流量计技术测量发电

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。典型的锅炉遵循这个过程来发电:空气和燃料结合，燃烧产生热量，然后使水沸腾，产生蒸汽。蒸汽使涡轮机旋转，从而产生电能。

在这样的锅炉应用中，重要的是测量流动能量-流动的成本，如蒸汽，水，废气，天然气-以提高能源效率，识别废物，并减少温室气体排放到大气中。只有通过精确的流量测量，才能做出明智的决策，以提高能源效率。

锅炉效率的考虑

如何选择最佳流量计技术来测量锅炉应用的蒸汽，水和气体？可以基于所测量的流体对合适流量计的决定进行。当考虑锅炉效率的增强时，涉及三个主要应用：

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

通常，涡轮或孔板流量计用于监测锅炉机组的燃气。然而，它们并不是这种应用的理想测量设备，因为它们都需要定期的熟练维护，以确保可靠和准确的测量，因为它们很容易发生故障。

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，一个关注的主要来源是涡轮机和孔口测量体积流量。因此，为了推断或计算质量流量，需要额外的温度，压力和差压传感器以及流量计，包括流量计（图2）。除了降低流量测量的准确性，这种补偿测量可导致额外的安装和维护成本，从而提高所有权成本。

图2。这是一个典型的差压流量计设置，附加压力、温度和差压传感器来推断质量流量。

热质量流量计

另一方面，热质量流量计可仅用于直接测量气体流量，而不是体积流量。由于热质量流量计计数气体分子，因此它们不受入口压力和温度的变化的影响，并且可以直接测量不补偿的质量流量。热流量计的性能在入口气体和空气流锅炉应用中最佳，因为最佳的燃料到空气比以确保锅炉中有效燃烧的空气比在体积的基础上没有计算，而是基于质量（图3）。

图3。这张图演示了使用热质量流量计直接测量质量流量。

在热流量计最简单的工作配置中，流体流经一个加热的热传感器和一个温度传感器。当流体中的分子流过被加热的热传感器时，流动的流体会吸收热量。热传感器冷却，温度传感器连续测量流动流体的相对恒定温度。流体的热特性和流量决定了热量的损失。因此，可以通过测量温度传感器和热传感器之间的温差来确定流量(图4)。

图4。热流量计通过测量热传感器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展与稳定的“干燥感”传感器技术和复杂的热力学建模算法允许某些热流量计达到±0.5％的读取精度，以较低的成本竞争科里奥利流量计的准确性。原位验证，气体混合能力和拨号 - 也可以通过板载软件应用实现。

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）。

夹紧超声波流量计

虽然可以使用体积涡流流量计来测量入口水，但最好使用夹紧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，这种设备本质上执行体积流量测量。蒸汽的质量流量随温度和压力的变化而变化。蒸汽压力甚至10％的“小”变化将导致不补偿质量流量的10％误差。这表明在典型的差压测量装置的情况下，通过测量压力和温度来补偿体积流量。然后，这三次测量（P，ΔP和T）与流动计算机组合以计算质量流量。

插入多变量旋涡流量计

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读数±1%;它们还提供压力和温度补偿，以及30:1的转速。此外，传感器的进步和最近的技术考虑了外部振动，从而提高了小流量测量，使涡流流量计更加精确。创新的车载软件应用程序还可以进行原位校准验证，方便设置、故障排除、调优和数据记录。

案例研究:热流量计提高锅炉效率的净化对苯二甲酸化工厂在中国

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一种材料。在中国，一家PTA化工厂利用其现场发电厂以煤为燃料生产蒸汽和电力。它还包括一个废水处理站，用来合成甲烷，然后燃烧。这两种过程都会排放大量的温室气体。

新的政府法规要求公司应减少其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塞拉仪器的工业插入式热流量计测量其燃烧空气和废气燃料，以确保最佳燃烧(图6)。

图6。Sierra Instruments的钢质 - 质量640s热质量流量计安装在中国的PTA化工厂，以测量甲烷废气。

其中一个热流量计测量废气流量，另外四个热流量计对每个锅炉的燃气流量进行分项计量。另外四个仪表对每个锅炉进行预热(200°C, 392°F)燃烧空气的测量，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，同时提高效率。

以下是审查下的其他潜在的计量应用：

• 利用夹紧超声波流给锅炉供水: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。
• 测量蒸汽流量：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。欧洲杯足球竞彩

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