地方標準《工業換熱壓力容器能效測試與評定》編制說明標準工作組2024年4月25日

一、工作概況1、編制的目的和意義換熱壓力容器是一種常見的能量交換設備，廣泛地應用于石油、化工、冶金、電力等高耗能行業中。目前，這四大行業在用換熱壓力容器25萬臺左右，年回收熱量（主要是二次能源）折合標準煤約7億噸，換熱效率僅為60%~70%，如果將上述四個行業中50%的換熱壓力容器更新為換熱效率達到80%~85%的高效換熱器，則每年多回收的熱量可折合4000萬噸標準煤以上。根據《中華人民共和國節約能源法》第十六條“對高耗能的特種設備，按照國務院的規定實行節能審查和監管”的規定，負責特種設備監督管理的部門，制定了高耗能特種設備節能管理辦法，結合實施的安全監督管理工作，開展設計文件節能方面審查、能耗測試等工作。近十幾年來，鍋爐能效評價方面出臺了GB/T10184-2015《電站鍋爐性能試驗規程》、GB/T10180-2017《工業鍋爐熱工性能試驗規程》、TSG91-2021《鍋爐節能環保技術規程》等相關標準。然而，同樣屬于高耗能特種設備，關于換熱壓力容器能效評價方面的標準仍為空白。為了加強對高耗能換熱壓力容器的管理，規范換熱壓力容器的設計、制造和使用工作，全面提高換熱壓力容器的能效水平，滿足《特種設備安全法》關于“節能環保”的工作原則，制定換熱壓力容器能效測試及評價的標準，意義尤為重要。通過地方標準的制定，一方面有助于能效測試機構在換熱壓力容器能效測試工作中，通過測試工作找出換熱壓力容器本身等存在的問題，并在測試報告中提出有針對性的改進建議。特種設備安全監察機構依據法規對問題匯總并進行分析，及時向地方政府和節能主管部門等報告有關情況，通過部門聯動采取有效措施，促進換熱壓力容器實際運行能效水平的提升。另一方面，有效促使特種設備使用單位對高能耗的特種設備進行改造或淘汰，引用新技術和新設備，全面提高社會能源使用效率，達到節能環保的最終目標。DB61/T544-2012《工業換熱壓力容器能效測試與評定》自發布以來有效的指導了換熱壓力容器能效測試工作，但隨著時間的推移，發現標準中有諸多不足，難以滿足目前換熱壓力容器的能效測試工作，亟需對此進行修訂。2、編制單位及主要起草人本標準的起草單位和人員包括：陜西省特種設備檢驗檢測研究院、西安交通大學、西安優耐特容器制造有限公司、西安特種設備檢驗檢測院、榆林市特種設備檢驗檢測院、陜西環通標準鍋爐有限公司。徐冉、屈治國、張曉明、王云剛、張成、張劍飛、韓濤、李德標、劉峰、鄭朋剛、陳小龍、陳唐博、楊濤、任武昆、劉永鋒、夏鋒社、汪舸、王泉生、劉社社、張文琪、孟博。本標準主要由陜西省特種設備檢驗檢測研究院執筆。3、工作進度安排2024年03月01日-2024年08月01日，調研、驗證、起草階段；2025年04月25日-2025年5月25日，征求意見階段；2025年5月26日-2025年06月21日，送審階段。二、修訂編制原則和標準修訂主要內容說明1、修訂編制原則標準格式符合GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定；與國家標準、法規和有關標準相一致。2、標準修訂主要內容說明本標準是《工業換熱壓力容器能效測試與評定》的第1次修訂，主要包括以下幾方面內容：2.1范圍本次修訂將原“本標準適用于《特種設備安全監察條例》、《固定式壓力容器安全技術監察規程》規定范圍的工業過程中進行熱交換的壓力容器的能效測試及評定。”修訂為“本文件規定了工業換熱壓力容器能效測試及評定等要求。本文件適用于工業用管殼式換熱壓力容器（以下簡稱熱交換器）的能效測試及評定。其他類型熱交換器能效測試可參照本文件執行。本文件適用的測試流體為液體—液體”。工業換熱壓力容器名詞出自TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術監察規程》，其附件A“固定式壓力容器分類”中A4條“壓力容器按照在生產工藝過程中的作用原理，劃分為反應壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲存壓力容器。其中換熱壓力容器，主要是用于完成介質的熱量交換的壓力容器”。從條文可以看出，換熱壓力容器未規定熱交換器結構；但因熱交換器結構不同，會導致其能效測試計算結算結果產生巨大差異，本標準換熱器測試熱效率與能效壓降評定表是基于工業使用量最大的管殼式熱交換器（介質為水-水）能效測試數據計算所得，因此本次修訂將標準適用范圍修訂為工業用管殼式換熱壓力容器，適用介質為水-水。2.2規范性引用文件本次修訂將原4.2條“測試要求”進行了簡化，將其內容與GB/T27698.1《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求》要求一致；故本節把規范性引用文件從參數測量的相關標準修訂為換熱器產品標準和測試標準。將原：GB/T2624用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量GB/T3369.1過程控制系統用模擬信號第1部分：直流電流信號GB/T3369.2過程控制系統用模擬信號第2部分：直流電壓信號GB/T17214工業過程測量和控制裝置工作條件GB50093自動化儀表工程施工及驗收規范JB/T7486溫度傳感器系列型譜JB/T8207工業自動化儀表用電源電壓JB/T9234工業自動化儀表公稱通徑值系列修訂為：GB/T151熱交換器GB/T27698.1熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求GB/T27698.2熱交換器及傳熱元件性能測試方法第2部分：熱交換器GB/T27698.3熱交換器及傳熱元件性能測試方法第3部分：傳熱元件”。2.3術語和定義本節增加了“傳熱系數”、“壓差”、“熱交換器傳熱元件的熱效率（傳熱有效度）”、“標準工況”的定義，并增加了“符號與單位”。其中為了明確新制熱交換器能效測試工況，參考GB/T27698.2《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第2部分：熱交換器》和TSGR0010-2019《熱交換器能效測試與評價規則》對“標準工況”進行規定。下表為GB/T27698.2中管殼式熱交換器中推薦的標準工況液相流速。以下為TSGR0010-2019附件AA3.1中規定冷熱流體進口溫度。此外，本次修訂還將原“換熱元件”、“換熱單元”更改為更為準確的“傳熱元件”和“傳熱單元”；將熱交換器傳熱元件的熱效率（傳熱有效度）的符號改為“ε”。以下是《高等學校工程熱物理專業規劃教材:熱交換器原理與設計(第4版)》（作者:史美中/王中錚、出版社:東南大學出版社、ISBN:9787564116835）中第24也關于“傳熱單元數”和“傳熱有效度”內容。2.4能效測試將原標準中“能效測試”修訂為“測試要求”，表述更加準確。“測試內容”修訂為“測量項目”，并簡化了相關描述，表述更加簡潔準確。刪除了“設備使用單位”相關內容，因設備使用單位相關要求與本標準相關內容關系不緊密，且其要求內容為測試活動基本內容，無需額外規定。為將本標準“測試條件”相關要求與GB/T27698.1《熱交換器及傳熱元件性能測試方法第1部分：通用要求》要求一致，故將“測試儀器”“測試過程要求”的相關內容簡化合并成為“測試條件”，并將相關內容簡化。又因GB/T27698.1中所要求測試條件適用于產品性能測試，對應本標準中的新制熱交換器能效測試，故對在役熱交換器能效測試條件另行規定。“測試數據分析及計算”修訂為“數據采集及計算”，并修訂了相關內容。主要修訂內容為將“測試結果重復測試誤差不超過5%，且累積誤差不超過10%。”修改為與GB/T27698.2第5.1.3條相一致的“數據采集應在運行工況下穩定運行30min后進行，每個測試工況穩定5min及以上，且熱平衡相對誤差不大于5%時，進行數據采集”。并增加了“若現場不具備相應測試條件，則可按照工藝流程及上下游介質流體關系，根據質量和能量守恒定律，推算測試對象的流量、溫度等參數”這一條內容，解決在役熱交換器測量項目不滿足要求時的問題。以下為GB/T27698.2第5.1.3條內容。2.5能效評定修改了原標準中“表2換熱器能效計算權重系數”中的錯誤。并修改了5.1.4換熱器能效評定的總分值計算公式，使得公式表示更加科學合理。將“表6換熱器能效設計因素評定表”、“表7換熱器能效制造因素評定表”、“表8換熱器能效安裝、改造、維修因素評定表”、“表9換熱器能效使用因素評定表”列為附表，標準文件格式更加合理，并對相關表格中個別表述進行了更正。2.6附錄本節無修訂。三、實證研究本標準為修訂，無相關實證研究。四、知識產權說明本標準無知識產權要求。五、采標情況國內GB/T27698、JB/T10379、TSGR0010等標準，都是對熱交換器及換熱元件設計制造環節的性能試驗，對于在用換熱器能效水平評價缺乏指導意義，且測試要求太高，操作難度大；DB31/T6