朱海軍

（南京上賽能源技術(shù)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(shù)有限公司江蘇南京210007）

通過汽輪機(jī)理想化做功原理：定熵焓降，結(jié)合汽輪發(fā)電機(jī)組的相對電效率計算方法，計算出更換完進(jìn)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(jìn)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(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司C15-4.90/0.981型次高溫次高壓、單缸、一級可調(diào)整抽凝式汽輪機(jī)，原進(jìn)汽采用長頸噴嘴流量計，抽汽采用孔板流量計，在運(yùn)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(zhì)，增大了能量損失。為此該單位針對汽輪機(jī)組的進(jìn)汽和抽汽流量計進(jìn)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(rèn)改造效果，筆者對改造前后的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǎn)生的節(jié)流損失，從而減少了在流量計處產(chǎn)生的壓力損失。

圖1

通過焓熵圖（圖2）可以看出，當(dāng)進(jìn)汽壓力存在損失時，進(jìn)汽壓力由P0減小到P1，進(jìn)汽的焓值不變h0＝h1，比熵增加；汽輪機(jī)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(yīng)為P3，對應(yīng)無損失的進(jìn)汽壓力，理論做功的焓降值應(yīng)為h0-h3，當(dāng)產(chǎn)生壓力損失時，抽氣壓力由P3上升至P2，對損失后的進(jìn)汽壓力，理論做功的焓降值應(yīng)為h1-h2。從圖中可以明顯看出由于壓力損失的存在，汽輪機(jī)理論做功的焓降變小，產(chǎn)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(chǎn)狀況下，主蒸汽壓力（流量計前）為4.64MPa，溫度為470℃，經(jīng)測量，原進(jìn)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(jīng)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(jī)組的相對電效率計算公式：

Pel——發(fā)電機(jī)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(jī)相對內(nèi)效率；

ηm——機(jī)械效率；

ηg——發(fā)電機(jī)效率；

3.6——轉(zhuǎn)換系數(shù)，1kW＝3600kJ/h。

根據(jù)機(jī)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(jī)出線端的功率：

改造后的發(fā)電機(jī)出線端功率為：

由此可見汽輪機(jī)組使用彎管流量計更換完進(jìn)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(jī)組年有效運(yùn)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(biāo)煤耗284.08gce/kWh計算，則年可節(jié)約標(biāo)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行計算。

5 結(jié)語

綜上所述，對于供熱、發(fā)電機(jī)組而言，影響機(jī)組發(fā)電功率的影響因素很多，比如壓力、溫度、流量以及轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換效率等技術(shù)手段實現(xiàn)，此類項目節(jié)能量計算通常通過機(jī)組的供熱（電）標(biāo)煤耗的變化進(jìn)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(jī)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(jī)組的供熱（電）標(biāo)煤耗的變化進(jìn)行計算。

本次項目通過汽輪機(jī)理想化做功原理：定熵焓降，結(jié)合汽輪發(fā)電機(jī)組的相對電效率計算方法，計算出更換完進(jìn)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(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)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(jī)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