行业案例
德尔塔巴一体化均速管在大型火电厂流量测量方案和应用
www.wanxun-auto.com  亚博体育ios系统下载亚博体育网页登录:2011-8-24 17:26:50  陕西万讯自控设备有限公司

一.概述
随着中国现代化的发展,各行各业对电力的需求愈来愈大,全国的装机容量增加迅速。本文主要讨论的是火电, 1987年全国装机容量为100GW,1995年为200GW,2004已经达到300GW。据国家发改委的报告,计划2010年将达到540GW,2020年为900GW,每年将增加30GW。
在容量增加的同时,最引人注意的是,各种高效率的新技术、新工艺不断被投入使用。超临界机组、燃机蒸汽联合循环、正压循环硫化床(PFBC)、循环硫化床联合循环(PFBC-CC)、整体煤气联合循环(IGCC),以及正压煤粉炉联合循环等锅炉燃烧技术在不同运用背景下广泛地研究和开始运用。其主要目的是为了提高机组的效率。1957年的第一台超临界在美国投入运行,效率可达40~47%,目前已有近千台超临界机组在世界范围内正常运行,最大单机容量达1300MW,造价与亚临界机组接近。
从环保和节流意义上讲,电力工业是煤炭的主要用户,我国45%的煤是用于发电,每瓦千小时的煤消耗量达400克(90年代初为412克/千瓦),比发达国家要高70~80克/千瓦。只有提高汽机的工作温度,如PFBC-CC,在850~900 °C ,从而可以抑制Nox的生成,提高效率到40%左右。达到高效低污染的目的。同时,燃煤产生的粉尘是主要污染源之一。
综观先进的工艺,需要高精度的测量和控制,就需要对汽机和锅炉中的各种煤、水、风和蒸汽进行全面计量,是保证各种工艺实施的必要条件。有些量以前无需测量的,现在就必须要考虑了,如各环节的主蒸汽,增加量主要在蒸汽方面。

二.各种流量测量点

由于大型火电厂的输煤方式、供水的供应方式不同,可能是用于供热机组,以及灰/渣/石膏(脱硫的副产品)是否需要综合利用等因素。使得火电厂的工艺系统复杂多样。所以欲给出普遍意义的流量测量方案是不现实的。这里只是就一般意义的描述,然后给出德尔塔巴对于流量测量的解决方案。

(1)燃油 / 燃气流量测量:
燃料油和燃气作为锅炉主燃料或启动点火用。目前燃煤机组的启动点火油(轻柴油), 通常使用质量流量计或转轮(鼓)式。这部分完全可以使用插入式差压流量计,德尔塔巴在许多自备电厂已有广泛地使用。(由于管道的内径差异比较大,这里只是简单地设计,仅做参考)。
其主要工艺参数为:
燃油:机械雾化时: 常温,3Mpa;30t/h,100*4.5mm                             (1-1)
介质雾化时:常温,1.5Mpa;15 t/h;100*4.5mm                                 (1-2)
 
(2)冷却水流量测量:
发电厂的冷却水包括主、辅机冷却器的冷却用水,部分工艺系统用的蒸汽冷却水,如循环冷却水、开、闭式冷却水等,大多数电厂通常使用江、河水(如长江,珠江)或者地下水,由于它使用了公共社会资源,需要进行计量。通常口径比较大。如武汉某电厂冷却水采用长江水。
管道直径为¢1820*10mm、常温、介质压力0.2Mpa、最大流量24372t/h。             (2-1)

(3)系统用水:通常为洁净水,比自来水的水质要好得多,是完全可以使用插入式差压流量计
(a)化学处理后的除盐水:  常温,0.5Mpa ,60t/h,  150x4mm                   (3-1)
(b)机组补水量:常温,0.5Mpa,50t/h,  150x4mm                      (3-2)
 (c) 锅炉给水量:300°C,18.0Mpa,1000t/h                                    (3-3)
 (d) 减温水量(过热蒸汽一级/ 二级减温水):215°C,14Mpa,12t/h,22*3mm      (3-4)
(c)再热汽的事故减温水量:200°C,6Mpa,10t/h                               (3-5)
(d)旁路减温水量:  高压时,300°C,18.0Mpa,200t/h                         (3-6)
                     低压时,200°C,6.0Mpa,80t/h                           (3-7)
(e)给水泵出口流量:180°C,18Mpa ,500t/h                                  (3-8)
(f)凝结水流量:100°C以下,2.0Mpa,1000t/h                                 (3-9)

(4)蒸汽系统
(a)主蒸汽:主蒸汽流量的精确测量是为了满足机组检测、控制的要求。通常300MW/600MW机组的主蒸汽流量是通过间接方法测量,测量汽机调节级压力(Po为Q主汽压力,P1为调节级的压力),根据主机生产厂家提供的数学模型,进行推导蒸汽的做功能力E=f(Q主蒸汽)=f(Po,P1)。所以主蒸汽流量的测量(计算)精度将取决于数学模型的正确性和精度以及传感器的精度,目前这种测量方法只适合于机组部分负荷范围,其计算(测量)精度是不满足运行要求。目前已经有了向德尔塔巴这样的(高温高压)流量测量元件,就可以进行直接测量。它在欧洲已经广泛应用,自从1996年以来,已经有了近300多个(高温高压)应用实例。例如:
 
使用年/月       用户名       内径/壁厚     压力       温度       流量
1996/07:Preussen Elektra:    232/28mm     25.5Mpa    550°C      450t/h
1996/06:GKK Kiel GmbH:   233/37mm     27.6Mpa    545°C      500t/h
1999/01: L&C Steinmuller:     285/40mm    29.8 Mpa   486°C      900 t/h
2001/04  Babcock GmbH:    265/25mm      16.6 Mpa   535°C      500 t/h
2004/05  Enercity           240/28         21.5 Mpa   545°C      486 t/h
              。。。。。。
对于国内用户来说,有一个认识过程,它的确是一个安全、有效和经济的解决方案。高温高压蒸汽、高压天然气或者中温高压液体(水)都可以使用德尔塔巴高温高压探头。(见业绩表,附件1) 计算表明,相同参数的主蒸汽流量测量,使用喷嘴将会使机组效率要下降0.25~0.3%。所以就很有必要考虑使用德尔塔巴插入式探头,虽然用量不大,但其意义重大。国内许多电厂都拟测量这些点的流量,但又担心在如此高温高压使用的安全性、可靠性,担心价格过高。使用喷嘴,压损又过大,一直处于徘徊状态。从大量分析/比较数据应该可以看到,插入式探头的压损只有标准孔板的5~10%,是喷嘴的20%,所以使用插入式传感器将给企业降低巨大的运行成本。通常运行30~60天(在上述的工况下)节约下来的运行成本就足可以购买一根探头。综观Systec的业绩,是可以让人们放心的使用。

主蒸汽:是指进入汽轮机的高温高压蒸汽
对于135MW机组,14.5Mpa,530°C,400t/h,  管道材料10CrMo9-10                ( 4-1-1)
对于300MW机组,16.8Mpa,538°C,1000t/h,管道材料10CrMo9-10                 (4-1-2)
对于600MW机组,在300MW机组基础上加大流量至2000t/h,管道材料10CrMo9-10;      (4-1-3)
对于超临界机组,压力25.4Mpa,温度分别为600°C、570°C,流量1950t/h,管道材料为P91 (X10CrMoVNb9-1)      (4-1-4)
   
 再热蒸汽:汽机高压缸做功后的蒸汽,经锅炉再热器加热后进入汽机中压缸的蒸汽压
力和温度均有所下降,通过再热器和调节,提高蒸汽的温度和压力。
       蒸汽参数为:3.6Mpa,538°C,920t/h;                                   (4-2)
                                                                              
(ii)其他用汽量:
 汽机各级抽汽及辅助蒸汽:发电厂利用汽机不同级的抽汽,加热高/低加热器中的锅炉给
水及凝结水,根据电厂的工艺系统的配置,被送至锅炉加热、驱动汽动给水泵、轴封。
如: 600MW汽机四级抽汽压力0.8Mpa、温度332°C,分别供汽动给水泵、除氧器加热用汽、暖风器加热用汽、采暖用汽等。                                                     (4-4)
1.67Mpa处抽气:310°C,1.67Mpa,35t/h,259*7mm                        (4-5)
 
(5) 空气系统
(a)一次风总风量:主要用于将煤干燥,输送煤粉。对进入磨煤机的风量测量。       
 1300*2000*4mm,13kpa,380°C,210000 Nm3/h                    (5-1)
 1220*4mm,     160°C,3.9kpa,120000 Nm3/h                   (5-2)
(b)二次风总风量:主要用于锅炉燃烧,保证燃料充分燃烧。   
 3000*2800*4mm,360°C,3.9kpa,350000Nm3/h                    (5-3)
 1820*4mm,360°C,3.9kpa,180000Nm3/h                         (5-4)
         (c)烟气或者废气:
 4000X8mm, 150°C,-3.5kpa,900000m3/h                        (5-5)
 3500X10mm, 50°C,-3.5kpa,800000m3/h                        (5-6)

风量测量的问题:
(i)口径大,方管多,流体不对称,同时为流量计安装提供的直管段严重不足。如果安装点不合适或者对流体分析不正确,会导致测量准确度低,甚至有可能连变化趋势都不正确;
(ii)由于使用旋转式三分仓空预器,用锅炉排出烟气对一次风、二次风进行预热。当被测空气在通过空气预热器时,有部分锅炉排烟的灰尘漏入,约为10%,使节流装置的传感器堵塞,失去正常测量的功能;
(iii)由于一部分管道口径大,流量小,在节流装置中产生的差压小,使测量精度下降。

三. 一般意义下的汽机和锅炉流程和测量点



Copyright © 2011-2014,www.wanxun-auto.com,All rights reserved
版权所有 © 陕西万讯自控设备有限公司 未经许可 严禁复制 建议使用1440X900分辨率浏览本站
备案号:陕ICP备11009434号 技术支持:西安做网站专家[玖佰网络]