GB T 27698.8-2011 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

1、ICS 27.060.30 J 75 中华人民主K-、不日远写国国家标准GB/T 27698.8-2011 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Test method for the performance of heat exchangers and heat exchange element一Part 8: Determination of industrial locale for heat exchangers 2011-12-30发布数码!防伪中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-06-01实施发布中华人民共和国国家标准热交换器及

2、传热元件性能测试方法第8部分:热交换器工业标定GB/T 27698.8-2011 * 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销导开本880X 1230 1/16 印张1字数26千字2012年5月第一版2012年5月第一次印刷* 书号:155066. 1-44876定价18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107GB/T

3、27698.8-2011 前言GB/T 27698(热交换器及传热元件性能测试方法分为8个部分:一一第1部分:通用要求;一一第2部分:管壳式热交换器;一一第3部分:板式热交换器;一一第4部分:螺旋板式热交换器;一一第5部分:管壳式热交换器用换热管;一一第6部分:空冷器用翅片管;一一第7部分:空冷器噪声测定;-一一第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. 1-2009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CSAC/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

4、: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z张延丰、李苏、寿比南、张迎皑、马军、邹建东、陈绍范、高莉萍。I GB/T 27698.8-2011 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GB/T 27698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-液元相变换热、气-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-液元相变换热、气-液有相变换热工况的工业现场标定。本部分中换热器这

5、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干式空冷器、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。GB 151 管壳式换热器JB/T 4751 螺旋板式换热器NB/T 47004 板式热交换器NB/T 47007 空冷式换热器3 术语、定义、符号GB 15LJB/T 4751、NB/T47004、NB/T4

6、7007中界定的术语、定义以及表1所列符号和单位适用于本部分。表1符号名称单位说明u 流速m/s qv 体积流量m3/s qm 质量流量kg/s t 流体温度 tm 流体平均温度 tM 有效平均温差K 1 GB/T 27698.8-2011 符号.tm Cp p h A S A h 户A Rf k/.户dk dC .p) RH 1、2h、cs、la 4 要求4. 1 测量仪表4. 1. 1 换热器名称对数平均温差定压比热容密度汽化潜热熔热流量热平衡相对误差流道截面积传热面积总传热系数压力压力降污垢热阻热力学特征值总传热系数比较误差压力阵比较误差相对湿度角标角标角标角标表1(续)单位说明K J/

7、Ckg. K) kg/m3 J/kg J/kg w % m2 m2 W/Cm2 K) MPa kPa Cm2 K)/W W/Cm2 K)/kPa % % % 表示流体的进、出口表示热、冷流体侧表示蒸汽、冷凝液表示空气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1.52. 0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。2 GB/T 27698.8-2011 表2被测量仪表名称准确度等级或精度

8、标准压力表0.4 压力变送器0.5 压力压力数显表1. 0 气压计100 Pa 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 湿度传感器士3RH 湿度湿度显示仪士5RH 流量传感器0.5 流量流量积算仪1. 0 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/min 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

9、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 温度测量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1图4的规定，当管道公称直径大于DN80 mm时，按图1安GB/T 2769

10、8.8-20门装;当管道公称直径小于或等于DN80 mm时，按图2图4安装。来流方向图1垂直安装来流方向图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金GB/T 27698.8-2011 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、出口之间工艺管线应保温良好。4.2. 1.3 压力(差)测量4. 2. 1. 3. 1 静压测孔应设置在距上游任何扰动区(弯管、变径、阔门等)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运d乏主4mm.L?2d图5静压测孔4.2. 1.3.2

11、 压力测点与压力仪表之间应有环形缓冲管及切断阅和排气阀。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. 1.14. 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)束人口处测量，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2m23m2面积取一点，测点应距管(板)束150mm 200 mm，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，鼓风式空玲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)

12、束进、出口空气温度应分别削量管(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23个点。出口空气温度在管(板)束空气出口处，且距管(板)柬150mm200 mm处测量，出口空气温度按管(板)束每4m25 m2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(极)束进、出口空气温度应分别测量管(板)柬进、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

13、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;5 GB/T 27698.8-2011 的流程组合;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) 蒙古度;5) 汽化潜热或焰。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F4) 设计温度;5) 设计压力。b) 环境条件:1) 干球温度52)

14、 湿球温度;3) 相对湿度;的当地大气压。c) 冷、热介质的名称。d) 冷、热介质物性z1) 定压比热容;2) 密度;3) 导热系数F4) 蒙古度;5) 汽化潜热或焰。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-液元相变换热测试数据的确定与计算按表3进行。6 表3序号名称符号1 冷流体流速U, 2 热流体流速Uh 3 冷流体热流量c 4 热流体热流量h 5 热平衡相对误差A 6 总传热系数k 5.2.

15、1. 2. 2 汽-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1 冷流体流速U, 2 热流体流速Uh 3 冷流体侧热流量c 4 热流体侧热流量h 5 热平衡相对误差A 6 总传热系数k 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Pc) 热介质的进出口压力及压力降zd) 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;j) 风机电机的频率;k) 风机电机、水泵电机的功率(湿式空冷器); D 循环冷却水的流量(湿式空冷器); m)循环冷却水

16、的耗水量(湿式空冷器hn) 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GB/T 27698.8-2011 计算公式u , =qy,/s, Uh=qVh /Sh ，=qy，P，Cp， (t02 -td) h = qVhPh Cph (thl - th2) A=1 (h一，)/，1X 100 是=(h+，)/(2AtM)计算公式u, =qy,/s, Uh =qYh/Sh c = qy,P,Cp, Ct - td) h =qm (hh h,) A二I(h一，)/，1XIOO k二j(AtM)5.2.2.2. 1 干式空冷器气-液元相变换热测试数据的确定与计算按表5进行。7

17、GB/T 27698.8-20门表5序号名称符号计算公式1 空气迎面风速U. u. =qy./S. 2 热流体流速Uh Uh =qVh /Sh 3 空气侧热流量， .=qmaCp.(t02-t.l) 4 热流体侧热流量h h =qmhCph (th1 -th2) 5 热平衡相对误差A A= I(h一.)/.1x 100 6 总传热系数h k=(h十.)/(2At.tM)5.2.2.2.2 干式空冷器气-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U. U. =qy./S. 2 热流体流速Uh Uh =qVh /Sh 3 空气侧热流量a =qm.Cp. (

18、t02 -t.l) 4 热流体侧热流量h h =qmh (hh2 -hhl) 5 热平衡相对误差A A= 1 (仇一.)/.1 x 100 6 总传热系数h k=./ (At.tM) 5.2.2.2.3 湿式空冷器气-液元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U, u. =qy./S. 2 热流体流速Uh Uh =qVh /Sh 3 湿空气侧热流量a . =qm. (h02 -h.1) 4 热流体侧热流量h h=qmhCph(thl-th2) 5 热平衡相对误差A A= 1 (h.) /.1 x 100 6 总传热系数h k=(h十，)/(2At.tM

19、)5.2.2.2.4 湿式空冷器气-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U. U. =qy./S. 2 热流体流速Uh Uh =qVh /Sh 3 湿空气侧热流量a . =qm. (h02 -h.1) 8 GB/T 27698.8-2011 表8(续)序号名称符号计算公式4 热流体侧热流量h h =qmh Chh2 - hhl) 5 热平衡相对误差A A=ICh一，)/aI X 100 6 总传热系数k 是=./CA6tM)5.2.3 流体平均温度计算流体的平均温度(过度流及揣流阶段): thm =0. 4th!十O.6th2 tcm = O.

20、4tcl + O. 6tc2 飞，、EJ-inL J，、，、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 流体(层流阶段)和气体的平均温度:t(th1十归)t(川归)( 3 ) 热流体的平均温度thm应按式(1)或式(3)计算;冷流体的平均温度tcm应按式(2)或式(4)计算。. ( 4 ) 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。1 6 t a) 用饱和蒸汽加热无相变的流体(冷凝器操作情况):;rl I Ic2 。两种流体均无相变化的并流操作情况b) 用显热加热液体，使之

21、沸腾(再沸器，蒸发器操作情况)图6流体温度变化d) 两种流体均无相变化的逆流操作情况9 GB/T 27698.8-2011 测试中有效平均温差可用对数平均温差.tm表示:JJh叫一问1-n A一一-A 一一M A ( 5 ) 式中z.tl一一大温差端的流体温差，单位为摄氏度CC);.t2一一小温差端的流体温差，单位为摄氏度CC)。5.2.4.2 在空玲器中，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.tm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zb) 热交

22、换器传热及流阻平行试验标定Fc) 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:1:5%的数据应占有效数据总数的50%;b) 热平衡误差不大于:1:8%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)

23、实测值与计算值对比:1) 总传热系数是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 项自Rf h计算k实嚣dk 表9点1 2 3 4 0.000 1 0.000 2 0.000 3 0.0004 表9中，总传热系数的比较误差dk按式(6)计算:dk =计气-k实测x100% 凡实测总传热系数的比较误差dk应不大于:1:10%。2) 压力降t:.p压力降计算值与实测值比较按式(7)计算:APtt宜-t:.牢测n/ d(t:.)=町J1.r四%p实测比较点应不少于4点，比较误差应不大于士10%。3) 热力学特征值GB/T 27698.8-2011 5 6 0.000 5 0.0008

24、. ( 6 ) . ( 7 ) 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/t:.p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% 0-3 3-5 5-8 8-10 10-15 合计2) 为校验准则关联式的准确性，热平衡误差不大于:1:8%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z-FON|.ghNH阁。G/T 27698.8-2011 委托方;测试方;热交换器技术数据;工艺设计条件;标定目的和要求;测试流程;测量仪表及方法;标定考核内容;标定考核结果。d) e) f) g) h) 飞/10 a) c) 附录宜包括以下内容zu 测试流程图;测试数据表;标定结果表。附录7.2 飞/-D 侵权必究4峰书号:155066 1-44876 定价:版权专有c) 18.00元打印日期:2012年5月30日F002