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    一種用于火電廠的節能型渦街流量計設計應用解析

    一種用于火電廠的節能型渦街流量計設計應用解析

    時間:2019-10-31 08:29:50
    摘 要:由于大型火力發電是耗能大戶,如何為大型火力發電節能降耗一直是該公司追求目標;诖,從抽吸真空技術領域出發,設計了一種節能型渦街流量計,對其控制方法進行詳細闡述。
    1 現火電廠真空使用缺陷
    渦街流量計是火力發電機組的重要設備之一,渦街流量計的真空值對汽輪發電機組運行經濟性有重要影響。影響渦街流量計真空的因素有很多,其中影響#直接的是真空嚴密性、冷卻水溫度、冷卻水量以及水環真空泵的工作特性。目前國內 300MW 及以上等級發電機組的渦街流量計抽真空系統多采用配置 2 ~ 3 臺水環真空泵機組。水環真空泵具有以下缺點。
    地衣,水環真空泵的工作液溫度受冷卻水溫度影響很大,而環境溫度是影響冷卻水溫度的重要因素,尤其在夏天,冷卻水溫度達到 30℃時,加上換熱器端差,工作液溫度會達到 40℃以上。在真空條件下,水環真空泵的工作液會出現大量汽化和汽蝕現象,進而出現振動和噪音問題,導致水環真空泵抽吸特性大大降低,無法及時將渦街流量計中的乏空氣抽走,影響渦街流量計真空,降低機組安全穩定運行和運行經濟性。
    第二,傳統的機組抽真空系統、水環真空泵是按照機組建立真空的要求進行配置的,設備運行電耗大;在維持機組真空的運行條件下,有很大節能降耗空間。
    第三,因為機組的凝汽管道混合物中有部分未凝結氣體和水,如果去除了這部分,水環真空泵的選型有望縮小。第四,水環真空泵為轉動設備,葉輪磨損加上汽蝕現象,提升了火電廠使用成本。
    2 節能型渦街流量計工作原理:
    節能型渦街流量計包括渦街流量計、渦街流量計熱井、凝汽母管和小型水環真空泵系統,還包括凝汽支管、凝汽管道逆止閥、凝汽管道流量計、凝汽管道壓力變送器、凝汽管道熱電阻、凝汽管道隔離閥、凝汽管道氣動閥、動力蒸汽調節閥、蒸汽噴射器、管式換熱器、疏水器、疏水氣動閥、聯絡氣動閥、聯絡隔離閥和原來大型水環真空泵。
    其中,所述渦街流量計下方設置有渦街流量計熱井,渦街流量計出口連接凝汽母管,凝汽母管的另一端連接至大型水環真空泵系統的入口,大型水環真空泵系統出口連接至大氣;凝汽母管上連接有凝汽支管,凝汽支管上依次設置有凝汽管道逆止閥、凝汽管道流量計、凝汽管道壓力變送器、凝汽管道熱電阻、凝汽管道隔離閥以及凝汽管道氣動閥;凝汽支管的另一端連接至蒸汽噴射器吸入口,蒸汽噴射器入口上設置有動力蒸汽調節閥,蒸汽噴射器上設置有可調節噴嘴;蒸汽噴射器的出口連接至管式換熱器入口,管式換熱器上還連接有冷卻水供水管和冷卻水回水管;管式換熱器的出口連接至小型水環真空泵的入口,小型水環真空泵出口連接至大氣;小型水環真空泵通過聯絡隔離閥和聯絡氣動閥連接大型水環真空泵系統,使得新水環真空泵功率小于原來大型水環真空泵系統功率。
    3 節能型渦街流量計工作特征
    節能型渦街流量計,其特征在于動力蒸汽調節閥根據凝汽管道壓力變送器的實測數據以及設計壓力之間的差值進行壓力的變速調節:當凝汽管道壓力變送器的實測數據小于 0.3MPa 時,小型水環真空泵系統運行,原來大型水環真空泵退出;當管式換熱器的出口溫度大于溫度設定值時,小型水環真空泵系統運行,原來大型水環真空泵退出;當管式換熱器的出口壓力大于壓力設定值時,小型水環真空泵系統運行,原來大型水環真空泵退出。另外,管式換熱器下方還設置有疏水器,疏水器通過疏水氣動閥連接至渦街流量計熱井。裝置內采集的信號接入DCS控制系統,由DCS控制系統進行調節控制,如圖1所示。
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    4 節能型渦街流量計節能效果
    本節能裝置可根據機組負荷、真空嚴密性、冷卻水溫度以及冷卻水量等因素,計算出蒸汽噴射器的動力蒸汽總量和噴射系數;并將蒸汽噴射器的可調節噴嘴調節至所需開度,滿足維持并提高機組真空的需要,確保機組獲得#大程度的節能效果。本裝置采用蒸汽噴射器原理,抽吸渦街流量計中的汽氣混合物,確保渦街流量計始終處于高真空狀態;并且通過蒸汽噴射器提高水環真空泵的入口壓力,使水環真空泵的工作液汽化溫度與工作液的實際溫度之間溫度差達到 10ºC 以上,避免水環真空泵出現汽蝕現象。另外,本裝置中動力蒸汽調節閥和凝汽管道壓力變送器所組成的動力蒸汽自動調節系統,可以根據凝汽管道壓力變送器測得的數據與壓力設定值之間的差值,進行變速調節,抑制動力蒸汽的壓力波動;同時,通過管式換熱器和小型水環真空泵,替代原來大型水環真空泵系統,維持并提供渦街流量計真空,保證渦街流量計處于#佳工況,不受環境溫度變化影響,始終保持穩定抽吸能力,降低機組發電煤耗以及抽真空系統運行電耗,保證系統設備運行可靠安全、維護工作量少,無汽蝕、高噪音或振動現象產生。
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