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科隆案例 | 為生物質電廠配備過程儀表,計算蒸汽量

更新時間:2024-08-09  |  點擊率:297

 

 

應用案例 | 電力行業(yè) 

背景

 

位于荷蘭阿納姆的 Kleefse Waard(IPKW)工業(yè)園,是一個纖維素和硝化纖維素的生產基地。今天,該工業(yè)園區(qū)是各行業(yè)制造公司的所在地,并成為可持續(xù)生產和能源利用的先驅。IPKW 所設定的目標是 — 使其成為荷蘭最為環(huán)保的工業(yè)基地之一。為此,他們正在投資擴張該地區(qū)的可再生能源發(fā)電。

 

Stork Thermeq 是一個工業(yè)過程蒸汽生產和熱回收解決方案供應商,被委托建造一座新的生物質熱電聯產廠。該廠將為工業(yè)區(qū)內的企業(yè)持續(xù)提供熱能和電力,并通過區(qū)域供熱管網為 Arnhem 市的居民提供服務。

熱電聯產 — 熱能和電能的聯合生產(簡稱 CHP)— 被認為是特別可持續(xù)的。根據國家《熱電聯產法規(guī)》(CHP 法),該電廠原則上可以獲得推廣的資格。所生產的熱能和電力,也應得到上網電價的補貼。

 

測量要求

Stork Thermeq 將現有的鍋爐改造成先進的生物質燃燒熱電聯產廠。由于該地區(qū)的供熱管網對蒸汽的需求量較大,熱電廠已經配備了一臺背壓式汽輪機。鍋爐產生的高壓蒸汽,被分為兩路。一路高壓蒸汽供應給園區(qū)內的工業(yè)企業(yè),而另一路蒸汽則通過背壓式汽輪機用于發(fā)電。來自汽輪機低壓蒸汽中的剩余熱量,在區(qū)域供熱管網中被進一步利用。

在測量方面,運營商必須能夠對工業(yè)區(qū)客戶所消耗的工藝蒸汽進行結算。此外,可持續(xù)生產的能源(電力和蒸汽)在申請國家補貼和上網電價時,就必須接受核查。必須說明的是,只有熱電聯產的熱能和電力才可以獲得補貼。因此,必須將生物質熱電聯產與非可持續(xù)能源(如輔助鍋爐和其他熱源)在計量上嚴格區(qū)分。

能量流的測量,是按照測量儀器指令(MID)和適用的校準法規(guī)來進行的。需采用適當的測量程序,以確保盡可能高的精度。這就要求測量儀表必須經過可溯源的校準。

Stork Thermeq 公司要求 — 儀表用于過程控制,以及幾個測量點的計費和校驗。尤其要對蒸汽測量加以關注。測量技術必須符合 ISO 5167 標準所要求的精度,并且壓損較低。

介質:蒸汽

流速:14 m/s

密度:17.8 kg/m³

壓力:56 bar / 812 psi

溫度:+450°C / +842°F

科隆解決方案

科隆,作為一家在電力行業(yè)、貿易交接及計費應用方面,擁有多年經驗的主要儀表供應商(MIV),成為該項目的合格供應商。科隆為此提供了整套的解決方案 — 包括流量、壓力和溫度測量儀表,以及一臺流量計算機。該方案還包含設計和選型,以及荷蘭《電力和熱力法規(guī)》所要求的文件和校準。完整的方案聚焦在以下四個測量點上:

 

3.1 給水測量:

對于給水測量,科隆提供了 OPTISONIC 3400 超聲波流量計,并選配了分體型現場安裝的信號轉換器(F)。該流量計,用于監(jiān)測生物質燃燒蒸汽鍋爐的給水數量。此外,還配套安裝了 OPTIBAR PM 3050 壓力變送器 和 OPTITEMP TRA-S34 溫度組件。除了體積流量之外,還可以測量給水的熱量值(焓)。然后,讀數被傳輸到 SUMMIT 8800 流量計算機。這些測量值作為工廠運行的重要參數,被用于生產調度。此外,它們證明了用于熱電聯產的給水數量,并能將其從傳統(tǒng)的輔助鍋爐中明確并一致地分離出來。

 

 

 

3.2 工藝蒸汽的流量測量:

為了幫助運營人員計算出所使用的工藝蒸汽量,科隆提供了一套依照 ISO 5167 標準校準的儀表直管段。以及一個環(huán)形結構的文丘里噴嘴、一個鍛造的 5 閥組以及工藝閥。通過 OPTIBAR DP 7060 差壓變送器來測量流量,在此應用中,差壓測量范圍最高為 500 mbar,過載保護最高可達 160 bar。

 

科隆在一套可溯源的校準設施上完成了校準,使用的是真實工藝中普遍存在的相同雷諾數。在 OPTIBAR DP 7060 出廠前,通過了全靜壓和環(huán)境溫度范圍內的三維線性化校準。通常情況下,高壓和環(huán)境溫度的升高,對測量的不確定性幾乎沒有影響。此外,該測量點還配備了用于測量表壓的 OPTIBAR PM 3050 壓力變送器,以及 OPTITEMP TRA-S34 溫度組件。因此,運營人員可以對質量流量進行溫、壓補償,并確定熱能(焓)。所有的測量值,都被傳輸到獲得貿易交接認證的 SUMMIT 8800 流量計算機中。

 


3.3 通往背壓式汽輪機的蒸汽管道的流量測量:

在為背壓式汽輪機提供蒸汽的管道中,安裝了另一套校準可溯源的儀表直管段。仍然由 SUMMIT 8800 進行測量值處理。從前測量點中減去該測量點的熱量值,就可以準確地記錄各股蒸汽的流量。

 


3.4 區(qū)域供熱的能量測量:

為了對注入區(qū)域供熱管網的能量進行結算,將進入汽輪機的流量與此處的冷凝水焓值相結合。該測量點配備了 OPTIBAR DP 3050 壓力變送器和 OPTITEMP TRA-S34 溫度組件。SUMMIT 8800 通過進入汽輪機的流量讀數來計算能量,并精確地提供注入區(qū)域供熱管網中的能量。

 

 

 

客戶利益

 

儀表直管段通過可溯源的校準,以盡可能地降低安裝對測量的影響,從而精確地測量能量并滿足法規(guī)的要求。因此,運營商滿足了蒸汽計費、國家補貼及上網電價的所有要求。

 

除了硬件和相應的儀表之外,科隆還提供了所需的各種服務 — 從工程設計、文檔和材料認證,直到現場的校準和調試。Stork Thermeq 和運營公司,共同受益于這套綜合的定制方案;科隆憑借其工藝知識、多年的貿易交接和校準經驗,一站式提供完整的解決方案。

 

科隆,可以為《電力和熱力法規(guī)》相關的各種應用,像蒸汽、給水、冷凝水、燃氣...提供適用的流量計,滿足 MID MI-004(精度等級 1)標準的區(qū)域供熱管網的測量要求。

科隆產品



OPTISONIC 3400

超聲波流量計,適用于過程應用中的液體介質

  • 高精度三聲道超聲波流量計:寬量程比、免維護、無壓損

  • 超低溫(-200°C/-328°F)和高溫(+250°C/+482°F)系列;高粘度系列(粘度最高可超過 1000 cSt)

  • 法蘭口徑:DN25…3000 / 1…120",壓力等級最高 PN200 / ASME Cl 1500;可選焊接型過程連接

  • 3 x 4…20 mA、HART®、Modbus、FF 或 Profibus-PA/DP

 


文丘里噴嘴

流量噴嘴,圓柱形的喉道和發(fā)散形的擴散部分

  • 低壓損、高精度(未經校準的不確定度為:±1.2…1.74%)

  • 可截斷擴散部分,成為高性價比的設計

  • 比文丘里管的入口直管段短

 


OPTIBAR PM 3050

壓力變送器,適用于通用的壓力和液位的應用

  • 緊湊型的設計結構,帶內嵌式或齊平式金屬膜片,可選顯示模塊

  • 0.1…100 bar / 1.45…1450 psi

  • 螺紋型連接:G1⁄2,1⁄2 NPT(外 / 內螺紋)

  • 兩線制,4…20 mA / HART®

 


OPTIBAR DP 7060

差壓變送器,適用于流量、液位、差壓、密度和界面的測量

  • 高性能差壓變送器,內置靜壓測量

  • 測量范圍:30 mbar…16bar / 0.44…232 psi;靜壓:最高 700 bar / 10153 psi

  • 參考精度:±0.065%

  • 兩線制,4…20 mA/HART®、FF、Profibus-PA

 

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