彎管流量計改造節(jié)能量計算實例

朱海軍

（南京上賽能源技術有限公司江蘇南京210007）

彎管流量計改造節(jié)能量計算實例

朱海軍

（南京上賽能源技術有限公司江蘇南京210007）

通過汽輪機理想化做功原理：定熵焓降，結合汽輪發(fā)電機組的相對電效率計算方法，計算出更換完進汽流量計和抽汽流量計后的項目節(jié)能量，為此類減少壓差項目提供了一種合適的計算方法，并通過實例進行了驗證。

彎管流量計；節(jié)能量；節(jié)能改造

1 概述

蘇南某電廠采用南京汽輪電機（集團）有限責任公司C15-4.90/0.981型次高溫次高壓、單缸、一級可調整抽凝式汽輪機，原進汽采用長頸噴嘴流量計，抽汽采用孔板流量計，在運行過程中發(fā)現(xiàn)長頸噴嘴流量計和孔板流量計均存在一定的壓力損失，降低了蒸汽品質，增大了能量損失。為此該單位針對汽輪機組的進汽和抽汽流量計進行了改造，使用無壓力損失的彎管流量計，替換原有的計量器具，為確認改造效果，筆者對改造前后的相關運行數(shù)據(jù)進行了記錄，并計算了項目的節(jié)能量。

2 項目節(jié)能原理

彎管流量計安裝在蒸汽管道的90°彎頭處，替換了原有的常規(guī)90°彎頭（安裝形式如圖1），安裝彎管流量計后，減少了噴嘴和孔板所產生的節(jié)流損失，從而減少了在流量計處產生的壓力損失。

圖1

通過焓熵圖（圖2）可以看出，當進汽壓力存在損失時，進汽壓力由P0減小到P1，進汽的焓值不變h0＝h1，比熵增加；汽輪機理想化做功是一個定熵焓降過程，因此，在抽汽壓力沒有損失的情況下，抽氣壓力應為P3，對應無損失的進汽壓力，理論做功的焓降值應為h0-h3，當產生壓力損失時，抽氣壓力由P3上升至P2，對損失后的進汽壓力，理論做功的焓降值應為h1-h2。從圖中可以明顯看出由于壓力損失的存在，汽輪機理論做功的焓降變小，產生了能量損失。

圖2

3 改造前后的數(shù)據(jù)記錄

改造前，在抽汽70t/h的生產狀況下，主蒸汽壓力（流量計前）為4.64MPa，溫度為470℃，經測量，原進汽采用的長頸噴嘴流量計存在46.5kPa的壓差，抽汽壓力（流量計后）為0.93MPa，經測量，原抽汽采用的孔板流量計存在80kPa的壓差。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)查焓熵圖得出表1參數(shù)。

4 項目節(jié)能量計算

根據(jù)汽輪發(fā)電機組的相對電效率計算公式：

Pel——發(fā)電機出線端功率，單位：kW；

D0——做功蒸汽量，單位：t/h；

表1

△h——做功蒸汽焓值差，單位：kJ/kg；

ηi——汽輪機相對內效率；

ηm——機械效率；

ηg——發(fā)電機效率；

3.6——轉換系數(shù)，1kW＝3600kJ/h。

根據(jù)機組額定功率（15MW），查表得ηi＝82%，ηm＝98.5%，ηg＝96.5%；依據(jù)改造前后的數(shù)據(jù)記錄計算改造前發(fā)電機出線端的功率：

改造后的發(fā)電機出線端功率為：

由此可見汽輪機組使用彎管流量計更換完進汽流量計和抽汽流量計后，能夠提升的發(fā)電功率為6428.40－6365.956＝62.44kW，按照機組年有效運行時間7500h計算，年可增發(fā)電量62.44×7500＝468300kWh，按照單位平均供電標煤耗284.08gce/kWh計算，則年可節(jié)約標煤量為468300×284.08÷1000000＝133tce；按照企業(yè)平均發(fā)電成本0.4元/kWh計算，則年可增加收入468300×0.4÷10000＝18.73萬元。

本次項目節(jié)能量計算，只計算了抽氣部分在更換完進汽流量計和抽汽流量計后能夠提升的發(fā)電功率，另外，凝氣部分在更換完進汽流量計后發(fā)電功率也有部分提高，計算原理同上，本次項目節(jié)能量未對該部分節(jié)能量進行計算。

5 結語

綜上所述，對于供熱、發(fā)電機組而言，影響機組發(fā)電功率的影響因素很多，比如壓力、溫度、流量以及轉換效率等。常規(guī)改造主要是通過提高蒸汽參數(shù)（包括壓力和溫度）、增加流量、提高轉換效率等技術手段實現(xiàn)，此類項目節(jié)能量計算通常通過機組的供熱（電）標煤耗的變化進行計算。

本次更換流量計的改造項目，僅僅是減少了流量計前后的壓力損失，對機組的發(fā)電功率影響較小，抽氣部分增加的發(fā)電功率僅為額定功率的0.42%，因此，不能夠使用機組的供熱（電）標煤耗的變化進行計算。

本次項目通過汽輪機理想化做功原理：定熵焓降，結合汽輪發(fā)電機組的相對電效率計算方法，計算出更換完進汽流量計和抽汽流量計后的項目節(jié)能量，為此類減少壓差項目提供了一種合適的計算方法。盡管項目節(jié)能量較小，但是就項目的投資強度和經濟利潤來說，仍是一個值得投資的良性項目。

[1]康松，楊建明，胥建群.汽輪機原理.北京：中國電力出版社，2000.

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1004-7344（2016）30-0320-01

2016-10-5