汽轮机入口蒸汽流量测量解决方案.pdf

第41卷第4期
化工技术与开发
Vo】.4No.4
2012年4月
Technology Development of Chemical Industry
Apr.2012
汽轮机入口蒸汽流量测量解决方案
麦俊华
宁煤集团煤炭化学工业分公司烯烃公司,守夏灵武750411)
摘要:针对空分装置蒸汽驱动一拖二压缩机组汽轮机入口蒸汽流量受温度、压力影响测量不准确的原因进行
分析,并提出修正的解决か法,目前该方案已经得到了很好的应用并真正解决了实际生产中遇到的问题。
关键词:温压补偿;蒸汽流量;密度计算
中图分类号:TQ056.15
文献标识码:B
文章编号:1671-990562012)04-005503
随着工厂产品产量及规模的逐渐扩大,对空分
节流式流量计在蒸汽计量中占有重要的地位。
装置制氧量的需求也逐渐增大,大型空分随之应运节流式流量计技术成熟,特别是标准节流裝置按标
而生,蒸汽驱动压缩机组走入市场。某公司共有3准(IS0O5167-2003E、GB/2624-2006)设计、制造就
套58000Nm3?h'空分装置,3套蒸汽驱动一拖二无须实流标定,是其它流量计无法比拟的。实际上,
空气压缩机组,在每台汽轮机人口均安装一台高压目前我国蒸汽计量用表有90%以上仍采用标准孔
标准喷嘴测量高压蒸汽流量。高压蒸汽直接来自上板节流装置。大力推荐采用标准喷嘴而不是孔板的
游动力装置,每台汽轮机入口前安装有一台高压角原因如下
式迷宫蒸汽放空调节阀,用于空分装置在汽轮机主
标准孔板的一个缺点是人口直角锐利度在流体
汽门关闭时释放多余蒸汽,以免影响上游工号蒸汽冲刷下易发生钝化,据悉国内有关部门曾对新装孔
量的调节,从而避免影响动力装置的稳定运行及其板进行跟踪校验,在孔板连续使用2~3个月时,钝化
它下游气化、净化、甲醇、丙烯透平机组的稳定运行。引起流出系数偏度在1%~3%,个别严重的在4%以
而放空调节阀的开度由高压喷嘴测得的蒸汽流量进上,这已引起了人们的高度重视。目前,解决标准孔
行调节,该流量计测量的准确性是直接影响机组自板钝化问题的最好方法是采用标准喷嘴。由于喷嘴
动控制水平、性能计算及节能降耗的关键因素。随的人口为光滑曲面,不易磨损。它的流出系数非常
着成本意识的不断增强,对能源计量的准确性提出稳定,所以JG640-94规程规定ISA1932喷嘴的检
了更高的要求,流量测量的温度、压力补偿逐渐被提定周期为4年(孔板检定周期是1年)。再者,喷嘴
到了重要位置。由于流量测量装置的设计过程中,在相同流量和相同β值条件下,阻力损失比孔板小
提供的设计温度、压力与实际运行的温度、压力有一得多(仅为孔板的50%-60%),有利于减小能耗。长
定的差异并且由于工艺造成流体温度、压力波动较期运行情况表明,由于喷嘴具有耐冲击抗变形的优
大,致使测出的流量不能真实反映其工作状态下的点,适应于高温、高压、高流速介质。
实际流量。只有在流体工况与设计条件一致的情况
标准喷嘴的主要计算数据如下
下才能保证较高的测量精度,而本装置尤其在开车工艺管线材质
12CR1MOVG
阶段蒸汽升压、升温工况的变化,对测量精度的影响工艺管线外径/内径/mm
273/223
特别大,必须进行补偿。
工艺介质
高压蒸汽
1一次仪表配备方案
操作温度/C
操作压力MPa
8.
本装置配备的蒸汽流量计量一次仪表是标准喷
嘴流量计,并配套温度、压力变送器进行温度、压力
操作密度/kg-m
22.9797
补偿。
动力粘度/mPa-s
0.0307
作者简介:麦俊华(1973-),女,仪表工程师,电话:13649519169,地址:宁夏灵武市宁东镇宁煤集团煤化工公司烯烃公司机动部
收稿日期:2011-12-21
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化工技术与开发
第41卷
等熵指数
1.2776
式中:t为补偿温度,℃;P为补偿压力(表压),
最大流量/kgh
169300
MPa。
正常流量/kghl
160200
3流量公式的确定
最小流量/kgh
125600
流量计刻度/kgh
200000
在蒸汽计量中用节流元件作为传感元件时用计
仪表差压/kPa
160
算法进行补偿,其流量公式为
流暈系数α
1.073876
aBD2√2pAP
v1-β
直径比(缺孔板为面积比)β
0.6972653
型号及图号
BZ160-250
10°
C=0.9965-0.00653B2
(3)
R
节流件形式
标准喷嘴
节流装置标准
ISO/GB
K
K
公称压力kPa
16000
.B
公称直径/mm
节流件材质
304
节流件孔径(圆缺高度)/mm
155.21
R
2密度的确定
式中
在蒸汽的计量上,密度虽然也是温度、压力的函
2mー补偿后质量流量,kg?s
数,但不再遵循理想气体状态方程,且在不同压力
C一流出系数
温度区间,函数关系不同,很难用一个简单的函数
E一流朿膨胀系数;
关系式表示,因此着重论述一下常用水蒸汽密度的
△Pcm一常用状态下的差压,即被补偿量,Pa;
确定方法。
△P一刻度差压,Pa(见数据表)
2.1查表法
P1一设计压力,Pa(见数据表)
把水蒸汽密度表装人计算机中,根据工况的温
K一等熵指数(见数据表);
度、压力,从表中査出相应的密度值。
单位面积内磨擦力
2.2计算法
一管道雷诺数;
1)自己拟合公式(或者出版物给出的公式);
D,一常用状态下管道内径;
(2)鸟卡诺维奇公式
B一节流件孔径与直管段内径之比,B=dD;
(3)IFC1967公式。
ー动力粘度(见数据表);
2.,2.1IFC1967公式
qm一刻度流量,kg?s'(见数据表)。
根据“IFC1967公式”制定的数表,考虑了各个
(1)根据公式(6),将n=20000kgh1≈
不同区域的特性,是最完整的、最全面的。但它数据556kg-4,D=0,23m,n=0.0307×10~PaS代入
量大,占用了大量的空间,应用数表要首先判断是饱计算得出R=10.3374×10°
和蒸汽还是过热蒸汽,再査不同的数表,另外数表的
根据公式(5),将△P=160kPa=16000a,P=
变量是有一定步长的非连续量,对于两点之间的数16000kPea=16000oa代人,计算得出z=0.99
据,需经过数学内插处理获得,该公式非常繁杂,实
根据公式(4),将B=0.6972653,k=12776.
际应用起来有一定难度。
0.99代入,计算得出=0.991726。
2.,2.2密度拟合公式
根据公式(3),将B=0.6972653,R=10.374
本装置中,我们采用了密度拟合公式:
10°代入,计算得出C=0.99152。