火电机组的流量补偿火电机组的流量补偿在热工测量中，某些参数的测量受其它参数的变化影响较大时，应考虑对测量信号进行校正。需要考虑校正的测量信号主要有：给水系统中的汽包水位、给水流量、主汽流量；汽温系统中的减温水流量；制粉系统中的磨一次风量；送风系统中的冷风量和热风量。主要单位换算：1kgf/cm2=9.80665*10*4Pa1bar=10*5Pa1ata=9.80665*10*4Pa (工程大气压)1atm=1.01325*10*5Pa1 1 用差压变送器测量的汽包水位信号压力校正用差压变送器测量的汽包水位信号压力校正汽包水位测量的取样装置有单室平衡容器和双室平衡容器之分。1.11.1 双室平衡容器补偿双室平衡容器补偿我国锅炉一般配套双室平衡容器，测量装置示意图如图 1 所示，采用饱和蒸汽加热正压头水柱，使之处于饱和蒸汽。由图可推得如下公式：P=P+-P-=w*g*L-s *g* （L- （h0+h） ） -w *g* （h+h0）即：h=（L-h0）-P/（ （w- s）*g）式中：h水位（单位：m）P差压（单位：Pa）w饱和水密度（单位：kg/m3）S饱和蒸汽密度（单位：kg/m3）g重力加速度补偿公式 SAMA 图如图 2 所示。图中：汽包压力按表压计算；汽包水位按差压（Pa）值计算，若原为mmH2O，则换算关系为：1mmH2O=9.8Pa10Pa。折线函数 1 为（w- s） ；汽包压力汽包水位PTLT1CHAL-h02DIV-C C3SUB汽包水位图2 双室平衡容器校正回路除法器 2 的系数为：G1=1、B1=0、G2=9.80665、B2=0；常数C 为（L-h0） ；减法器3 的系数为：G1=G2=1000。（w- s）是汽包压力 P 的函数，可通过查饱和水与饱和蒸汽表经运算得出。下表给出石景山 2#（200MW）机组汽包水位双室平衡容器补偿（w- s）的折线函数。汽包压力（Mpa）00.41.42.94.911.914.916.9912.4859.0807.2752.4585.0506.5445.6w- s（kg/m3）957.8注：注：1 饱和水与饱和蒸汽表中的压力为绝对压力，实际计算时所用为表压。二者之间的关系为：表压+1 标准大气压=绝对压力（1 标准大气压=1bar） 。因此，在查表时，应将所查压力值+1。 如： 查 0.4Mpa 时的 （w- s） ， 应查 5bar 时的值， 即 （1/0.0010928-1/0.37481=912.4） ，而不是 4bar 时的值，即（1/0.0010839-1/0.46242=920.4） 。2 上述公式适用于汽包 0 位与平衡容器 0 位一致的情况。1.21.2 单室平衡容器补偿单室平衡容器补偿测量装置示意图如图 3 所示。汽包平衡容器S凝hLwh0p- +p+差压变送器图3 单室平衡容器示意图由图可推得如下公式：P=P+-P-=凝*g*L-s *g* （L- （h0+h） ） -w *g* （h0+h）即：汽包压力汽包水位PTLTh=（ （凝-S）*g*L-P）/（W-S）*g式中：h水位（单位：m）P差压（单位：Pa）w饱和水密度（单位：kg/m3）S饱和蒸汽密度（单位：kg/m3）凝汽包外水柱密度（单位：kg/m3）g重力加速度-1CHA2SUB3CHA4DIV汽包水位图4 单室平衡容器校正回路补偿公式 SAMA 图如图 4 所示。图中：汽包压力按表压计算；汽包水位按差压（Pa）值计算，若原为 mmH2O，则换算关系为：1mmH2O=9.8Pa10Pa。折线函数 1 为（凝- s） ；折线函数 3 为（W- s）注：注：1 采用单室平衡容器构成校正回路时，通常按50确定凝，没有考虑凝随温度变化带来的影响，在使用中平衡容器水柱温度变化较大时，将产生较大的误差。因此，采用这种方式时，要注意避免平衡容器水柱温度的过大变化，例如采用一定的防护或保温措施。2（凝- s） 、 （W- s）是汽包压力 P 的函数，因此上述校正回路可表示为：h=（F（P）-p）/f（P）在较大压力范围内（如0200 公斤/厘米 3） ， （凝- s）*g*L=F（P）可用直线方程近似：（凝- s）*g*L=K3-K4*P，因此，校正回路可变为：h=（K3-K4*P-p）/f（P）（凝- s）*g =K3-K4*P=1000.9-7.410*P 在冷水温度为 50，汽压为 0.1018.63Mpa范围内，计算误差小于1.3%。（凝- s）*g =673.84+2.9043*P+21.3791*SQR （225.56-10.197*P）取冷水温度为 40，汽压在 0.120.2Mpa 范围内，计算误差不超过0.3%。在汽包压力为30130公斤/厘米3范围内时， （f P） 也可用直线近似：（W- s） *g=K1-K2*P，因此，校正回路可变为：h=（K3-K4*P-p）/（K1-K2*P）（W- s）*g=908.8-27.685*P在冷水温度为 50，汽压为 0.3918.63Mpa 范围内，计算结果与实际值的误差小于2.5%。（W- s）*g=942.36-50.418*P+2.8855*P*P-0.09627*P*3 在冷水温度为 40，汽压为 2.9420.59Mpa 范围内，计算结果与实际值的误差小于1.0%。还有将误差看成汽包压力的函数进行校正的方案，h=p*K*f（P）这种方式只对正常水位有较好的校正作用，水位偏离正常值时误差较大。2 2 过热蒸汽流量的压力温度校正过热蒸汽流量的压力温度校正电厂中过热蒸汽流量的测量一般采用标准节流元件。这种节流装置在设计参数下运行时，主汽压力主汽流量测量精度较高， 而参数偏离设计值时误差较大。 为了在压力主汽温度TEPTPdT和温度变化时， 仍能保持一定的精度， 可对测量信号进行压力和温度校正。蒸汽的重度随压力和温度的变化而变化 （重度： 即重力1-SUB密度，=*g） ，过热蒸汽在压力为10160 公斤/厘米 3，温度为 300555的范围内，重度与压力 P、温度 t 的关2DIV系可用经验公式：=1.82*P/(t/100+1.66-0.55*P/100)此时，过热蒸汽流量 G 可表示为：3MULG=K*SQR （ * p ） =K*SQE （ 1.82*P/（t/100+1.66-0.55*P/100） ）*p）式中， G过热蒸汽流量（kg/h）过热蒸汽重度（kgf/m3）p变送器测量差压（kg/cm2）P过热蒸汽压力（kg/cm2）4SQE左主汽流量图5 过热蒸汽流量校正回路校正回路 SAMA 图如图 5 所示。另： 北京电力试验研究所提出， 在压力为 5140 公斤力/厘米 2， 温度为 200550范围内，过热蒸汽的密度可表示为：=K*P/T式中，过热蒸汽密度（公斤/米 2）T过热蒸汽绝对温度（K）K系数，根据校正范围不同取不同的值。过热蒸汽质量流量的校正方程为：M=C*SQE（p）*SQE（/额定）=C*SQE（p*P/T）式中，M蒸汽质量流量（公斤/小时）C=C*SQE（K/额定）系数，其中C 为常数，额定是节流元件设计参数下蒸汽的密度。3 3 给水流量补偿（温度补偿）给水流量补偿（温度补偿）给水温度给水流量校正回路 SAMA 图如右图所示：所需参数：给水流量（0-100kPa，0-800t/h） 、给水温度（0-300）TEPdT以石景山电厂2#机组（ 200MW）为例，额定压力：17.64MPa（180*0.098665） ；额定温度：249.4。给水温度，即高加出口温度，当12y=f(x)CHAMUL高加投入时，为250，当高加不投时，为 150。3y=f （x） 为给水温度的修SQE正系数，修正曲线如下：额定压力 17.64MPa为表4压，表压+0.1=绝对压力，即MUL绝对压力为：25017.74MPa=177.4bar，根据绝给水流量对压力查水蒸气性质表（水蒸气性质表中的压力为绝对压力），求得17.74MPa 下，不同温度所对应的不同比容V（单位：m3/kg） ，见下表：V1V2V=V1+(177.4-175)*(V2-V1)/(180-175)温度V 设/V（175bar）（180bar）（177.4bar）()1200.001050861.16871500.001079361.13791800.001113761.10272000.001140761.07662200.001189011.04822300.001189011.03292400.0012077641.01692500.0012281612600.001250470.98222700.001275020.96323000.001368180.8977其中基准为喷嘴的设计比容(V 设)，即 17.74MPa、250时的比容，即0.00122816m3/kg。修正系数 y=f（x）即为 C=V 设/V。 （注：若 y=f（x）在开方器（SQE3）外，则修正系数应为t过热蒸汽温度（）K系数C1=SQE（V 设/V） ） 。乘法器 2 的修正系数整定方法如下：当温度为250，有 D = SQE（kp） ，其中，当差压变送器p=100KPa 时，给水流量 D=800t/h，由此，求得k=6400，即乘法器2 的修正系数为6400。当公式计算得出的流量值与实际有偏差时，可通过乘法器4 进行修正。另：另：当给水温度 t 在 120280，压力 P 在 1.9622.56Mpa 时的密度由下式计算：V=0.89486*10*（-3）+0.21447*10*（-5）*t-0.97324*10*（-8）*t*t+0.27813*10*（-10）*t*34 4 减温水流量补偿公式减温水流量补偿公式5 5 风量的温度校正风量的温度校正气体介质的重量流量测量信号受温度、压力的影响，需考虑对测量信号进行温度、压力校正。当压力变化不大时，可只进行温度校正。常用测量装置有对称机翼形和复式文丘里管，需经过标定。送风流量一般只用温度进行校正。冷风温度冷风风量5.15.1 冷风风量校正冷风风量校正补偿公式 SAMA 图如右图所示：TEPdT所需参数：冷风风量（ 0-100mmH2O，0-16946 m3/h） 、冷风温度（0-50）12CHAMUL以石景山电厂 2#机组（200MW）为例，采用机翼测量装置，设计参数为：截面：720*33风压：550mmH20SQE温度：30流量：16946*2=33892m3/h冷风风量差压：100 mmH20设计工作温度为 30，送风再循环坏时，工作温度为 0，送风再循环正常时，工作温度为 30。y=f（x）为冷风温度的修正系数，即y=f（x）=Kc=(273+30)/T=303/T，见下表：冷风温度KC热风温度KT01.109902.124551.0899301.9142101.0707501.7957151.05211001.5550201.03412001.2262251.01682801.0488301.00003001.0122350.98383071.0000400.96813200.9781450.95283300.9619500.93813500.9310乘法器 2 的修正系数整定方法如下：当温度为30，有D = SQE（kp） ，其中，当差压变送器p=100mmH2O 时，给水流量D=16.946km3/h，由此，求得k=2.87166916，即乘法器 2的修正系数为 2.87166916。热风温度热风风量5.25.2 热风风量校正热风风量校正补偿公式 SAMA 图如右图所示：TEPdT所需参数：热风风量（ 0-100mmH2O，0-725000m3/h） 、冷风温度（0-350）12以石景山电厂 2#机组（200MW）为例，采用机翼测量装置，设计参CHAMUL数为：截面：2.6*3.6m2=9.36m2风压：437mmH203SQE温度：307流量：725000*2=1450000m3/h热风风量差压：100 mmH20设计工作温度为 307。y=f（x）为热风温度的修正系数，即y=f（x）=Kc=(273+307)/T=580/T，见上表。乘法器 2 的修正系数整定方法如下：当温度为307，有 D = SQE（kp） ，其中，当差压变送器p=100mmH2O 时，给水流量D=725km3/h，由此，求得k=2.87166916，即乘法器2的修正系数为 2.87166916。热风温度热风风量冷风温度冷风风量5.35.3 总风量补偿公式总风量补偿公式补偿公式 SAMA 图如右图所示：TEPdTTEPdT总风量为冷、热风风量的总和，因冷、热风风量是在各自不同的工作温度下的风量，必须将其转化为同一1212CHAMULCHAMUL温度下的风量后才能相加求和。以石景山电厂 2#机组（200MW）为例，总风量为33307（即热风温度）时的总风量。SQESQE有关系如下：PC*VC*2/TC=PCH*VCH*2/TCH，P=风压+1 标准大气压，P1P2，可不考虑；T=273+t。4VCH=SQE（TCH/ TC）* VC=1.383543 VC。ADD因此，加法器4 的系数 1 为 1，系数2 为 1.383543。另：另：总风量根据风量测量装置所测得的差压值p， 可求得风量F：F=*SQE（*g*p）式中，流量系数，对非标准测量装置，需通过试验标定。因空气密度随热力学温 T（K）成反比，故需对所测差压值进行温度校正。F=*SQE（ （t0+273）/（t+273）*0*g*p）=K* SQE（ （t0+273）/（t+273）*p）式中，流量系数（m2）空气密度（kg/m3）0额定工况下空气密度（t=t0 时） （kg/m3）g重力加速度（m/s2）t空气温度（）F空气流量（kg/s）K=* SQE（0*g）系数（MSQE（kg）/s）p变送器输出的差压（kgf/m2）另：另：当压力、温度均有较大变化时，要考虑压力、温度校正。气体重量流量的表达式为：G=K*SQE（p*P/T）式中，G气体重量流量（公斤/小时）p节流元件前后差压（公斤/厘米 2）P介质的绝对压力（公斤/厘米 2）T介质的绝对温度（K）K常数。6 6 磨一次风量补偿公式磨一次风量补偿公式以石景山电厂 2#机组（200MW）为例，设计参数：风量：10 万 m3/h风管尺寸：1200*700*5mm（毕托管从 1200mm 方向插入）温度：320608F风管截面积：1.19*0.69=0.8211m2风速：100000/0.8211/60/60=33.83m/s计算出动压：PV=393.87Pa=40.2mmH2O=40mmH2O因无一次风温测点，故补偿公式中的温度采用定值240；量程：0-120000m3/h；差压变送器量程为 0-500Pa。补偿公式 F=0.07*SQE（p*（t+273） ）*3600*0.7*1.2/1000其中：0.07*SQE（p*（t+273） ）为风速（m/s） ；0.7*1.2 为截面积（m2） 。