[PDF] GB/T 27748.2-2013 - 自动发货. 英文版
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| GB/T 27748.2-2013 | 810 | GB/T 27748.2-2013 | 9秒内发货PDF | 固定式燃料电池发电系统 第2部分：性能试验方法 |
| 基本信息 | |
|---|---|
| 标准编号 | GB/T 27748.2-2013 (GB/T27748.2-2013) |
| 中文名称 | 固定式燃料电池发电系统 第2部分：性能试验方法 |
| 英文名称 | Stationary fuel cell power systems -- Part 2: Performance test methods |
| 行业 | 国家标准 (推荐) |
| 中标分类 | K82 |
| 国际标准分类 | 27.070 |
| 字数估计 | 70,717 |
| 引用标准 | IEC 60051.1; IEC 60051.2; IEC 60051.3; IEC 60051.4; IEC 60051.5; IEC 60051.6; IEC 60051.7; IEC 60051.8; IEC 60051.9; IEC 60359; IEC 60688; IEC 61000-4-7; IEC 61000-4-13; IEC 61028; IEC 61143.1; IEC 61143.2; IEC 61672-1; IEC 61672-2; IEC 62052-11; IEC 6205 |
| 采用标准 | IEC 62282-3-200-2011; IDT |
| 标准依据 | 国家标准公告2013年第22号 |
| 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 |
| 范围 | GB/T 27748的本部分规定了固定式燃料电池发电系统(以下简称发电系统)的运行性能和环境影响。本部分适用于以下试验方法:在规定运行条件和瞬变工况下的功率输出;在规定运行条件下的发电效率和热效率;环境特性:例如, 在规定运行条件和瞬变工况下的气体排放、噪声等;本标准未提供电磁兼容性(EMC)试验。本部分不适用于输出电功率小于10kW的小型固定式聚合物燃料电池发电系统, 尚未出台的IEC 62282-3-201适用于该类型系统。 |
GB/T 27748.2-2013: 固定式燃料电池发电系统 第2部分：性能试验方法
GB/T 27748.2-2013 英文名称: Stationary fuel cell power systems -- Part 2: Performance test methods
ICS 27.070
K82
中华人民共和国国家标准
固定式燃料电池发电系统
第2部分:性能试验方法
1 范围
GB/T 27748的本部分规定了固定式燃料电池发电系统(以下简称发电系统)的运行性能和环境影响。
本部分适用于以下试验方法:
---在规定运行条件和瞬变工况下的功率输出;
---在规定运行条件下的发电效率和热效率;
---环境特性:例如,在规定运行条件和瞬变工况下的气体排放、噪声等;
---本标准未提供电磁兼容性(EMC)试验。
本部分不适用于输出电功率小于10kW 的小型固定式聚合物燃料电池发电系统,尚未出台的
IEC 62282-3-201适用于该类型系统。
由于燃料电池类型及应用不同,以及输入与输出的流体物质和能量形式的不同,发电系统可以有不
同的子系统。但是,为了评估发电系统,本部分定义了一个通用的系统示意图及边界(见图1)。为确定
发电系统的试验边界,考虑以下条件:
---所有能量回收系统都包括在试验边界之内;
---任何类型的电能储存装置都被认为在试验边界之外;
---输入燃料(例如天然气、丙烷气、纯氢气等)的热值计算是基于其在发电系统边界处的状态来进行的。
5 性能试验项目
发电系统的性能评估应考虑以下两点:
a) 运行方面:在正常运行和变工况下测试系统的性能;
b) 环境方面:测试系统如何影响环境。
表2给出了运行性能试验和环境影响试验项目。表2中的试验项目适用于作为一个整体考虑的发电系统。
除非另有规定,各种类型的发电系统都要进行所有项目试验。由于系统设计和技术的不同,部分试
验项目可能会省略(例如,没有热回收的系统不需要热回收试验)。
6 试验准备
6.1 概述
本条款描述在进行试验之前应考虑的典型项目。应选择高精密检测仪器,谨慎仔细地制定试验计
划细节,尽量减少不确定因素。试验各方应以本部分为基础,准备详尽的书面试验计划。相关试验项目见表3。
下列各项应列入试验计划:
a) 目的;b) 试验规范;c) 试验人员资质;
d) 质量保证标准(ISO 9000或其他等效标准);
e) 指标不确定度(见附录A中A.1和A.2);
f) 对试验仪器及设备的鉴定(见第7章);
g) 估计试验参数范围;h) 数据采集计划(见6.2.2);
i) 在适用条件下,氢气作为燃料的基本安全要求事项参见ISO/T R15916或等效文件(由终端产
品制造者提供说明文件)。
6.2 不确定度分析
6.2.1 不确定度分析项目
以下四个试验项目应进行不确定度分析,以确定试验结果的可靠性及是否满足客户要求,下述试验
结果应进行分析以确定其绝对不确定度和相对不确定度。应制定一个试验计划以
评估下列试验结果的可靠性:
6.2.2 数据采集计划
性能试验开始之前就应准备好符合指标不确定度要求的数据采集系统(如:数据采集时长和频次),
和符合数据采集频次和速度要求的数据记录设备(见8.5和A.2)。
7 测量仪器和测量方法
7.1 概述
测量用仪器类型及测量方法应符合相关国际标准,应满足制造商规定的测量精度指标。如有必要,
应增加符合精度要求的外部仪器。
7.2 测量仪器
以下仪器和设备通常用于测量燃料电池的性能:
a) 测量电能输出、输入的仪器:
---功率表、电压表、电流表,其他附件。
b) 测量燃料输入速率的仪器:
---燃料流量计、压力传感器、温度传感器。
c) 测量氧化剂输入速率的仪器:
---氧化剂流量计、压力传感器、温度传感器。
d) 测量燃料热值的仪器:
---气相色谱仪或相同精度的其他仪器;
---热量计或相同精度的其他仪器。
e) 测量热回收流体流速的仪器:
---流体流量计、温度传感器、压力传感器。
f) 测量废气的组分和排放水质量的仪器:
---废气分析仪:如针对微粒、SOx、NOx、CO2、CO和碳氢化合物总量的;
---水质分析仪;如:pH计、电化学探针。
g) 测量噪声等级的仪器:
---声级计、麦克风等。
h) 测量振动等级的仪器:
---振动测量仪、加速计、拾振传感器。
i) 测量环境条件的仪器:
---气压计、湿度计和温度传感器。
7.3 测量方法
7.3.1 电功率测量
电功率的测量可用于计算试验期间的电能。
数字电功率测量仪除测量电压值U、电流值I之外,还可直接用来测量输入、输出电功率。
当无法直接测量功率时,若已知功率因数λ,可用以下公式来计算交流电的电功率:
电功率表、电压表、电流表以及功率因数表在测量之前应符合精度和校准相关规定。
测量的位置应按如下所述:
a) 为测量输出功率,功率表、电压表、电流表和功率因数表应接在电输出接口处;
b) 为测量从外部电源为辅助负载输入的电功率,功率表、电压表、电流表和功率因数表应接在电输入接口处;
c) 功率因数应在发电系统连接到一个外部负载或与当地电网连接的情况下进行测量。
7.3.2 燃料输入测量
7.3.2.1 概述
根据被测量的发电系统的技术要求,使用的燃料既可以是气态也可以是液态,但整个试验期间燃料
热值应一致(见表4)。
7.3.2.2 气态燃料测量
7.3.2.2.1 概述
气态燃料特性应包括:a) 热值;b) 温度;c) 压力;d) 密度。
气态燃料热值应根据9.2.3.1.2.1计算。
7.3.2.2.2 气态燃料组分测量
气体燃料组分的测量应包括:
a) 取样
燃料气体的取样应在燃料电池发电系统运行期间进行,燃料气体的取样频次和样品数量
应符合不确定度分析要求。
如果被分析气体组分的不确定度与要求一致,可用预分析过的瓶装气体代替取样气体。
b) 燃料气组分测量
天然气主要由甲烷、少量高分子碳氢化合物以及其他不可燃气体组成。其他气体燃料可能含有其
他成分。下列所有主要组分应依据ISO 6974和ISO 6975中规定的具体方法进行测量。
下列微量成分应根据ISO 6974和ISO 6975中规定的具体方法进行测量。
硫化物(包括气味剂)应按ISO 6326中规定的具体方法进行测量。
水蒸气成分应按ISO 10101和ISO 11541中规定的具体方法进行测量。
当用氢气作为燃料时,采样和气体组分测量应按照ISO 14687中的规定进行。
7.3.2.2.3 气态燃料流量测量
燃料流量测量,可通过试验期间的流量积分计算总的燃料流量。
燃料流量对测量发电系统效率必不可少。气体燃料输入量可通过体积流量计、质量流量计,或涡轮
流量计进行测量。如果此方法不可行,则推荐使用符合ISO 5167规定的测流嘴、孔板或文丘里流量计。
燃料流量计应与所用气体的压力相适应,不确定度应符合相应要求。流量计接入位置和流量测量应符合以下规定:
a) 流量计安装位置:流量计应安装在靠近试验边界处;
b) 测量条件:燃料的温度和压力应在安装于试验边界的流量计附近进行测量。
7.3.2.2.4 气态燃料温度测量
推荐直接温度测量仪是带显示器的热电偶温度计或带显示器的热敏电阻温度计。
温度传感器精度应符合要求。
如果流量计要求温度校正,那么温度传感器应安装在紧贴流量计的上游处,以用于该流量计的温度校正。
7.3.2.2.5 气态燃料压力测量
可采用校准过的压力计、净重仪、波尔登或其他弹力型压力计,另外可选校准过的压力传感器。燃
料压力测量仪器应适合试验期间的压力,并且其不确定度应与不确定度分析一致。
性能试验前应检查管路连接,保证工作条件下无泄漏。
如果存在压力波动,应在有效位置安装一个合适的阻尼装置。
测量的燃料压力应是静压力,应考虑速度的影响并扣除。
7.3.2.3 液体燃料测量
7.3.2.3.1 概述
应采用合适的取样方法来确定燃料的特性,包括:
a) 密度(单位体积的质量);b) 热值;c) 黏度(适用情况下);d) 温度;e) 液态燃料成分。
这些特性应根据相关的ISO (如ISO 3648和ISO 8217)以及 ASTM D4809-00的适用部分进行测量。
7.3.2.3.2 液态燃料流量测量
燃料流量的精确测量对测量发电系统热效率必不可少。推荐使用测流嘴、孔板或文丘里流量计。
测量仪器应符合ISO 5167中的规定。也可使用包括位移流量计、质量流量计、体积流量计、涡轮流量
计、校准的液体流量计和直接称重计量方法。无论如何,应知道所用燃料流量测量仪器的不确定度,并
保证其与不确定度计算一致。
测量点后不允许有燃料溢出或泄漏。
燃料流量测量,可通过试验期间燃料流量积分计算总的燃料流量。
7.3.2.3.3 液态燃料温度测量
推荐直接温度测量仪是带显示器的热电偶温度计或带显示器的热敏电阻温度计。
温度传感器精度应符合要求。
如果流量计要求温度校正,那么温度传感器应安装在紧贴流量计的上游处,以用于该流量计的温度校正。
7.3.3 热回收测量
7.3.3.1 概述
热回收流体可以是热水、热空气或其他冷却剂,如油等。根据试验发电系统的技术规定,可使用这
些流体的组合。
热回收流体的温度和压力应同时测量。
7.3.3.2 热回收流体流量测量
每种热回收流体都应使用合适的测量设备。精确测量流入、流出热能使用设备或热能储存设备的
热回收流体,对确定燃料电池发电系统热效率是必需的。推荐使用测流嘴、孔板或文丘里流量计,应符
合ISO 5167中的规定,也可采用质量流量计和涡轮流量计。
流量计应符合流量范围和精度要求。
流量计应安置于靠近发电系统的边界处。
热回收流量测量,可通过试验期间流量积分计算总热回收流量。
7.3.3.3 热回收流体温度测量
推荐直接温度测量仪是带显示器的热电偶温度计或带显示器的热敏电阻温度计。
流体温度测量仪应符合温度范围和精度要求。
流体温度测量仪应安装在靠近发电系统的边界处,位于相应流量计的上游。温度传感器不应与管壁相接触。
7.3.3.4 热回收流体压力测量
本测量方法适用于测量气相流体,包括蒸汽。测量方法包括:
a) 测量准备:应选用符合精度要求的压力计;
b) 压力计安装位置:压力计传感器应安装于流体管路中靠近发电系统边界处(流体输出和输入
点)的紧贴相关流量计的上游。应在管路外面包覆足够的隔热材料。
7.3.4 吹扫气体流量测量
吹扫气体消耗可通过体积流量计、质量流量计或涡轮流量计进行测量。如果此方法不可行,则推荐
符合ISO 5167中规定的测流嘴、孔板或文丘里流量计。流量计应适合所用气体压力,不确定度应与不
确定度分析相一致。
吹扫气体消耗量测量,可通过试验期间吹扫气体消耗量积分计算总吹扫气体消耗量。
流量计安装位置和测量规定:
a) 流量计安装位置:流量计应安装在靠近试验边界处;
b) 测量条件:吹扫气体的温度和压力应在安装于试验边界的流量计附近进行测量。
7.3.5 氧化剂(空气)输入测量
7.3.5.1 概述
氧化剂(空气)的下列特性应被测量:
a) 温度;b) 压力;c) 组分(氧化剂特性会影响到燃料电池性能),
氧化剂(空气)的组分应在试验报告中予以说明;d) 密度。
7.3.5.2 氧化剂(空气)流量测量
氧化剂(空气)流量可通过体积流量计、质量流量计或涡轮流量计进行测量。如果此方法不可行,则
推荐符合ISO 5167中规定的测流嘴、孔板或文丘里流量计。流量计应适合所用气体压力,其不确定度
应与不确定度分析相一致。
氧化剂(空气)流量测量,可通过试验期间流量积分计算氧化剂(空气)总量。
流量计安装位置和测量条件:
a) 流量计安装位置:流量计应安装在靠近试验边界;
b) 测量条件:氧化剂(空气)的温度和压力应在安装于试验边界的流量计附近进行测量。
7.3.5.3 氧化剂(空气)温度测量
推荐直接温度测量仪是带显示器的热电偶温度计或带显示器的热敏电阻温度计。
温度传感器应符合精度要求。
如果流量计要求温度校正,那么温度传感器应安装在紧贴流量计的上游处,以用于该流量计的温度校正。
7.3.5.4 氧化剂(空气)压力测量
可采用校准过的压力计、净重仪、波尔登或其他弹力型压力计,另外可选校准过的压力传感器。氧
化剂(空气)压力测量仪器应适合试验期间的压力,不确定度应与不确定度分析一致。
性能试验前应检查管路连接,保证工作条件下无泄漏。
如果存在压力波动,应在有效位置安装一个合适的阻尼装置。
测量的氧化剂(空气)压力应是静压力,应考虑速度的影响并扣除。
7.3.5.5 氧化剂(空气)组分测量
氧化剂(空气)组分应当通过气相色谱仪或其他适用设备进行测量。如果使用空气作为氧化剂,除
非特别说明,氧化剂组分应视为一般......
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