测量发电量的流量计技术

各种化学厂中使用的电力是从燃烧废气流或自然燃气电厂的共同植物中获得的。在大型锅炉中，如图1所示，空气和燃料通过发电厂（煤，油，废气或天然气）燃烧，从而产生煮沸水并产生蒸汽的热量。这种蒸汽穿过涡轮机并旋转，生产电力。

图1。典型的锅炉遵循该过程以发电：空气和燃料组合，燃烧和产生热量，然后煮沸水，产生蒸汽。蒸汽使涡轮机旋转，发电。

在这种锅炉应用中，测量成本金钱，蒸汽，水，废气和天然气的流量流动，以提高能源效率，识别废物，减少温室气体排放到大气中．可以通过精确的流量测量来提高能量效率的明智决策。

锅炉效率考虑因素

如何选择最好的流量计技术来测量锅炉应用的蒸汽、水和气体?可根据所测量的流体来决定合适的流量计。当考虑提高锅炉效率时，主要涉及三个方面:

1. 准确测量入口燃料（煤，油，废气或天然气）和空气，用于有效燃烧
2. 测量入口进料水，用于确定蒸汽生产效率和识别浪费
3. 出口蒸汽生产测量

以最佳的燃料到空气比增加燃烧

发电需要入口燃料（煤，油，废气或天然气）和空气的燃烧。为确保锅炉中有效燃烧，工程师应准确测量气体和空气比。虽然太少的气体会产生不足的火焰，但有效地煮沸水，昂贵的气体昂贵，危险和浪费。

孔口和涡轮机

传统上，涡轮机或孔口计用于监测燃油气体到锅炉单元。然而，这些不是测量本申请设备的理想选择，因为两者都需要定期熟练的维护，以确保可靠和准确的测量，因为它们容易发生故障。

工程师也可能担心受限制的管道条件。例如，为了否定流动扰动的影响，孔口需要10至50直径的上游管道。由于很难找到长直管道，因此流量测量系统的大部分通过管道内的不同流程曲线受到不利影响。

然而，一个主要的问题是涡轮和孔板流量计测量体积流量。因此，为了推断或计算质量流量，需要额外的温度、压力和压差传感器，以及流量计算机(图2)。除了降低流量测量的准确性，这种补偿测量还会导致额外的安装和维护成本。从而增加了拥有成本。

图2。这是一种典型的差压流量计，其具有额外的压力，温度和差分传感器来推断出质量流量。

热质量流量计

另一方面，热质量流量计只能用于气体质量流量的直接测量，不能用于体积流量的测量。由于热质量流量计计算气体分子，它们不受进口压力和温度变化的影响，可以直接测量质量流量而不进行补偿。在燃气和空气流量锅炉应用中，热流量计的性能是最优的，因为确保锅炉有效燃烧的最佳燃料-空气比不是基于体积计算的，而是基于质量(图3)。

图3。本图演示了使用热质量流量计直接测量质量流量。

在热流量计的最简单的工作配置中，流体流过加热的热传感器和温度传感器。当流体中的分子流过加热的热传感器时，流动的流体吸收热量。热传感器被冷却，温度传感器连续测量流动流体的相对恒定的温度。流体的热特性和流速控制丢失的热量。因此，可以通过测量温度和热传感器之间的温差来确定流速（图4）。

图4。热流量计通过测量热和温度传感器之间的温差来确定流量。

四传感器热技术的创新进步，结合稳定的“干感”传感器技术和复杂的热力学建模算法，使得某些热流量计的读数精度达到±0.5%，以更低的成本与科里奥利流量计的精度竞争。通过车载软件应用，还可以实现现场验证、气体混合能力和拨管。

准确测量入口进料水

除了资源有限，水也是一种高成本的流量。在锅炉应用的情况下，精确测量到锅炉的入口进料水流是重要的，因为必须测量锅炉将该进料水转化为蒸汽的效率（图1）。

呼叫停止超声波流量计

虽然容积式涡流流量计可以用来测量进水，但最好使用它呼叫停止超声波流量计对于水流应用，因为它们易于使用并且具有更好的应用灵活性。除了在低压和高流量下实现高精度之外，它们还节省了没有过程关闭或管道切割的时间，并且不受外部噪音的影响（图5）。目前，超声技术的开发包括板载应用和软件，可轻松安装仪表，可视化信号，指示正确安装。

图5。易用性和柔韧性使夹紧上用于水和液体流动应用的超声波流量计，易于安装。

优化蒸汽生产

精确测量是很重要的蒸汽锅炉,以确定蒸汽的锅炉产生的预期的数量或提高效率必须调整(图1)。一般来说,一个差压设备,通常一个孔板,已被用于测量蒸汽流量。

然而，这些设备本质上执行容积流量测量。蒸汽的质量流量随温度和压力的变化而变化。在无补偿的质量流量中，蒸汽压力即使只有10%的“微小”变化也会导致10%的误差。这表明，在典型压差测量装置的情况下，通过测量压力和温度来补偿体积流量是很重要的。然后，将这三个测量值(P， ΔP, T)与流量计算机结合，计算出质量流量。

插入多变量涡流流量计

插入多变量涡流流量计能够精确测量由锅炉生产的蒸汽输出。通过使用一个插入涡流流量计与一个工艺连接组合使用一个插入涡流流量计可以同时测量质量流量，体积流速，温度，流体密度和压力。由于饱和蒸汽的密度与压力或温度不同，并且过热的蒸汽随着压力和温度而变化，多变量涡流流量计确保流量计的密度计算，并且反过来蒸汽流量测量是准确的。

多变量涡流流量计提供的蒸汽精度为±1％;它们还提供压力和温度补偿，以及30：1调节。此外，传感器进步和最近的技术考虑了外部振动，从而提高了低流量测量并使涡流流量计更准确。创新的板载软件应用程序还启用原位校准验证，易于设置，故障排除，调整和数据记录。

案例研究:热流量计在中国净化对苯二甲酸化工厂提高锅炉效率

纯化对苯二甲酸(PTA)是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的前体，是全球纺织品、塑料瓶和其他产品中普遍使用的材料。在中国，PTA化工厂以煤炭为燃料，利用现场发电厂生产蒸汽和电力。它还包括一个废水处理站，合成甲烷，然后燃烧。这两个过程都会排放大量的温室气体。

新的政府规定要求该公司降低CO₂排放。植物制造的决定改变其四个锅炉来燃烧煤以及早先爆发的废气（甲烷）。每年煤炭的节省估计约为50万美元。工厂的工程师使用单一来源供应商来返工锅炉的设计并安装Sierra Instruments'工业插入热流表用于测量其燃烧空气和废气燃料，确保最佳燃烧(图6)。

图6。Sierra Instruments公司的Steel-Mass 640S热质量流量计在中国PTA化工厂安装，用于甲烷废气的测量。

当一个热流量计测量废气流量时，另外四个热流量计对每个锅炉的燃气流量进行分计量。另外四个仪表对每个锅炉的预热(200°C, 392°F)燃烧空气进行测量，使锅炉控制系统能够提高燃料-空气比。除了提供精确的流量数据，以确保符合政府法规，Sierra流量计还帮助公司减少浪费，提高效率。

以下是审查下的其他潜在的计量应用：

• 在夹紧上的超声波流量的帮助下给锅炉供水：由于这是一个预先存在的饲料管道系统，因此夹紧超声波计是灵活的解决方案。
• 蒸汽流量测量:测量从锅炉到涡轮发电机的蒸汽流量，并将其分在其他植物过程中。

此信息已采购，审核和调整Sierra Instruments提供的材料。亚博网站下载

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