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间接空冷塔空冷散热器传热元件试验规程 T/CECS 681-2020
中国工程建设标准化协会标准
间接空冷塔空冷散热器传热元件试验规程
Specification for test of indirect cooling tower heat exchanger
T/CECS681-2020
主编单位：中国水利水电科学研究院
批准单位：中国工程建设标准化协会
施行日期：2 0 2 0 年 1 0 月 1 日
中国工程建设标准化协会公告
第578号
关于发布《间接空冷塔空冷散热器传热元件试验规程》的公告
根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2017年第二批工程建设协会标准制订、修订计划>的通知》(建标协字[2017]031号)的要求，由中国水利水电科学研究院等单位编制的《间接空冷塔空冷散热器传热元件试验规程》，经协会工业给水排水专业委员会组织审查，现批准发布，编号为T/CECS 681-2020，自2020年10月1日起施行。
中国工程建设标准化协会
二O二O年四月十二日
前言
根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2017年第二批工程建设协会标准制订、修订计划>的通知》(建标协字[2017]031号)的要求，规程编制组经过深入调查研究，认真总结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，制定本规程。
本规程共分为6章，主要技术内容包括：总则、术语、试验装置及测试仪器、试验要求和流程、试验结果、数据记录和试验报告。
请注意本规程的某些内容可能直接或间接涉及专利，本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本规程由中国工程建设标准化协会工业给水排水专业委员会归口管理，由中国水利水电科学研究院负责具体技术内容的解释。本规程在执行过程中，如有需要修改或补充之处，请将有关资料和建议寄送解释单位(地址：北京市海淀区复兴路甲一号，邮编：100038)，以供修订时参考。
主编单位：中国水利水电科学研究院
参编单位：北京玻璃钢研究设计院有限公司
西安热工研究院有限公司
江苏海鸥冷却塔股份有限公司
首航高科能源技术股份有限公司
双良节能系统股份有限公司
主要起草人：赵顺安 尹证 宋小军 李陆军 王明勇 王永新 王帅 包冰国 黄春花 杨岑 黄卿雄 冯晶 宋志勇
主要审查人：廖内平 杨迎哲 施敬林 冯璟 胡华强 张东文 赵海廷 于峥
1 总则
1.0.1 为规范间接空冷塔空冷散热器传热元件性能试验的技术要求，制定本规程。
1.0.2 本规程适用于间接空冷塔空冷散热器传热元件的热力及阻力性能试验。
1.0.3 间接空冷塔空冷散热器传热元件的试验，除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语
2.0.1 间接空冷塔 indirect dry cooling tower
采用间壁式换热方式将循环水所携带的热量传给大气的装置或设备。通风方式包括自然通风和机械通风，散热器通常以冷却三角的方式垂直布置在冷却塔的进风口周围或水平或倾斜布置在塔内。
2.0.2 散热器 heat exchanger
由冷却管束组装而成的散热装置。
2.0.3 散热器传热元件 sample of heat exchanger
由冷却管束和翅片组成，用于测试散热器性能的散热器小样。
2.0.4 迎面风速 air windward design velocity
参与换热的冷空气通过散热器管束有效投影区域内的平均流速。
2.0.5 总传热系数 heat transfer coefficient
单位时间、单位散热面积、每度对数平均温差所能散发的热量。
2.0.6 热平衡相对误差 relative error of heat balance
循环水通过散热器传热元件散发的热量测量值与空气获得的热量测量值的差值与散热量之比，用百分比(％)表示。
3 试验装置及测试仪器
3.1 试验装置
3.1.1 间接空冷塔空冷散热器传热元件性能试验装置(图3.1.1)应包括下列部分：
1 通风系统；
2 循环水系统；
3 加热设备；
4 测量仪表及数据采集系统；
5 试验段；
6 散热器传热元件。
3.1.2 通风系统通风可采用抽风方式或鼓风方式。通风系统应符合下列规定：
1 试验段断面的风速均匀性偏差不应大于1.5％；
2 气流偏角应小于1°；
3 风速可调节范围应为0.5m/s～5.0m/s；
4 试验段断面的边长比不应大于2，面积不应小于0.5m2。
3.1.3 循环水系统应满足散热器元件最大水量的要求，管束中循环水流速不应小于3m/s。
3.1.4 加热设备加热能力应可控制，进入散热器传热元件循环水温度偏差不应大于0.2℃。
3.1.5 数据采集可采用电子方式采集，也可采用人工读数方式记录。
3.1.6 散热器传热元件在检测前应完成管箱及管路接口加工，接口管径应与试验装置保持一致。
3.1.7 试验装置的循环水管路和散热器出口段宜采取保温措施。
3.2 测试仪器及测点
3.2.1 所有试验用测量仪表应经计量部门核验合格，并应在规定的有效期内。
3.2.2 循环水流量的测量可选用电磁流量计、超声波流量计或孔板，测量仪表与位置应符合下列规定：
1 流量测量精度不应低于1级；
2 流量测点位置应满足上游直管段大于10倍管径、下游直管段大于5倍管径的要求。
3.2.3 温度的测量可选用铂电阻温度计、水银温度计或其他温度测量仪表，仪表精度应符合表3.2.3的规定。
3.2.4 空气出口温度应采用多点测量方式，测点应布置在散热器传热元件出口断面。每个测点宜代表相同的通风面积，测点不应少于9个。
3.2.5 空气进口温度宜采用多点测量方式，测点可布置在进风断面，测点不应少于2个。
3.2.6 空气流速测点宜布置在试验段上的进风侧，空气流速测量可采用毕托管，也可采用热线风速仪。测量仪表应符合下列规定：
1 仪表的挡风面积不应大于测量断面的1.5‰；
2 仪表精度不应低于1级。
3.2.7 散热器传热元件通风阻力测点宜布置在散热器传热元件前后断面上，距离散热器传热元件边缘宜为150mm～200mm。测量仪表可采用电子微压计或补偿式微压计，分辨率不应大于1Pa，精度不应低于1级。
3.2.8 大气压力测量宜采用盒式压力计，精度不应低于1级。
4 试验要求和流程
4.0.1 散热器元件试验参数应调整稳定后进行试验，试验的参数组合及允许波动范围宜按表4.0.1的规定执行。
4.0.2 试验工况按表4.0.1进行组合时，循环水进口温度工况间差值不应大于20℃，试验段风速变化间隔不应大于1.5m/s。
4.0.3 各工况内相同参数的测量时间间隔和次数不应少于表4.0.3中的规定。
4.0.4 试验数据热平衡相对误差计算值超过3％时，循环水出口温度宜采用热平衡计算值。
4.0.5 试验操作流程应包括下列内容：
1 检查仪器设备处于正常状态；
2 按规范布置安装仪器设备；
3 启动加热设备，将水加热至试验工况要求的温度；
4 开启循环水泵并排气，开启通风设备；
5 根据所需工况调节各个变化参数，进行测量及记录数据；
6 关闭加热系统；
7 试验完毕关闭所有仪器设备，并切断电源。
5 试验结果
5.1 计算公式
5.1.1 热平衡相对误差应按下式计算：
式中：△Q——热平衡误差(％)；
Cw——水的比热[J/(kg·℃)]；
Ca——空气的比热[J/(kg·℃)]；
Ww——循环水流量(kg/s)；
Wa——空气流量(kg/s)；
t1——循环水进口温度(℃)；
t2——循环水出口温度(℃)；
θ1——空气进口温度(℃)；
θ2——空气出口温度(℃)。
5.1.2 当热平衡误差大于3％时，循环水出口温度宜按下式计算：
5.1.3 空气进口相对湿度应按下式计算：
式中：ф1——空气进口相对湿度；
p″τ1——与空气进口湿球温度相应的饱和蒸汽压力(kPa)；
p″θ1——与空气进口干球温度相应的饱和蒸汽压力(kPa)；
pa——大气压力(kPa)；
θ1——空气进口干球温度(℃)；
τ1——空气进口湿球温度(℃)。
5.1.4 饱和蒸气压力应按下式计算：
式中：p″——饱和蒸气压力(kPa)，
T——温度(K)。
5.1.5 空气进口密度应按下式计算：
式中：ρ3)；
pa——大气压力(kPa)。
5.1.6 空气的含湿量应按下式计算：
式中：x——空气的含湿量[kg/kg(D)]。
5.1.7 空气出口的相对湿度应按下式计算：
式中：ф2——空气出口相对湿度；
θ2——空气出口干球温度(℃)；
p″θ2——与空气出口干球温度相应的饱和蒸汽压力(kPa)。
5.1.8 空气出口的密度应按下式计算：
式中：ρ3)。
5.1.9 散热器传热元件的总传热系数应按下式计算：
式中：K2·℃)]；
A2)；
△tln——对数平均温差(℃)。
5.1.10 对数平均温差应按下式计算：
式中：△to——循环水出口水温与空气进口温度差(℃)；
△ti——循环水进口水温与空气出口温度差(℃)。
5.1.11 通过散热器元件空气平均密度应按下式计算：
式中：ρ3)。
5.2 热力阻力特性
5.2.1 散热器传热元件的总传热系数应按最小二乘法将试验数据整理成如下经验公式：
式中：K2·℃)]；
m2·s)]；
Vw——通过散热器传热元件中管内循环水流速(m/s)；
A——热力试验系数；
m，n——热力试验指数。
5.2.2 散热器传热元件的空气质量流速应按下式计算：
5.2.3 热力试验系数与热力试验指数应按下列公式组求解：
5.2.4 散热器传热元件的通风阻力应按最小二乘法将试验数据整理成如下经验公式：
式中：△p——散热器传热元件的通风阻力(Pa)；
Va——通过散热元件管的迎面风速(m/s)；
B——阻力试验系数；
mr——阻力试验指数。
5.2.5 阻力试验系数与阻力试验指数应按下列公式组求解：
6 数据记录和试验报告
6.0.1 记录数据应包括下列内容：
1 空气进口温度；
2 空气出口温度；
3 循环水流量；
4 循环水进口水温；
5 循环水出口水温；
6 散热器进出口压力差；
7 试验段风速。
6.0.2 试验宜采用纸质记录保存。每张记录表格或文件应包括下列内容：
1 试验日期；
2 试验地点；
3 试验人员签名；
4 试验环境；
5 生产厂商名称；
6 散热器材质、规格、型号；
7 散热器传热元件的主要尺寸和参数。
6.0.3 试验报告应包括下列内容：
1 报告编号、样品名称、签发日期；
2 散热器传热元件名称、编号、材质、管径、管厚、流程、管排数量、翅片结构尺寸；
3 委托单位的名称、地址、联系人、联系方式；
4 试验项目及依据；
5 试验用仪表设备及编号；
6 试验结果；
7 试验数据；
8 试验与审核人员签字。
6.0.4 试验报告应加盖资质章。
本规程用词说明
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1)表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。
条文说明
中国工程建设标准化协会标准
间接空冷塔空冷散热器传热元件试验规程
T/CECS681-2020
条文说明
1 总则
1.0.2 本规程是针对于间接空冷塔空冷散热器传热元件的热力阻力性能试验而编制的。
2 术语
2.0.2 本条术语中的冷却管束是指由翅片管模块和管板构成的散热元件。
3 试验装置及测试仪器
3.1 试验装置
3.1.1 本条给出试验装置的总体要求，实际操作时可按本规程要求进行试验装置设计。如：通风系统采用风洞时需要有进气口、风扇段、大角度扩散段、稳定段、收缩段、试验段和扩散段；加热设备可选用蒸汽锅炉也可选用热水锅炉；循环水系统至少要有循环水管路、进水阀门、出水阀门、循环水泵以及保温水箱等。
3.1.2～3.1.6 这五条主要是对试验设备的能力方式提出建议和要求。其中第3.1.3条中所说的“循环水系统应满足散热器元件最大水量的要求”，是指试验小样可能通过的最大水流量，由此进行装置的循环水泵选型。根据现有工程实践，按管径25mm、间距50mm的单程六排管试验小样进行最大水流量计算可以满足要求。
4 试验要求和流程
4.0.1～4.0.4 这四条规定对试验的参数控制和试验测量提出了要求。其中第4.0.4条中所说的热平衡相对误差不大于3％时采用实测的出口水温。当大于3％时往往是由于试验小样面积较小，进出口水温差小至与温度测量仪器同量级时，温差不易测准确。而空气比热比水小得多，空气温差容易测量，采用空气侧测量的热量计算循环水出口水温更合理。
4.0.5 本条规定是开展试验的主要流程，在采用时还可根据实验室设备等情况做细化。
6 数据记录和试验报告
6.0.1、6.0.2 这两条针对试验的数据记录提出了要求，便于试验单位存档与回溯。
6.0.3、6.0.4 这两条对试验报告的主要内容及分发提出了要求。对报告要求主要是期望报告的内容能够全面记述试验的样品相关信息以及报告的有效性标识，以确保试验结果与样品之间唯一对应关系。报告的分发除试验单位存档外，报告只对委托方负责，也符合委托方对保密的要求。