ICS 27.060.01 F 04 DB35 福 建 省 地 方 标 准 DB35/T 1472—2014 工业锅炉表面散热损失红外热像测试方法 Infrared thermography measuring method for surface heatloss of industrial boilers 2014 - 12 - 29 发布 福建省质量技术监督局 2015 - 03 - 02 实施 发 布 DB35/T 1472—2014 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 测试原理 .......................................................................... 2 5 测试仪器 .......................................................................... 3 6 测试条件 .......................................................................... 4 7 测试方法 .......................................................................... 4 8 测试分析记录 ...................................................................... 5 附录 A（资料性附录） 常用材料发射率 ε 参考值 .......................................... 6 附录 B（资料性附录） 测试分析记录 .................................................... 7 I DB35/T 1472—2014 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第1部份：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由厦门市质量技术监督局提出。 本标准由福建省质量技术监督局归口。 本标准起草单位：厦门市特种设备检验检测院。 本标准主要起草人：伏喜斌、徐火力、黄学斌、詹叶玉生、冯利刚、赖永泉、范成龙、邹志坚、尤志轩、 王艺聪。 II DB35/T 1472—2014 工业锅炉表面散热损失红外热像测试方法 1 范围 本标准规定了工业锅炉热工性能试验过程中表面散热损失采用红外热像测试的方法。 本标准适用于工作压力小于3.8 MPa，额定蒸发量（额定热功率）不大于10 t/h（7.0 MW）的蒸汽 锅炉、热水锅炉及有机热载体锅炉。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2900.48 电工名词术语 锅炉 GB/T 10180-2003 工业锅炉热工性能试验规程 GB/T 17357-2008 设备及管道绝热层表面热损失现场测定 热流计法和表面温度法 GB/T 19870 工业检测型红外热像仪 DL/T 907-2004 热力设备红外检测导则 3 术语和定义 GB/T 2900.48界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 锅炉表面散热损失 boiler surface heatloss 锅炉本体（炉墙、金属结构）及锅炉范围内管道（烟风道及汽、水管道联箱等）向周围环境中散失 的热量占总输入热量的百分率。 3.2 红外热成像 infrared thermal imaging 将来自物体表面的红外辐射亮度的二维空间变化转变成以灰度或伪彩色显示的图像的过程。 3.3 红外热像仪 infrared thermograph instrument 由热像检测装置、热像控制装置和图像处理、分析、存储、输出装置等外围设备组成的一套仪器。 1 DB35/T 1472—2014 3.4 发射率 emissivity 在给定温度下，一个物体的辐射亮度与处于相同温度下黑体的相应辐射亮度之比。 3.5 透射率 transmittance 透过物体的辐射通量与入射到该物体表面上的辐射通量之比。 3.6 分区 sectional examination 由于热成像系统视场限制，对大尺寸物体检测时所进行的区域划分。 4 测试原理 4.1 利用红外热成像法测量锅炉表面温度以此来获得锅炉表面散热损失，其工作原理如图 1 所示。 b a 锅 炉 表 面 h 区域 红外热像仪 twi v 计算机 u 红外热像图像 图1 测量原理 4.2 查询锅炉资料，并实际测量锅炉表面尺寸，根据表面尺寸信息，将锅炉本体及其部件外表面进行 分区，得到 n 个区域。对于人孔、管道等裸露部分应单独划分，量出各区域的面积 A1、A2、……An。各 2 区域的面积一般不得大于 2 m 。 4.3 对红外热像仪进行温度与视场标定，确保温度的准确性及实现物像大小的相互转换，对划分的各 区域，在相应的热图中进行进一步的分区划分，分别为 Ai1、Ai2、……Ain。区域的大小可根据具体尺寸 及温度分布情况进行划分。 4.4 对 4.2 中分区的 i 区域的表面温度由 4.3 中进一步分区的各区域温度按求表面积加权平均值的方 法求取，计算公式如式（1）所示： 2 DB35/T 1472—2014 n ∑t A ij Twi = j =1 n ∑ Aij ij = t i1 Ai1 + t i 2 Ai 2 + ……+ t i ( n −1) Ai ( n −1) + t in Ain Ai1 + Ai 2 + ……+ Ai ( n −1) + Ain ....................... (1) j =1 式中： Ai1、A i2、……A in——4.3中进一步分区的各区域面积，单位为平方米（m2）； ti1、ti2、……t in——4.3中进一步分区的各区域平均温度，单位为开尔文（K）； Twi——i区域的表面温度，单位为开尔文（K）。 4.5 由红外热图计算出 i 区域的表面温度后，按 GB/T 17357-2008 表面温度法计算热流密度，公式如 式（2）所示： qi′ = α i × (Twi − TF ) .................................... (2) 式中： qi′ ——i区域的热流密度，单位为瓦每平方米（W/m2）； α i ——i区域的表面换热系数，单位为瓦每平方米开尔文W/(m2·K)，计算方法按GB/T 17357-2008 附录A的规定； TF——环境温度，锅炉前端、后端、两个侧面各取两个测点获取的温度的平均值，单位为开尔文（K）。 根据GB/T 10180-2003附录D公式（D.1），即公式（3）计算其锅炉表面散热损失： q′ A + q2′ A2 + q3′ A3 + L + qn′ An q5 = 1 1 × 100% ........................... (3) BQr 式中： A1、A2、…An——分别为各区域的面积，单位为平方米（m2）； B——燃料消耗量，单位为千克每小时（kg/h）或立方米每小时（m3/h）； Qr——锅炉输入热量，单位为千焦每千克（kJ/kg）或千焦每立方米（kJ/m3）。 5 测试仪器 5.1 红外热像仪 5.1.1 本标准所使用的红外热像仪除应满足 GB/T 19870 的要求外，还应符合 5.1.2 及 5.1.3 的要求。 5.1.2 红外热像仪性能指标应能满足测试要求，如温度分辨率、温度范围、工作波段、工作距离、工 作温度等，其基本性能如下： a) 温度分辨率：0.2 ℃； b) 测温范围：0 ℃～600 ℃； c) 工作波段：8 μm～14 μm； d) 工作距离：2 m～6 m； e) 工作温度：0 ℃～50 ℃。 此外，红外热像仪必须有产品合格证，并经过计量部门检验合格。 5.1.3 红外热像仪应具有图像分析、图像存储、数据传输等功能，其中图像分析功能应具有分区域温 度统计分析功能，如区域大小分割、温度平均值、温度最大值与最小值等。 3 DB35/T 1472—2014 5.1.3 红外热像仪应具有图像分析、图像存储、数据传输等功能，其中图像分析功能应具有分区域温 度统计分析功能，如区域大小分割、温度平均值、温度最大值与最小值等。 5.2 其它仪器与工具 使用的其它仪器与工具有： a) 简易防尘红外镜头（备用）； b) 红外测温仪（-50 ℃～250 ℃，精度±1%）； c) 钢卷尺和皮尺(1 mm)； d) 激光测距仪（0.05 m～100 m，精度±1.0 mm）； e) 温湿度计（精度±1%）； f) 风速仪（精度±1%）。 6 测试条件 6.1 被测锅炉应满足 GB/T 10180-2003 规定的运行负荷条件，周围无其它热源相互干扰。 6.2 在稳定的环境温度 0 ℃～40 ℃，湿度不大于 90%，无结露的环境下进行测试，风速小于 0.5 m/s， 避免阳光等辐射源影响，满足 DL/T 907-2004 的有关规定。 6.3 环境温度、风速应在距离垂直测点位置 1m 处测得，并应避免其它热源的影响。 7 测试方法 7.1 测试准备 7.1.1 红外热像仪使用前应进行必要的调试和测试，如校准、标定和参数设置。 7.1.2 修正红外热像仪的ε值如下： a) 参照附录 A 中表 A.1 查找与被测目标相应的材料发射率ε，键入红外热像仪； b) 采用红外测温仪测出被测目标表面的绝热温度值，凭此来调整红外热像仪的ε值。 7.1.3 设置透射率 T，键入被测目标的距离、背