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熱質量流量計提高了熱電聯產應用中的鍋爐效率

來源: 作者: 發布日期:2020-05-15

 您是否知道大多數化工廠使用的天然氣來自現場天然氣發電廠或熱電聯產廠燃燒的廢氣流? 

熱質量流量計提高了熱電聯產應用中的鍋爐效率
      在大型鍋爐中,發電廠將空氣和燃料(天然氣,廢氣,石油或煤炭)聚集在一起燃燒,從而產生熱量。熱量使水沸騰,產生蒸汽。蒸汽流經渦輪機,渦輪機旋轉,從而發電。 在這些鍋爐應用中,測量流量能(消耗天然氣,廢氣,水和蒸汽等成本的流量)對于提高能源效率,識別廢物并非常大程度減少進入大氣的溫室氣體至關重要。只有通過精確的質量流量測量,您才能做出明智的決策來提高能源效率。因此,提高鍋爐效率   選擇合適的流量計技術來測量發電中的天然氣,水和蒸汽時,了解您的選擇至關重要。 
 
以非常佳的空燃比增加燃燒
 
      發電需要進氣和燃料(天然氣,廢氣,石油或煤炭)進行燃燒。工程師必須準確測量空氣和氣體的比例,以使鍋爐高效燃燒。太多的氣體是浪費,危險和昂貴的,而太少的氣體將不會產生足夠的火焰來有效地燒開水。
 
選擇合適的儀表來監控空燃比
 
      孔板和渦輪流量計。 傳統上,監視鍋爐單元的燃氣是通過節流孔或渦輪流量計完成的。但是,這些不是適用于此應用的非常佳測量設備,因為它們都容易發生故障,并且需要經常進行熟練的維護才能提供準確而可靠的測量。
 
      受限的管道條件也會使工程師頭痛。例如,孔板流量計需要上游管道的直徑為10到50,以消除流量干擾的影響。由于很難找到長直管,因此大多數流量測量系統都會受到管內流量分布變化的不利影響。
 
      然而,非常大的擔憂是孔板和渦輪流量計測量體積流量。需要額外的壓力,溫度和差壓傳感器以及流量計算機來計算或推斷質量流量。這不僅降低了流量測量的準確性,而且這種補償測量的安裝和維護成本也增加了擁有成本。
 
      熱質量流量計。 我Ñ相比之下,熱質量流量計適用于氣體的直接質量流量測量,而不是體積流量。由于熱質量流量計會計算氣體分子,因此它們不受入口溫度和壓力變化的影響,并且無需補償即可直接測量質量流量。在進氣和氣流鍋爐應用中,熱流量計的性能很好,因為鍋爐中有效燃燒的非常佳燃料空氣比是基于質量而非體積計算的(圖3)。
 
      在熱流量計非常簡單的工作配置中,流體流過加熱的熱流量傳感器和溫度傳感器。隨著流體分子流過加熱的熱傳感器,熱量會流失到流動的流體中。熱傳感器冷卻下來,而溫度傳感器繼續測量流動流體的相對恒定溫度。散發的熱量取決于流體的熱特性及其流速。因此,通過測量熱傳感器和溫度傳感器之間的溫度差,可以確定流量。 
 
      四傳感器熱技術的新發展與穩定的“干感”傳感器技術以及先進的熱力學建模算法相結合,使一些熱流量計能夠達到±0.5%的讀數精度,以更低的成本可與科里奧利流量計的精度相媲美。機載軟件應用程序還支持氣體混合功能,原位驗證和撥號管道。
 
典型案例:
      中國的純對苯二甲酸(PTA)使用Sierra的熱質量流量計來提高鍋爐效率,降低成本并符合政府法規。
 
      精對苯二甲酸(PTA)是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的前體,聚對苯二甲酸乙二醇酯是全世界在塑料瓶,紡織品和其他地方廣泛使用的材料。中國的PTA化工廠使用煤作為燃料,從其現場發電廠產生蒸汽和電力。它還有一個廢水處理站,產生甲烷,然后將其放出。這兩個過程都是主要的溫室氣體排放者。
 
      新的政府法規要求公司減少二氧化碳排放量。該工廠決定修改其四臺鍋爐,以燃燒煤和以前燃燒掉的廢氣(甲烷),估計每年可節省約50萬美元的煤。與單一來源的供應商合作,工程師重新設計了鍋爐的設計,并安裝了Sierra Instruments的工業插入式熱質量流量計,以測量其燃燒空氣和廢氣燃料,從而確保非常佳燃燒效果(圖7)。
 
      一個熱流量計測量廢氣流量,而其他四個熱流量計則為每個鍋爐提供該氣體流量的子計量。另外還有四米可以測量到每個鍋爐的預熱(200°C,392°F)燃燒空氣,從而使鍋爐控制系統可以優化燃料空氣比。Sierra 質量流量計既提供了精確的流量數據,以符合政府法規,又幫助公司減少了浪費,同時提高了效率。

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