科隆案例 | 為生物質(zhì)電廠配備過程儀表，計算蒸汽量

更新時間：2024-08-09 | 點(diǎn)擊率：1791

應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)和能源利用的先驅(qū)。IPKW 所設(shè)定的目標(biāo)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(kuò)張?jiān)摰貐^(qū)的可再生能源發(fā)電。

Stork Thermeq 是一個工業(yè)過程蒸汽生產(chǎn)和熱回收解決方案供應(yīng)商，被委托建造一座新的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠。該廠將為工業(yè)區(qū)內(nèi)的企業(yè)持續(xù)提供熱能和電力，并通過區(qū)域供熱管網(wǎng)為 Arnhem 市的居民提供服務(wù)。

熱電聯(lián)產(chǎn) — 熱能和電能的聯(lián)合生產(chǎn)（簡稱 CHP）— 被認(rèn)為是特別可持續(xù)的。根據(jù)國家《熱電聯(lián)產(chǎn)法規(guī)》（CHP 法），該電廠原則上可以獲得推廣的資格。所生產(chǎn)的熱能和電力，也應(yīng)得到上網(wǎng)電價的補(bǔ)貼。

測量要求

Stork Thermeq 將現(xiàn)有的鍋爐改造成先進(jìn)的生物質(zhì)燃燒熱電聯(lián)產(chǎn)廠。由于該地區(qū)的供熱管網(wǎng)對蒸汽的需求量較大，熱電廠已經(jīng)配備了一臺背壓式汽輪機(jī)。鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽，被分為兩路。一路高壓蒸汽供應(yīng)給園區(qū)內(nèi)的工業(yè)企業(yè)，而另一路蒸汽則通過背壓式汽輪機(jī)用于發(fā)電。來自汽輪機(jī)低壓蒸汽中的剩余熱量，在區(qū)域供熱管網(wǎng)中被進(jìn)一步利用。

在測量方面，運(yùn)營商必須能夠?qū)I(yè)區(qū)客戶所消耗的工藝蒸汽進(jìn)行結(jié)算。此外，可持續(xù)生產(chǎn)的能源（電力和蒸汽）在申請國家補(bǔ)貼和上網(wǎng)電價時，就必須接受核查。必須說明的是，只有熱電聯(lián)產(chǎn)的熱能和電力才可以獲得補(bǔ)貼。因此，必須將生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)與非可持續(xù)能源（如輔助鍋爐和其他熱源）在計量上嚴(yán)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(zhǔn)法規(guī)來進(jìn)行的。需采用適當(dāng)?shù)臏y量程序，以確保盡可能高的精度。這就要求測量儀表必須經(jīng)過可溯源的校準(zhǔn)。

Stork Thermeq 公司要求 — 儀表用于過程控制，以及幾個測量點(diǎn)的計費(fèi)和校驗(yàn)。尤其要對蒸汽測量加以關(guān)注。測量技術(shù)必須符合 ISO 5167 標(biāo)準(zhǔn)所要求的精度，并且壓損較低。

介質(zhì)：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(mào)易交接及計費(fèi)應(yīng)用方面，擁有多年經(jīng)驗(yàn)的主要儀表供應(yīng)商（MIV），成為該項(xiàng)目的合格供應(yīng)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(jī)。該方案還包含設(shè)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(zhǔn)。完整的方案聚焦在以下四個測量點(diǎn)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(xiàn)場安裝的信號轉(zhuǎn)換器（F）。該流量計，用于監(jiān)測生物質(zhì)燃燒蒸汽鍋爐的給水?dāng)?shù)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(shù)被傳輸?shù)?nbsp;SUMMIT 8800 流量計算機(jī)。這些測量值作為工廠運(yùn)行的重要參數(shù)，被用于生產(chǎn)調(diào)度。此外，它們證明了用于熱電聯(lián)產(chǎn)的給水?dāng)?shù)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(yùn)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(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)的儀表直管段。以及一個環(huán)形結(jié)構(gòu)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(yīng)用中，差壓測量范圍最高為 500 mbar，過載保護(hù)最高可達(dá) 160 bar。

科隆在一套可溯源的校準(zhǔn)設(shè)施上完成了校準(zhǔn)，使用的是真實(shí)工藝中普遍存在的相同雷諾數(shù)。在 OPTIBAR DP 7060 出廠前，通過了全靜壓和環(huán)境溫度范圍內(nèi)的三維線性化校準(zhǔn)。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(diǎn)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(yùn)營人員可以對質(zhì)量流量進(jìn)行溫、壓補(bǔ)償，并確定熱能（焓）。所有的測量值，都被傳輸?shù)将@得貿(mào)易交接認(rèn)證的 SUMMIT 8800 流量計算機(jī)中。

3.3 通往背壓式汽輪機(jī)的蒸汽管道的流量測量：

在為背壓式汽輪機(jī)提供蒸汽的管道中，安裝了另一套校準(zhǔn)可溯源的儀表直管段。仍然由 SUMMIT 8800 進(jìn)行測量值處理。從前測量點(diǎn)中減去該測量點(diǎn)的熱量值，就可以準(zhǔn)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?yún)^(qū)域供熱管網(wǎng)的能量進(jìn)行結(jié)算，將進(jìn)入汽輪機(jī)的流量與此處的冷凝水焓值相結(jié)合。該測量點(diǎn)配備了 OPTIBAR DP 3050 壓力變送器和 OPTITEMP TRA-S34 溫度組件。SUMMIT 8800 通過進(jìn)入汽輪機(jī)的流量讀數(shù)來計算能量，并精確地提供注入?yún)^(qū)域供熱管網(wǎng)中的能量。

客戶利益

儀表直管段通過可溯源的校準(zhǔn)，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(yùn)營商滿足了蒸汽計費(fèi)、國家補(bǔ)貼及上網(wǎng)電價的所有要求。

除了硬件和相應(yīng)的儀表之外，科隆還提供了所需的各種服務(wù) — 從工程設(shè)計、文檔和材料認(rèn)證，直到現(xiàn)場的校準(zhǔn)和調(diào)試。Stork Thermeq 和運(yùn)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(mào)易交接和校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)，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(guān)的各種應(yīng)用，像蒸汽、給水、冷凝水、燃?xì)?..提供適用的流量計，滿足 MID MI-004（精度等級 1）標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域供熱管網(wǎng)的測量要求。

科隆產(chǎn)品