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1、 Q/SH1020 中国石化集团胜利石油管理局企业标准 Q/SH1020 ××××－×××× 液—液换热器传热性能测试 与计算方法 2005－××－××发布 2005－××－××实施 中国石化集团胜利石油管理局 发布 Q/SH1020××××－×××× 目
2、 次 前言 1 范围 …………………………………………………………….………… 1 2 规范性引用文件 …………………………………………………….……….1 3 总则 ……………………………………………………………………………1 4 术语和定义 ………………………………………………………………………1 5 测试 ………………………………………………………………..1 6 换热器热负荷和传热性能指标计算 ………………………………………………2 7 测试报告主要内容 ……………………………………
3、…………………………..4 附录A（资料性附录）测试计算数据综合表 ……………………………………..5 附录B（资料性附录）测试数据汇总表 ………………………...……………….6 附录C（提示性附录）符号………………………...…………...………...……...……6 I Q/SH1020××××－×××× 前 言 本标准的附录A、附录B为资料性附录，附录C为提示性附录。 本标准由胜利石油管理局节能专业标准化委员会提出并归口。 本标准
4、由中国石化集团胜利石油管理局批准。 本标准起草单位：中国石化胜利油田有限公司技术检测中心能源监测站。 本标准主要起草人：许涛、宋鑫、王强、王贵生、周长敬、李忠东、邓寿禄、冯国栋、郑召梅。 II Q/SH1020××××－×××× 液-液换热器传热性能测试与计算方法 1 范围 本标准规定了液-液换热器传热性能的测试方法、技术要求、测试用仪器仪表、计算方法及测试报告主要内容。 本标准适用于液-液换热器（以下简称换热器）。 2
5、 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方，研究是否可使用这些文件的最新版本。 GB 151-1999 管壳式换热器 GB16409-1996 板式换热器 3 总则 3.1 换热器传热性能测试体系是由被测试换热器、冷热流体循环系统及测试仪表组成。 3.2 换热器型号表示方法符合GB 151-1999中3.10和GB16409-1996中3.5的规定。 3.3 换热器传热性能测试分级：一级测试为鉴定新投产换热器的测
6、试，二级测试为换热器运行中的测试。 4 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 4.1 液-液换热器 指水-水、水-油、油-油等以液体与液体之间进行热交换的换热器。 4.2 换热器一次侧 指热量的提供侧，即高温介质端。 4.3 换热器二次侧 指热量的接收侧，即低温介质端。 4.4 换热器传热性能指标 4.4.1 对数平均温差 指冷热流体平均温差的表示，表征换热器传热的动力。 4.4.2 传热效率 指实际传热量与最大理论传热量之比值。 4.4.3 传热面积 指从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面积。 4.4.4 传热系数 指单位传热面积
7、上，冷热流体的平均温差为1℃时，两流体通过换热器所传递的热量。 4.5 额定热负荷 指换热器使用设计的介质流体，在设计参数下运行，即在规定的介质流量、温差和一定的传热效率下连续运行时，单位时间的传热量。 4.6 运行热负荷 指在换热器连续运行工况下，单位时间的传热量。 4.7 热平衡相对误差 指一次侧热负荷与二次侧热负荷之差值与一次侧热负荷之比。 4.8 传热系数误差 指在额定热负荷工况下测试两次所得的传热系数，两值之差与其中较大的传热系数之比。 5 测试 5.1 测试技术要求 5.1.1 测试热负荷和测试次数要求：一级测试分三个工况测试，65%~75%
8、额定热负荷运行工况测试一次；97%~105%额定热负荷运行工况测试二次；110%以上额定热负荷运行工况测试一次，如果达不到该热负荷，不进行测试。二级测试为运行热负荷工况下测试一次。 5.1.2 在每个测试工况下，热平衡相对误差均不得大于5%。 5.1.3 测试用仪器、仪表。见表1。 表1 测试用仪器、仪表 序号 测试参数 测试仪器仪表名称 准确度要求 便携式仪表 在线仪表 1 一次侧流量 流量计 ±1.5％ ±0.5％ 2 一次侧进口、出口温度 温度计 ±0.1℃ ±0.1℃ 3 一次侧进口、出口压力 压力表 ±0.4％ 4 二次侧流
9、量 流量计 ±1.5％ ±0.5％ 5 二次侧进口、出口温度 温度计 ±0.1℃ ±0.1℃ 6 二次侧进口、出口压力 压力表 ±0.4％ 7 环境温度 温度计 ±0.1℃ ±0.1℃ 5.2 测试准备 5.2.1 制定测试方案。 5.2.2 测试使用的仪器、仪表检定合格，并在检定周期内。 5.2.3 测试前对设备、管线及测试仪表进行检查，测试过程安全措施按HSE有关规定执行。 5.3 测试前热工况稳定时间要求 a）管壳式换热器不少于1h； b）板式换热器不少于0.5h。 5.4 测试持续时间不少于1h，各测试参数要同步进行测试
10、测试参数10min记录一次，不少于6组，以平均值做为测试结果。 5.5 测试参数 a）一次侧流量； b）一次侧进口、出口温度； c）一次侧进口、出口压力； d）二次侧流量； e）二次侧进口、出口温度； f）二次侧进口、出口压力； g）环境温度。 5.6 测点布置要求 5.6.1 采用流量计测试一次侧、二次侧介质流量，流量计安装在换热器一次侧、二次侧进口或出口总管路上，符合流量计安装要求。 5.6.2 采用标准压力表测试一次侧、二次侧进、出口压力，压力表安装在换热器一次侧、二次侧进出口管路距换热器1~1.5m位置。 5.6.3 在一次侧、二次侧进出口距换热器0
11、5~1m的管路上测试一次侧、二次侧进出口温度。使用玻璃棒温度计测试时，玻璃棒温度计插孔安装要符合要求，测温点应布置在管道截面中心位置，且要填充机油或煤油，填充液要没过玻璃棒温度计的测温包。 5.6.4 环境温度在距换热器外侧0.8~1.2m中心水平位置测定。 6 换热器热负荷和传热性能指标计算 6.1 计算温度基准为环境温度，换热器热负荷为一次侧热负荷。 6.2 换热器一次侧热负荷按式（1）计算： Qh=Gh (hh1－hh2)…………………………………………….(1) 6.3 换热器二次侧热负荷按式（2）计算： Qc=Gc (hc2－hc1)……………………… ……
12、……………….(2) 6.4 热平衡相对误差按（3）计算： Qh－Qc △Q ＝ —————— × 100 …… …………………….(3) Qh 6.5 传热效率按式（4）或式（5）计算： 当一次侧热容较小时, th1－th2 ε＝ —————— …………………………………….(4) th1－tc1 当二次侧热容较小时, tc2－tc1 ε＝ —————— …………………………………….(5) th1－tc1
13、 6.6 对数平均温差按式（6）、式（7）或式（8）计算： 当th1－tc2＞th2－tc1时， （ th1－tc2）—(th2－tc1) △tm ＝ ——————————————……………………….(6) th1－tc2 ln ———————— th2－tc1 当th1－tc2＝th2－tc1时， △tm ＝ th1－tc2…………………………………………….(7) 当th1－tc2＜th2－tc1时， (th2－tc1)
14、 —（ th1－tc2） △tm ＝ ——————————————……………………….(8) th2－tc1 ln ———————— th1－tc2 6.7 传热系数按式（9）的计算： Qh K ＝ —————— ……………………………………….(9) A×△tm 7 测试报告主要内容 7.1 概况说明：包括任务来源、测试时间、测
15、试地点、换热器生产制造厂商及型号规格和主要设计参数、测试系统工况说明； 7.2 检测目的； 7.3 执行标准； 7.4 测试仪器仪表说明； 7.5 测试结果及结果分析 7.5.1 一级、二级测试参照附录A和附录B填写测试计算数据综合表和测试结果汇总表。 7.5.2 在97%~105%额定热负荷下测试的传热系数K以两次测试的平均值做为测试结果，两次测试传热系数误差不超过6%。 7.5.3 测试结果中注明换热器运行热负荷下的传热效率、对数平均温差、传热系数。 附录A （资料性附录） 测试计算数据综合表 表A1 测试计算数据综合表 序号 名称 符号 数据来
16、源 额定负荷97%~105% 65%~75% 负荷 110%以上负荷 1 2 （一）换热器热负荷 1 环境温度 t1 测试数据 2 一次侧高温介质进口压力，MPa Ph1 测试数据 3 一次侧高温介质出口压力，Mpa Ph2 4 一次侧高温介质进口温度，℃ th1 5 一次侧高温介质出口温度，℃ th2 6 一次侧高温介质流量，kg/h Gh 7 一次侧高温介质进口比热容，kJ/（kg. ℃） Ch1 查表 8 一次侧
17、高温介质出口比热容，kJ/（kg. ℃） Ch2 9 一次侧高温介质进口焓，kJ/kg hh1 计算 10 一次侧高温介质出口焓，kJ/kg hh2 11 换热器一次侧热负荷，kJ/h Qh 12 二次侧低温介质进口压力，Mpa Pc1 测试数据 13 二次侧低温介质出口压力，Mpa Pc2 14 二次侧低温介质进口温度，℃ tc1 15 二次侧低温介质出口温度，℃ tc2 16 二次侧低温介质流量，kg/h G
18、c 17 二次侧低温介质进口比热容，kJ/（kg. ℃） Cc1 查表 18 二次侧低温介质出口比热容，kJ/（kg. ℃） Cc2 19 二次侧低温介质进口焓，kJ/kg hc1 计算 20 二次侧低温介质出口焓，kJ/kg hc2 21 换热器二次侧热负荷，kJ/h Qc 22 热平衡相对误差，% △Q 计算 （二）换热器对数平均温差 23 对数平均温差，℃ △tm 计算 （三）换热器传热效率 24 传热
19、效率，% ε 计算 （四）换热器传热系数 25 传热系数，W/(m2℃) K 计算 26 传热系数误差，％ △K 计算 —— —— 附录B （资料性附录） 测试结果汇总表 表B1 测试结果汇总表 名 称 符 号 单 位 额定负荷 97%~105% 65%~75%负荷 110%以上负荷 1 2 环境温度 t0 ℃ 换热器热负荷 Qh MW 对数平均温差 △tm ℃ 传热效率，% ε 传
20、热系数 K W/(m2℃) 附录C （提示性附录） C1 符号 Qh —— 换热器一次侧热负荷，kJ/h； Gh —— 一次侧高温介质流量，kg/h； hh1 —— 一次侧进口焓，kJ/kg； hh2 —— 一次侧出口焓，kJ/kg； Qc —— 换热器二次侧热负荷，kJ/h； Gc —— 二次侧低温介质流量，kg/h； hc1 —— 二次侧进口焓，kJ/kg； hc2 —— 二次侧出口焓，kJ/kg； △Q —— 热平衡相对误差，%； th1 —— 一次侧进口温度，℃； th2 —— 一次侧出口温度，℃； tc1 —— 二次侧进口温度，℃； tc2 —— 二次侧出口温度，℃； Dtm —— 对数平均温差，℃； ε—— 传热效率，%； A —— 传热面积， m2； K —— 传热系数，W/(m2℃) ； △K —— 传热系数误差，%。 7
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