合成气和

49、副产品）除以总的输入能量（一次燃料、二次燃料和 输入蒸汽）。热效率定义了一个输入蒸汽）。热效率定义了一个IGCC电厂总的能量转换和电厂总的能量转换和 利用的有效性。利用的有效性。 TPRI七、计算和结果七、计算和结果修正后的净功率修正后的净功率 Pc = Pm +S S (APi) P PMPj Pc 试验边界处修正后的净功率试验边界处修正后的净功率 Pm 试验边界处测量的总净功率试验边界处测量的总净功率 APi 加法修正系数加法修正系数 MPj 乘法修正系数乘法修正系数TPRI七、计算和结果七、计算和结果修正后的一次燃料输入修正后的一次燃料输入 Qpf,c = Qpf,m + S S(APF

50、i) P P MPFj Qpf,c 修正后进入气化炉的一次燃料总能量修正后进入气化炉的一次燃料总能量 Qpf,m 试验过程中测量的进入气化炉的一次燃料总能量试验过程中测量的进入气化炉的一次燃料总能量 APFi 加法修正系数。加法修正系数。 MPFj 乘法修正系数。乘法修正系数。TPRI七、计算和结果七、计算和结果修正后的热耗率修正后的热耗率 HRc = (Qpf,c + Qsf,c ) / Pc HRc 修正后的热耗率。修正后的热耗率。 Pc 修正后的净功率。修正后的净功率。 Qpf,c 修正后的一次燃料输入能量。修正后的一次燃料输入能量。 Qsf,c 修正后的二次燃料输入能量。修正后的二次燃