火电机组的水位、流量补偿

火电机组的水位 流量补偿火电机组的水位 流量补偿 在热工测量中 某些参数的测量受其它参数的变化影响较大时 应考虑对测量信号进行校正 需要考 虑校正的测量信号主要有 给水系统中的汽包水位 给水流量 主汽流量 汽温系统中的减温水流量 制 粉系统中的磨一次风量 送风系统中的冷风量和热风量 主要单位换算 1kgf cm2 9 80665 104Pa 1bar 105Pa 1ata 9 80665 104Pa 工程大气压 1atm 1 01325 105Pa 1 用差压变送器测量的汽包水位信号压力校正用差压变送器测量的汽包水位信号压力校正 汽包水位测量的取样装置有单室平衡容器和双室平衡容器之分 1 1 双室平衡容器补偿双室平衡容器补偿 我国锅炉一般配套双室平衡容器 测量装置示意图如图 1 所示 采用饱和蒸汽加热正压头水柱 使之 处于饱和蒸汽 由图可推得如下公式 P P P W g L S g L h0 h W g h h0 即 h L h0 P W S g 式中 h 水位 单位 m P 差压 单位 Pa w 饱和水密度 单位 kg m3 S 饱和蒸汽密度 单位 kg m3 g 重力加速度 补偿公式 SAMA 图如图 2 所示 图中 汽包压力按表压 计算 汽包水位按差压 Pa 值计算 若原为 mmH2O 则 换算关系为 1mmH2O 9 8Pa 10Pa 折线函数 1 为 w s 除法器 2 的系数为 G1 1 B1 0 G2 9 80665 B2 0 常数 C 为 L h0 减法器 3 的系数为 G1 G2 1000 W S 是汽包压力 P 的函数 可通过查 饱和水与饱和蒸汽表 经运算得出 下表给出石景山 2 200MW 机组汽包水位双室平衡容器补偿 w s 的折线函数 汽包压力 Mpa 00 41 42 94 911 914 916 9 主主主主主主主主 主主主主 PT CHA 1 LT DIV 2 SUB 3 C 主2 主主主主主主主主主主 L h0 主主主主主主主主 主主主主 PT CHA 1 LT SUB 2 DIV 4 主4 主主主主主主主主主主 CHA 3 w s kg m3 957 8912 4859 0807 2752 4585 0506 5445 6 注 注 1 饱和水与饱和蒸汽表 中的压力为绝对压力 实际计算时所用为表压 二者之间的关系为 表压 1 标准大气压 绝对压力 1 标准大气压 1bar 因此 在查表时 应将所查压力值 1 如 查 0 4Mpa 时的 w s 应查 5bar 时的值 即 1 0 0010928 1 0 37481 912 4 而不是 4bar 时的值 即 1 0 0010839 1 0 46242 920 4 2 上述公式适用于汽包 0 位与平衡容器 0 位一致的情况 1 2 单室平衡容器补偿单室平衡容器补偿 测量装置示意图如图 3 所示 由图可推得如下公式 P P P 凝 g L S g L h0 h W g h0 h 即 h 凝 S g L P W S g 式中 h 水位 单位 m P 差压 单位 Pa w 饱和水密度 单位 kg m3 S 饱和蒸汽密度 单位 kg m3 凝 汽包外水柱密度 单位 kg m3 g 重力加速度 补偿公式 SAMA 图如图 4 所示 图中 汽包压力按表压 计算 汽包水位按差压 Pa 值计算 若原为 mmH2O 则换 算关系为 1mmH2O 9 8Pa 10Pa 折线函数 1 为 凝 S 折线函数 3 为 W S 注 注 1 采用单室平衡容器构成校正回路时 通常按 50 确定 凝 没有考虑 凝随温度变化带来的影响 在使用中平衡容器水柱温度变化较大时 将产生较大的误差 因此 采用这种方式时 要注意避免平衡容 器水柱温度的过大变化 例如采用一定的防护或保温措施 2 凝 S W S 是汽包压力 P 的函数 因此上述校正回路可表示为 h F P p f P 在较大压力范围内 如 0 200 公斤 厘米 3 凝 S g L F P 可用直线方程近似 凝 主主 h0 L 主主主主 w S 主 h 主3 主主主主主主主主主 主主主主主 p p S g L K3 K4 P 因此 校正回路可变为 h K3 K4 P p f P 凝 S g K3 K4 P 1000 9 7 410 P 在冷水温度为 50 汽压为 0 10 18 63Mpa 范围内 计 算误差小于 1 3 凝 S g 673 84 2 9043 P 21 3791 SQR 225 56 10 197 P 取冷水温度为 40 汽压在 0 1 20 2Mpa 范围内 计算误差不超过 0 3 在汽包压力为 30 130 公斤 厘米 3范围内时 f P 也可用直线近似 W S g K1 K2 P 因此 校正回路可变为 h K3 K4 P p K1 K2 P W S g 908 8 27 685 P 在冷水温度为 50 汽压为 0 39 18 63Mpa 范围内 计算结果与实 际值的误差小于 2 5 W S g 942 36 50 418 P 2 8855 P P 0 09627 P3在冷水温度为 40 汽压为 2 94 20 59Mpa 范围内 计算结果与实际值的误差小于 1 0 还有将误差看成汽包压力的函数进行校正的方案 h p K f P 这种方式只对正常水位有较好的校 正作用 水位偏离正常值时误差较大 2 过热蒸汽流量的压力温度校正过热蒸汽流量的压力温度校正 电厂中过热蒸汽流量的测量一般采用标准节流元件 这种节流装置在设计参数下运行时 测量精度较 高 而参数偏离设计值时误差较大 为了在压力和温度变 化时 仍能保持一定的精度 可对测量信号进行压力和温 度校正 蒸汽的重度随压力和温度的变化而变化 重度 即重 力密度 g 过热蒸汽在压力为 10 160 公斤 厘米 3 温度为 300 555 的范围内 重度 与压力 P 温度 t 的关系可用经验公式 1 82 P t 100 1 66 0 55 P 100 此时 过热蒸汽流量 G 可表示为 G K SQR p K SQE 1 82 P t 100 1 66 0 55 P 100 p 式中 G 过热蒸汽流量 kg h 过热蒸汽重度 kgf m3 p 变送器测量差压 kg cm2 P 过热蒸汽压力 kg cm2 t 过热蒸汽温度 K 系数 校正回路 SAMA 图如图 5 所示 另 北京电力试验研究所提出 在压力为 5 140 公斤力 厘米 2 温度为 200 550 范围内 过热蒸汽 的密度可表示为 K P T 式中 过热蒸汽密度 公斤 米 2 T 过热蒸汽绝对温度 K K 系数 根据校正范围不同取不同的值 过热蒸汽质量流量的校正方程为 M C SQE p SQE 额定 C SQE p P T 式中 M 蒸汽质量流量 公斤 小时 C C SQE K 额定 系数 其中 C 为常数 额定是节流元件设计参数下蒸汽的密度 3 给水流量补偿 温度补偿 给水流量补偿 温度补偿 主主主主主主主主主主主主 主主主主主 TE SUB 1 PT DIV 2 PdT MUL 3 SQE 4 主5 主主主主主主主主主主 TEPdT CHA 1 MUL 2 SQE 3 冷风温度冷风风量 冷风风量 校正回路 SAMA 图如右图所示 所需参数 给水流量 0 100kPa 0 800t h 给水温度 0 300 以石景山电厂 2 机组 200MW 为例 额定压力 17 64MPa 180 0 098665 额定温度 249 4 给水温度 即高加 出口温度 当高加投入时 为 250 当高加不投时 为 150 y f x 为给水温度的修正系数 修正曲线如下 额定压力 17 64MPa 为表压 表压 0 1 绝对压力 即绝对压力为 17 74MPa 177 4bar 根据绝对 压力查水蒸气性质表 水蒸气性质表中的压力为绝对压力 求得 17 74MPa 下 不同温度所对应的不同 比容 V 单位 m3 kg 见下表 温度 V1 175bar V2 180bar V V1 177 4 175 V2 V1 180 175 177 4bar V设 V 1200 001050861 1687 1500 001079361 1379 1800 001113761 1027 2000 001140761 0766 2200 001189011 0482 2300 001189011 0329 2400 0012077641 0169 2500 001228161 2600 001250470 9822 2700 001275020 9632 3000 001368180 8977 其中基准为喷嘴的设计比容 V设 即 17 74MPa 250 时的比容 即 0 00122816m3 kg 修正系数 y f x 即为 C V设 V 注 若 y f x 在开方器 SQE3 外 则修正系数应为 C1 SQE V设 V 乘法器 2 的修正系数整定方法如下 当温度为 250 有 D SQE k p 其中 当差压变送器 p 100KPa 时 给水流量 D 800t h 由此 求得 k 6400 即乘法器 2 的修正系数为 6400 当公式计算得出的流量值与实际有偏差时 可通过乘法器 4 进行修正 另 另 当给水温度 t 在 120 280 压力 P 在 1 96 22 56Mpa 时的密度由下式计算 V 0 89486 10 3 0 21447 10 5 t 0 97324 10 8 t2 0 27813 10 10 t3 4 减温水流量补偿公式减温水流量补偿公式 5 风量的温度校正风量的温度校正 气体介质的重量流量测量信号受温度 压力的影响 需考虑对测量信号进行温度 压力校正 当压力 变化不大时 可只进行温度校正 常用测量装置有对称机翼形和复式文丘里管 需经过标定 送风流 量一般只用温度进行校正 5 1 冷风风量校正冷风风量校正 补偿公式 SAMA 图如右图所示 所需参数 冷风风量 0 100mmH2O 0 16946 m3 h 冷风温度 0 50 y f x 250 TEPdT CHA 1 MUL 2 SQE 3 MUL 4 给水温度给水流量 给水流量 以石景山电厂 2 机组 200MW 为例 采用机翼测量装置 设计参数为 截面 720 3 风压 550mmH20 温度 30 流量 16946 2 33892m3 h 差压 100 mmH20 设计工作温度为 30 送风再循环坏时 工作温度为 0 送风再循环正常时 工作温度为 30 y f x 为冷风温度的修正系数 即 y f x Kc 273 30 T 303 T 见下表 冷风温度KC热风温度KT 01 109902 1245 51 0899301 9142 101 0707501 7957 151 05211001 5550 201 03412001 2262 251 01682801 0488 301 00003001 0122 350 98383071 0000 400 96813200 9781 450 95283300 9619 500 93813500 9310 乘法器 2 的修正系数整定方法如下 当温度为 30 有 D SQE k p 其中 当差压变送器 p 100mmH2O 时 给水流量 D 16 946km3 h 由此 求得 k 2 87166916 即乘法器 2 的修正系数为 2 87166916 5 2 热风风量校正热风风量校正 补偿公式 SAMA 图如右图所示 所需参数 热风风量 0 100mmH2O 0 725000m3 h 冷风温度 0 350 以石景山电厂 2 机组 200MW 为例 采用机翼测量装置 设计 参数为 截面 2 6 3 6m2 9 36m2 风压 437mmH20 温度 307 流量 725000 2 1450000m3 h 差压 100 mmH20 设计工作温度为 307 y f x 为热风温度的修正系数 即 y f x Kc 273 307 T 580 T 见上表 乘法器 2 的修正系数整定方法如下 当温度为 307 有 D SQE k p 其中 当差压变送器 p 100mmH2O 时 给水流量 D 725km3 h 由此 求得 k 2 87166916 即乘法器 2 的修正系数为 2 87166916 5 3 总风量补偿公式总风量补偿公式 补偿公式 SAMA 图如右图所示 总风量为冷 热风风量的总和 因冷 热风风量是 在各自不同的工作温度下的风量 必须将其转化为同一 温度下的风量后才能相加求和 以石景山电厂 2 机组 200MW 为例 总风量为 307 即热风温度 时的总风量 有关系如下 PC VC2 TC PCH VCH2 TCH P 风压 1 标准大气压 P1 P2 可不考虑 T 273 t VCH SQE TCH TC VC 1 383543 VC 因此 加法器 4 的系数 1 为 1 系数 2 为 TEPdT CHA 1 MUL 2 SQE 3 热风温度热风风量 热风风量 TEPdT CHA 1 MUL 2 SQE 3 热风温度热风风量 TEPdT CHA 1 MUL 2 SQE 3 冷风温度冷风风量 总风量 ADD 4 1 383543 另 另 根据风量测量装置所测得的差压值 p 可求得风量 F F SQE g p 式中 流量系数 对非标准测量装置 需通过试验标定 因空气密度 随热力学温 T K 成反比 故需对所测差压值进行温度校正 F SQE t0 27