国家标准 GB/T27698.8一2011 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 Tesmethodfortheperformaneofheatexchangersandheatexchangeelement Part8:Determinatiomofindustriallocaleforheatexchangers 2011-12-30发布 2012-06-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T27698.8一2011 前言 GB/T27698《热交换器及传热元件性能测试方法》分为8个部分 -第1部分:通用要求; 第2部分;管壳式热交换器; 第3部分;板式热交换器; 第4部分;螺旋板式热交换器，第5部分管壳式热交换器用换热管第6部分:空冷器用翅片管; 第7部分;空冷器噪声测定; 第8部分;热交换器工业标定本部分为GB/T27698的第8部分 2009给出的规则起草本部分按照GB/T1.1 本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAc/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;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、石化工程建设公司、特种设备检测研究院本部分主要起草人;张延丰、李苏,寿比南、张迎恺、马军、邹建东,陈绍范、高莉萍
GB/T27698.8一2011 热交换器及传热元件性能测试方法第8部分:热交换器工业标定范围 GB/T27698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-液无相变换热、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-液无相变换热、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 GB151管壳式换热器 JB/T4751螺旋板式换热器 NB/T47004板式热交换器 NB/T47007空冷式换热器术语、定义、符号 GB151、JB/T4751,NB/T47004,NB/T47007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 符号名称单说明流速 m/s 体积流量 m》/s s 质量流量 g kg/s 流体温度流体平均温度 AtM 有效平均温差
GB/T27698.8一2011 表1(续符号名称单明说对数平均温差 Am 定压比热容 J/kgK 密度 kg/m" 汽化潜热 J/kg 熔 J/kg 热流量 w p 热平衡相对误差 % 流道截面积 m 传热面积 m w/mK 总传热系数 MP; 压力 4/" 压力降 kPa R 污垢热阻 mK)/w k/Ap 热力学特征值 [w/m'K]/kPa % dk 总传热系数比较误差 % d(p 压力降比较误差 RH 相对湿度 % 1、2 角标表示流体的进、出口 h,e 角标表示热、冷流体侧表示燕汽,冷凝液角标表示空气角标要求 4.1测量仪表换热器 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1.5~2.0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
GB/T27698.8一2011 仪表名称准确度等级或精度被测量标准压力表 0.4 压力变送器 0.5 压力压力数显表 l.0 气压计 100Pa 压力差微压差计 1.0 温度传感器 0.5 温度变送器温度 0,5 温度数显表 1.0 士3RH 湿度传感器湿度湿度显示仪士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 士1r/min 转速数字转速表 2位半电流数字钳流表 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,应按所测工艺参数的1.5倍一2.5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,其插人深度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DN80mm时,按图1安
GB/T27698.8一2011 装;当管道公称直径小于或等于DN80mm时,按图2一图4安装来流方向图1垂直安装来流方图2倾斜安装图3管道弯头处安装来流方图4扩管处安装
GB/T27698.8一2011 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、阀门等)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 2mms三4mm,L2d 图5静压测孔 4.2.1.3.2压力测点与压力仪表之间应有环形缓冲管及切断阀和排气阀 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4.2.1.1一4.2.1.3进行 4.2.2.2引风式空冷器空气迎面风应在管板)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2m一3m面积取一点,测点应距管(板)束150 mm 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,鼓风式空冷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)束进、出口空气温度应分别测量管(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)束150mm一200mm处测量,出口空气温度按管(板)束每4m=5m”面积取 -点,且应均匀布点取其平均值 4.2.2.6湿式空冷器管(板)束进、出口空气温度应分别测量管(板)束进、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湿式空冷器循环冷却水温度的测量应按4.2.1.2进行标定基本条件及内容基本条件 5.1.1换热器换热器的技术参数 a 1传热面积 2)冷,热侧流道截面积; 3)冷,热侧当量直径;
GB/T27698.8一2011 流程组合 4 5 设计温度 6 设计压力 b 冷,热介质的名称冷,热介质物性定压比热容密度; s3 导热系数黏度; 4 汽化潜热或熔 5 工艺设计条件 d 空冷器 5.1.2 空冷器的技术参数 a 传热面积冷,热侧流道截面积 2) 37 流程组合 4设计温度设计压力 5) 环境条件 b 1 干球温度 22 湿球温度 3 相对湿度; 4 当地大气压冷、热介质的名称冷、热介质物性: d 1 定压比热容 2 密度; 3 导热系数 4) 黏度; 汽化潜热或熔 5 工艺设计条件 e 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; 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-液无相变换热测试数据的确定与计算按表3进行
GB/T27698.8一2011 表3 序号称符号计算公式 /S 冷流体流速 = 热流体流速 4i=n/Sn 耍冷流体热流量 =v.pc(te一ta 热流体热流量 =n/M,ci一ie 中热平衡相对误差 Ao A=l办一/中|X100 总传热系数十p./(2AA 5.2.1.2.2汽-液有相变换热测试数据的确定与计算按表4进行表4 名称序号符号计算公式冷流体流速 M=qv./S 热流体流速 u=n/S 冷流体侧热流量中=qv.pce(la一, 热流体侧热流量中 =gm(h一h 中)/p|×100 热平衡相对误差 A Ap= 友=中/A 总传热系数空冷器 5.2.2 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; e)热介质的进出口压力及压力降; d) 空气的进出口干,湿球温度; 空气的进出口相对湿度气的进出口风速空管(板)束的压力降; g 风机的全风压; 风机袖的转速" 风机电机的频率风机电机,水泵电机的功率(湿式空冷器); k 循环冷却水的流量(湿式空冷器); m循环冷却水的耗水量(湿式空冷器); n)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 5.2.2.2.1干式空冷器气-液无相变换热测试数据的确定与计算按表5进行
GB/T27698.8一2011 表5 序号称符号计算公式空气迎面风速 u =g S 热流体流速 u=gnN 空气侧热流量中 ta gmc(1e 中热流体侧热流量中=qnhch(一e 热平衡相对误差 p p=l中一中/p|×100 总传热系数 =(中十p/2AAw 干式空冷器气液有相变换热谢试数据的确定与计算按表6进行 5.2.2.2.2 表6 符号序号称计算公式名 /S 空气迎面风速 M =qwn //S 热流体流速 4s 4=wh 空气侧热流量 p，=gct2一t =qa(h一hs 热流体侧热流量中 s 热平衡相对误差 Ap A=l中-必/中|×100 总传热系数 k=中./(AM 5.2.2.2.3湿式空冷器气-液无相变换热测试数据的确定与计算按表7进行表7 称序号符号计算公式空气迎面风速 =/S 热流体流速 4=n/S p @ g(h. 一h 湿空气侧热流量热流体侧热流量必 ? c一e =nhC山热平衡相对误差 4p Ap=l办一中/币|X100 总传热系数 =(中十./(2AA 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 名称序号符号计算公式空气迎面风速 u=/S 热流体流速 S ul=qh 湿空气侧热流量虫中,=gm(ha一h
GB/T27698.8一2011 表8(续序号称符号计算公式名热流体侧热流量中=gah(h一h Ap=l中一少/p×100 热平衡相对误差总传热系数 k=中/(Au 5.2.3流体平均温度计算流体的平均温度(过度流及湍流阶段) =0.dham 十0.6 lm lm=0.a" 十0.6t 流体(层流阶段)和气体的平均温度 -(a 十2 t lem =(十) 热流体的平均温度l应按式(1)或式(3)计算;冷流体的平均温度t.应按式(2)或式(4)计算 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 S 用饱和蒸汽加热无相变的流体用显热加热液体,使之沸腾 (冷凝器操作情况) 再沸器,蒸发器操作情况 s 两种流体均无相变化的并流操作情况两种流体均无相变化的逆流操作情况图6流体温度变化
GB/T27698.8一2011 测试中有效平均温差可用对数平均温差表示: A！ = A ln“ 式中: 大温差端的流体温差,单位为摄氏度(C) -小温差端的流体温差,单位为摄氏度(C). Aa 5.2.4.2在空冷器中,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_, 表示,计算同式(5). 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; b 热交换器传热及流阻平行试验标定; 热交换器热损失标定 c 6.1.2考核数据热平衡误差要求 a)热平衡误差不大于士5%的数据应占有效数据总数的50%; b热平衡误差不大于士8%的数据应占有效数据总数的80%; 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结果分析标定值与设计值对比 a 1 总传热系数; 2)热流进口、出口温度; 3)冷流进口、出口温度; 冷,热侧进出口压力降; 5 冷 ,热流质量流量循环冷却水消耗量(湿式空冷器). 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)平均温差校正系数实测值与计算值对比 b 总传热系数人若考虑不同垢阻在内,实测值与计算值比较宜按表9进行 10o
GB/T27698.8一2011 表9 点项目 R 0.000 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0008 k计算 k实渊 cl 表9中,总传热系数的比较误差d按式(6)计算从-A二k进 "×100% k实冰总传热系数的比较误差dk应不大于士10% 压力降p 压力降计算值与实测值比较按式(7)计算 A生算二这型×100% dp)=“ -p实渊比较点应不少于4点,比较误差应不大于士10% 热力学特征值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/Ap加以比较冷热物流热平衡误差分析冷热物流热平衡误差分析应按表10进行 1 表10 热平衡误差(绝对值数据组数百分比累计百分比 35 58 810 1015 合计为校验准则关联式的准确性.热平衡误差不大于士8%的数据组数应达到总有效数据组数的80%. 标定报告内容标定报告应包括以下内容
GB/T27698.8一2011 委托方; a b 测试方热交换器技术数据; c 工艺设计条件; 标定目的和要求; e 测试流程; 测量仪表及方法; g h标定考核内容; 标定考核结果 7.2附录附录宜包括以下内容: 测试流程图; a b)测试数据表; 标定结果表 c

热交换器工业标定方法介绍

热交换器是工业生产中常见的一种设备，其作用是通过加热或冷却流体来完成传热过程。在实际应用中，为了确保热交换器的传热性能满足要求，需要进行工业标定。

GB/T27698.8-2011是热交换器及传热元件性能测试方法的标准之一，也是目前国内较为常用的热交换器工业标定标准。该标准主要适用于各类热交换器的工业标定，包括板式热交换器、管壳式热交换器等。其中，工业标定是指在装置运行状态下对其进行性能测试。

根据该标准，进行热交换器工业标定时需要进行以下步骤：

1. 测量前准备

在进行工业标定前，需要对热交换器进行清洗和检查，以确保其内部不含有杂质，并且各个部件都处于良好的状态。同时，还需要根据实际应用情况选择合适的工作流量和温度范围。

2. 测量方法

在进行测量时，首先需要调整热交换器运行参数，包括进出口流量、温度等。然后，在测量过程中使用多个温度计和压力传感器来记录流体的温度和压力数据，同时使用流量计来记录流量数据。

3. 数据处理

在完成测量后，需要对数据进行处理，包括计算出进出口流量和温度差、计算传热系数、确定热效率等参数。同时，还需要对测量结果进行分析，评估热交换器的性能是否满足要求。

总之，GB/T27698.8-2011为热交换器工业标定提供了一种可靠的标准方法，通过该方法可以准确地评估设备的传热性能，帮助用户选择合适的热交换器并保证其正常运行。