PDF《燃煤机组全厂净热耗率不确定度分析》

81 http://www.rlfd.com.cn 果,但在商务方面,如果双方达成协议,可以用作 试验结果的允许误差. 全厂性能试验一般在总承包商移交项目前进 行[3] .目前,在燃煤电厂性能试验中,多以单个设 备进行试验不确定度分析,如汽轮机热耗率不确定 度分析[4-6] ,锅炉效率不确定度分析[7-10] ,尚无对全 厂性能试验净热耗率的不确定度分析.本文以 ASME PTC46 为准则, 结合某

135 MW 燃煤机组全 厂性能试验,计算全厂净热耗率的不确定度,并分 析各因素不确定度对整体测试质量的影响.

1 不确定度分析原理 依据不确定度的评定方法[2] ,不确定度可分为 随机不确定度[2] 和系统不确定度[2]

2 类. 随机不确定 度由已观测列频率分布导出的概率分布密度函数 得到;

系统不确定度由一个认定的或假定的概率密 度函数得到,该概率密度函数基于事件发生的信任 度(常称主观概率或先验概率) . 1.1 随机不确定度 全厂性能试验中,随机不确定度包括:同一测 点重复测量不确定度、多点测量不确定度以及煤、 灰、渣随机不确定度

3 种. 1)同一测点重复测量不确定度 在一段时间 内对同一个测点重复测量引起的不确定度来自测 量时工况的稳定性.人员读数也会对其有影响,即 导致数据的分散性.此类参数包括大气压、干球温 度、相对湿度,

一、二次风量及温度,原煤温度以 及汽水侧的温度、压力,喷嘴或孔板的差压等.此 类参数的随机标准不确定度由样本标准偏差计算 得到,计算公式为: (1) (2) 自由度为 (3) 式中,Sx 为样本平均值标准偏差,sx 为样本标准偏 差, xi 为第 i 次测量值, ?为参数试验期间的平均值, N 为随时间变化的读数个数,vx 为自由度. 2)多点测量不确定度 为了提高测量数据的 代表性,有些数据的测量需要布置多重测点.此类 参数包括空气预热器的进出口烟风温度、水或蒸汽 的温度和压力等.由于烟道中烟温及烟气成分分布 不均匀,需要在同一截面对此类参数进行网格法测 量,再对网格中每一测点上随时间变化的测量值进 行平均.计算公式为: (4) (5) (6) 式中:m 为网格中点的总数;

i 为网格中点的编号;

j 为第 j 次测量值;

vi 为网格中第 i 点的自由度;

xi 为网格中第 i 点试验期间的平均值;

为第 i 点样 本平均值的标准偏差, 见公式(1);

为网格样本整 体标准偏差. 需要说明的是:①通常采用在烟道截面网格法 取点,调节每个点对应取样管的抽气速度一致,最 终汇成一股混合气进入烟气分析仪来测量空气预 热器进、出口的烟气成分,因此烟气成分的随机不 确定度为混合后气体的不确定度;

②对于在空气预 热器进、出口两侧烟道上测量的参数还需分别按式 (4)、 式(5)再次计算以求得两侧烟道整体的标准偏差 及自由度. 3)煤、灰、渣随机不确定度 为了使取样具 有代表性[11] ,需要对原煤、灰、渣进行等间隔的取 样,在试验完成后得到若干个以时间标记的样品. 考虑到化验的成本,对每个样品分别分析是不切实 际的.对于同一来源的煤,除了灰分和水分变化较 大,其他成分(如碳、氢、氧、氮、硫、发热量) 一般变化不大.因此,对于灰分和水分,可以按所 有样品的化验结果计算样本平均值标准偏差;

而对 于其他成分,由于所有样品最终缩分为一个,只得 到一组化验数据,故可按锅炉近期入炉煤日常化验 结果计算样本平均值标准偏差. 1.2 系统不确定度 系统不确定度[2] 主要基于仪表连同二次系统的 不确定度,主要包括仪表的精密度、仪表量程与该 参数的大小之比,设备在现场工作条件(包括环境 温度、湿度影响)下偏离校验基准条件而造成的各 种附加误差,二次测量系统的不确定性等. 1)单一测量系统重复测量系统不确定度 计 算公式为 (7) 式中,1,2,…,m 为产生误差的测量系统的各元件,