1、低温热源双循环余热回收利用装置性能测试方法 编制说明国家标准低温热源双循环余热回收利用装置性能测试方法（征求意见稿）编制说明一工作简况1.任务来源2015年5月，经中国电器工业协会向会员单位征求意见，为规范低温热源双循环余热回收利用装置性能测试方法，提出申报国家标准项目建议低温热源双循环余热回收利用装置性能测试方法，经国家标准化管理委员会批复立项，计划号：20150477-T-604。本标准建议作为推荐性国家标准。2.编制过程本标准为首次制定。本标准制定分准备、起草、征求意见稿等主要阶段。（1）准备阶段2015年10月至2016年12月，正式启动标准制定工作，进入制订准备和调研阶段。（2）起草
2、、征求意见稿形成阶段2017年1月，召开标准起草工作组第一次工作会议，即标准制订启动会，讨论了标准制定的基本原则、主要内容和结构框架并形成意见，成立了标准起草工作组。2017年2月-2017年12月，低温热源双循环余热回收利用装置性能测试的规定、测试方法、测试测试系统日常检查和维护，进行标准草案的起草。2018年1月，召开工作组第一次专项研讨会，对装置测试的相关测量仪表精度、测量项的精度要求、测试方法和方案、测试系统日常检查与维护、草案初稿进行研讨；根据实际情况，项目牵头编制单位改为：中节能工程技术研究院有限公司。2018年2月至12月，进一步完善草案，补充了测试方法，完善了测试系统的性能及测
3、试方法和测试性能的要求，形成标准讨论稿。2019年1月，召开工作组第二次工作会议，讨论标准讨论稿，确定了测试相关要求、测量项及测试仪表的精度需求、不同测试方法、测试系统应用注意事项等并形成意见。2019年2月至4月，完善增加了不同测试方法的原理图、测试方法的选择、测试数据整理和测试报告等，进一步修改完善标准讨论稿。2019年5月至7月，将标准讨论稿发送给相关领域专家，征求专家意见。2019年9月初，召开工作组第三次工作会议，标准起草工作组根据征求专家意见进行讨论，会上明确标准化对象为：低温热双循环余热回收利用装置，调整标准的整体结构为：1.范围、2.规范性引用文件、3.术语和定义、4.符号、5
4、.测试原则、6.测试准备、7.测试、8.测试数据整理和测试报告内容、附录A（资料性附录）测试报告书模板。2019年10月-2020年1月，标准内容根据专家意见一一回复修改，按照专家意见完善标注的符号表、测试原则、测试准备、测试报告内容等相关内容，进一步修改完善标准讨论稿。2020年2月初，召开工作组第四次会议（视频会议），对标准全文的要素编排、用语、格式等进行了全面系统的整理，形成征求意见稿（初稿）。2020年4月初，召开工作组第五次会议（视频会议），对标准全文逻辑、文字表述进行了讨论，形成征求意见稿。3.参编单位及分工2015年10月，由中节能工程技术研究院有限公司牵头，组织天津大学、京博石
5、油化工有限公司、中国船舶工业集团711研究所、中节能工业节能有限公司等共同组成标准编制组，编制本标准。在标准起草过程中，标准编制组对国内外相关的技术与产品的有关资料和现场运行测试方法和数据进行了充分调研，查阅了大量的国内外文献，掌握了其先进性测试技术和方法的发展现状，并参照了天津大学承担的国家“973”科技项目（大规模化工冶金过程节能的关键科学问题研究，课题7大规模过程系统能量集成优化的新理论和新方法2009CB219907；典型化工冶金过程节能的新理论和新方法，课题3能质调配转化及系统能量优化集成方法2015CB251403；）对本技术和产品研制取得的研究成果，获得了大量的产品开发、现场测试
6、应用和测试及测试方法标准化方面的第一手资料；标准编制组还进行了大量现场测试工作，保证了调研和资料中的装置测试所达技术参数的真实可靠；中国标准化研究院有关专家就本标准编制全过程提供了技术支持。二. 国家标准编制原则和确定国家标准主要内容的论据1.编制原则本标准编写格式及内容符合GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写的要求和规定。在标准制定过程中遵循了以下几个原则：（1）与国家的环境保护、节能政策等相一致，与国家产业政策紧密结合；（2）在制定技术指标时，以国际上先进工业国家的标准水平为基础，领先于行业现状，保证标准的先进性；综合考虑生产企业的能力和用户的利益，寻求最大
7、的经济社会效益，保证标准在经济上的合理性。2.主要内容的论据，解决的主要问题近年来，随着我国能源与环境问题面临越来越大的挑战，同时面对可持续发展与重视社会效益意识的加强，加之CO2排放税、环境污染治理成本、政府优惠政策等经济影响因素的出现，以及中高温余热发电的成功应用，资源最为丰富且一直被认为不具备发电经济性的低温余热资源的发电潜力和经济性前景，正得到越来越多的关注。我国工业余热资源非常丰富，特别是在钢铁、有色、化工、水泥、建材、石油与石化、轻工、煤炭等行业，余热资源约占其燃料消耗总量的17%-67%，其中可回收利用的余热资源约占余热总资源的60%。目前我国工业余热资源利用比例低，各工业行业的
8、余热利用正由起步期向成熟期过渡，钢铁行业的余热利用处于起步期，具有较为广阔的发展空间，大型钢铁企业余热利用率约为30%-50%，中小钢铁企业的利用率则更低；其他行业的余热利用整体上处于未开发状态，开发潜力巨大。国家统计局相关资料预测，2012-2016年我国余热回收设备行业市场规模分别为1678亿元、1907亿元、2136亿元、2365亿元和2594亿元。低温余热双循环发电装置是大量余热充分利用的最佳措施之一，该技术利用低沸点的有机发电工质吸收低温热能蒸发汽化，汽化后的工质膨胀做功，带动发电机发电，输出电能。该技术可回收各种形态的工业余热，极大地降低排放温度，达到50 ，环境效益明显，产生的高
9、品质电能回用到系统中去，可降低高品位能源的消耗，达到节能减排等多重目的，利于能源可持续发展。这种经济、高效、节能、环保的低温余热利用方式在能源危机和环境污染问题日益突出及节能减排的大环境下，具有广阔的需求空间和发展前景，市场潜力巨大。低温热源双循环余热回收利用装置符合“十二五”国家战略性新兴产业发展规划重点发展方向和主要任务第（一）条“节能环保产业”要求，强化政策和标准的驱动作用，充分运用现代技术成果，突破能源高效与梯次利用、污染物防治与安全处置、资源回收与循环利用等关键核心技术，大力发展高效节能、先进环保和资源循环利用的新装备和产品。近20年，国外的低温发电技术已经处于成熟阶段，主要有美国U
10、TC和GE公司、日本、法国和以色列等产品代表；近期以来国内在低温发电技术领域取得了突破性的成果，并在积极开展推广和深入研究，逐渐走向商品化和产业化。目前，国内生产低温余热发电装置公司已经有20多余家，主要包括：山西易通环能科技集团有限公司；浙江开山压缩机股份有限公司；浙江银轮机械股份有限公司；上海汉钟精机股份有限公司；福建雪人股份有限公司；江西华电电力有限责任公司；上海齐耀动力技术有限公司；宁波市鄞州风源机电有限公司；厦门高谱科技有限公司；秦皇岛同力达环保能源工程有限公司；中材节能股份有限公司；北京华航盛世能源技术有限公司；南京凯盛国际工程有限公司；大连易世达新能源发展股份有限公司；中信重工机
11、械股份有限公司；陕西博尔能源科技有限公司。标准编写组参与编写的低温余热双循环发电装置GB/T 37819-2019于2019年8月30日发布，该标准对低温余热双循环发电装置进行统一、标准性的规定。但是针对该装置性能测试有关的标准仍然是空白，致使生产的低温热源双循环余热回收利用装置未进行任何标准性的检测就投入使用，装置的实际运行与设计出现较大的差异，甚至出现装置不能正常运行的情况，造成了严重的损失，严重制约了该技术的产业化、商业化发展。本标准的制定和实施，对低温热源双循环余热回收利用装置出厂前的性能进行严格的约束和把关，对装置的设计性能进行相应的验证，降低装置实际运行的风险，也有利于该技术推广应
12、用的标准化和产品化，同时也有利于为政府相关部门在产品质量监管方面提供技术支撑，为企业之间市场竞争搭建公正、科学的技术平台。该项国家标准的制定，填补了低温热源双循环余热回收利用装置测试方法参考标准的空白。3.标准的主要技术内容本标准规定了低温热源双循环余热回收利用装置性能测试的术语和定义、符号表、测试原则、测试准备、测试、测试数据整理和测试报告内容。在“3 术语和定义”中，定义了14个标准术语，包括：低温热源双循环余热回收利用装置、有机发电工质、输入功率、输出功率、发电功率、吸热量、放热量、名义工况、热功转化效率、热电转化效率、电能计量装置、气源、汽源和液源。本标准的编制坚持对于同一个概念使用同
13、一个术语和定义，对于已定义的概念避免使用同义词，每个选用的术语只有唯一含义的统一性原则。其中，术语“低温热双循环发电装置”、“发电工质”、“输入功率”、“发电功率”、“吸热量”、“名义工况”、“热电转化效率”、“电能计量装置”、“气源”“汽源”和“液源”参考了GB/T 37819-2019“低温余热双循环发电装置”相关术语的定义，术语“电能计量装置”参考了DL/T 448-2016“电能计量装置技术管理规程”相关术语的定义，术语“热功转化效率”综合考量了低温热源双循环余热回收利用装置的输出功率及输入功率部分的影响并进行了定义。此外，根据低温热源双循环余热回收利用装置的实际应用情况，对本标准涉及
14、到的放热量和输出功率等术语进行定义，使得本标准的术语定义更加完整和规范。在“4符号表”中，将标准中涉及到符号按照英文字母先后顺序、先英文字母后希腊字母顺序，全部列出。在“5测试原则”中，主要对测试方法的选择、测试结果偏差、测试时间、测试数据记录、被测装置的名义工况、被测装置名义工况下进行测试的性能要求等进行了相关规定。其中“被测装置名义工况”参照了GB/T 37819-2019“低温余热双循环发电装置”规定的名义工况，给出了被测装置名义工况具体的温度条件表1 被测装置名义工况温度条件名义工况热源侧冷源侧类型进口温度C出口温度C水冷式风冷式水-空气冷却式进口温度C出口温度C干球温度C湿球温度CA
15、a气源1508027353524b71576Ba汽源1107027353524b71576Ca液源807027353524b71576Da液源汽源655527353524b71576在“被测装置在名义工况下运行，热电转化效率性能要求”参照了GB/T 37819-2019“低温余热双循环发电装置”规定的热电转化效率性能要求。该性能要求在广泛参考已有的相关产品国标、行标及地方标准所设定的技术要求确定的，特别是标准中名义工况被测装置的净热电效率量化指标的确定是在查阅相关的资料、大量的实验和工程应用数据的基础上确定的，该指标值的选取尽可能科学合理设置，充分体现了标准技术指标的科学和操作性强。表2被测装
16、置热电转化效率范围名义工况热电转化效率%Aa4 b6Ba8.5b10Ca4b6.5Da2b3.5在“6 测试准备”一章，根据相关专家的意见，将本章节重新划分测试环境条件、被测装置状态及要求、测试系统要求、测试仪表要求四个方面。“6.1测试环境条件”中，主要针对测试的海拔条件和温度条件进行了相关的规定。“6.2被测装置状态及要求”中，规定了被测装置字测试前应有的状态，一般性能要求、安全性能要求、气密性要求及润滑油的相关要求。“6.3 测试系统要求”对必要的测量仪表、冷热源水质的要求、电力安全并网功能、继电保护和安全自动装置、电能计量装置、测试周围干扰因素及防冻等进行相应的要求。其中水质的要求、电
17、力安全并网功能、继电保护和安全自动装置、电能计量装置的要求是参照现有的我国现行的工业循环冷却水要求、电力装置的继电保护和自动装置及电测量及电能计量装置设计等标准并结合本测试的自身特性确定的。“6.4 测试仪表要求”对测量仪表的一般规定、温度测量仪表和精度、压力测量仪表和精度、流量测量仪表和精度、电工测量仪表和精度、时间测量仪表、重量（质量）测量仪表、噪声测量仪表、转速测量仪表和精度、功率测量仪表和精度等进行了相应的要求。其中“6.4.1 一般规定”中测量仪表的安装和使用方法的规定参照了GB/T 10870“蒸气压缩循环冷水(热泵)机组性能试验方法”的测量仪表的安装和使用方法。其中“6.4.4.
18、2温度测量仪表精度”、“6.4.3.2压力测量仪表精度”、“6.4.4.2流量测量仪表精度”、“6.4.5.2电工测量仪表精度”、“6.4.6时间测量仪表精度”、“6.4.7重量（质量）测量仪表”、“6.4.8噪声测量仪表精度”、“6.4.9.2转速测量仪表精度”及“6.4.10功率测量仪表和精度”的要求是在广泛参考已有的相关产品国标、行标及地方标准所设定的测量精度要求确定的。在“7.测试”中，主要对测试要求、主要方法X法和Y法的选择、测试方法X和Y的组合、测试参数的规定、方法A：热源测量法、方法B：热平衡法、方法C：液体有机发电工质流量计法、方法D：气体有机发电工质流量计法、功率喝电量测量方
19、法、转化效率评等进行评定。其中“7.3测试方法X和Y的组合”由于低温热源双循环余热回收利用装置性能测试方法的标准为首次制定，因此现有的标准未有该装置测试方法的具体规定，考虑到本标准中装置测试的实际情况，本标准在编写过程中装置测试两种方法的组合参照了GB/T 5773-2016“容积式制冷剂压缩机性能试验方法”和GB/T 10870“蒸气压缩循环冷水(热泵)机组性能试验方法”关于测试方法的规定。表3 X法和Y法的组合X法Y法可宜AB、C、DB、CBA、C、DA、CCA、BADA、BA其中“7.4测试参数的规定”中测试参数极限偏差的规定，参照了GB/T 37819-2019“低温余热双循环发电装置
20、”对装置的试验参数极限偏差。表4 测试参数极限偏差测试参数测量值相对于规定值的极限偏差测量值相对于平均值的极限偏差液体温度进口0.5 0.3 出口0.5 0.3 气体温度进口1 0.5 出口1 0.5 压力2%1%液体体积流量4.0%2.0%气体体积流量10.0%5.0%其中“7.5方法A：热源测量法、7.6方法B：热平衡法、7.7方法C：液体有机发电工质流量计法、7.8方法D：气体有机发电工质流量计法”中，参照现有的我国现行的容积式制冷剂压缩机性能试验方法、蒸气压缩循环冷水(热泵)机组性能试验方法等标准并结合本装置的自身特性，对4种测试方法的装置和要求进行了规定。在“8测试数据整理和测试报告
21、内容”一章，对低温热源双循环余热回收利用装置测试数据整理、测试报告内容、测试报告书进行了规范。在“附录A”一章规定了宜采用的测试报告书模版。三主要试验(或验证)分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果标准主要编制单位在国家“973”科技项目能质调配转化及系统能量优化集成方法（课题编号2009CB219907）和能质调配转化及系统能量优化集成方法(课题编号2015CB251403)的支撑下进行了低温热双循环发电装置的研制和性能研究，取得了大量的试验数据和工程应用实际运行数据，实现了可利用60以上的不同形式低温余热进行发电，此技术处于国际先进水平，避免大量余热浪费，实现能源的梯级利用。2012
22、年10月我国首台低温热源双循环全流发电机组正式下线仪式，2013年1月，由标准主要编制单位提出并负责解释的企业标准低温热双循环发电机组（140400 SYT001-2013）和低温热双循环发电机组性能测试方法（140400 SYT002-2013）发布，2013年2月开始实施。2014年2月山西省长治市技术质量技术监督局提出，由本标准主要编制单位编制完成的山西省地方标准低温热源双循环发电机组（DB14/T 845-2013）开始实施。2019年8月由该标准主要编制单位参与编写的国家标准低温余热双循环发电装置（GB/T 37819-2019）发布，2020年3月开始实施，当前，低温热双循环发电装
23、置已产品化、商品化和产业化广泛应用于石化、造纸、供暖和钢铁等领域，获得了大量的工程运行数据和实践经验。本标准是在上述试验研究成果和企业、地方编制起草经验基础之上的总结升级。国家标准低温余热双循环发电装置（GB/T 37819-2019）提出技术要求性能指标，本标准用于测试有关的性能，两项相互结合，对装置出厂前的性能进行严格的约束和把关，对装置的设计性能进行相应的验证，降低装置实际运行的风险，也有利于该技术推广应用的标准化和产品化。四采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况本标准为自主制定的国家标准项目，没有采用国际标准
24、和国外先进标准。本标准编写组未检索到同类产品检测技术和方法的国际标准。当前我国尚未有低温热源双循环余热回收利用装置性能测试方法相关的国家标准。本标准编制组经广泛调查研究，认真总结各地实践经验，参照了大量的国内外文献，并在广泛征求各方意见的基础上，制订了本标准。为促进低温热源双循环余热回收利用装置及测试的快速发展，同时兼顾行业的可持续发展及产品的推陈出新，该标准所有章节为推荐性的。五与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系截至目前，尚未发现本标准与我国有关的现行法律、法规和相关强制性国家标准相冲突。在制定过程中，本标准对各种国家标准、行业标准中所附的各类技术标准进行规范性的引用。制定中的标准
25、对同一术语的定义及相同技术指标、同一试验方法、同一事物的同一要求、同一产品的相同技术指标等的规定的一致性，因此具有可靠性和实用性。六重大分歧意见的处理经过和依据本标准在编写过程中没有重大意见分歧。七国家标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议建议本标准为推荐性国家标准。八贯彻国家标准的要求和措施建议建议本标准审批通过后，尽快发布实施。同时建议国家有关机构尽力拓宽标准出版渠道，充分利用电子信息化手段，使国家标准作为公开信息为社会公众共享。只有公众能够方便地得到标准的正式文本，享有充分的知情权，标准才能扎根于沃土，才具有真正的生命力。九废止现行有关标准的建议本标准为首次制定，且与现行国家标准不存在替代关系。因此，不需要废止现行有关标准。十. 其他应予说明的事项无。
