摘要:針對(duì)某300MW9C臨界國(guó)產(chǎn)機(jī)組給水流量計(jì)算中存在的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，計(jì)算結(jié)果偏大的原因，并提出了通用的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。經(jīng)處理后，計(jì)算精度能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)要求，又便于在DCS中實(shí)施.
　　給水流量作為大型機(jī)組運(yùn)行中的主要測(cè)量流量，直接參與汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)。另外，隨著對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的日益重視，許多機(jī)組的性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了DCS中的給水流量對(duì)機(jī)組的性能進(jìn)行在線計(jì)算。這些因素，都對(duì)DCS中給水流量的精度提出了很高的要求。
1問(wèn)題的提出
　　國(guó)內(nèi)某300MW亞臨界機(jī)組投運(yùn)后，給水流量顯示一直偏大。給水流量在250MW負(fù)荷時(shí)，顯示值達(dá)到了960t/h左右，甚至高于300MW負(fù)荷設(shè)計(jì)流量920.67t/he
　　在該機(jī)組進(jìn)行性能試驗(yàn)期間，對(duì)給水流量進(jìn)行了測(cè)試，得到了如下的測(cè)試數(shù)據(jù):給水壓力.18.5MPa;給水溫度，265℃;給水測(cè)量元件:長(zhǎng)徑流量噴嘴;給水流量差壓:66kPa。
　　查該流量噴嘴設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)如下:管道內(nèi)徑:305.6mm;節(jié)流件內(nèi)徑:172.02mm;工作壓力:24.1MPa;工作溫度:178.5℃;刻度流量:1500t/h;差壓上限:160kPa。
　　根據(jù)上述流量噴嘴的數(shù)據(jù)，依據(jù)GBT2624.3中提供的流量噴嘴中流量計(jì)算公式對(duì)給水流量進(jìn)行了計(jì)算，得到給水流量為905.511/h，而DCS中顯示流量為976.72t/h.DCS中顯示流量偏大約72t/h。
2流量計(jì)算偏差大的原因分析
2.1DCS中流量計(jì)算公式的推導(dǎo)
　　根據(jù)GBT2624.3中提供的流量噴嘴中流量的計(jì)算公式:

　　式中，C為噴嘴流出系數(shù)（該系數(shù)由標(biāo)準(zhǔn)中提供的計(jì)算方法得到）；e為流體的膨脹系數(shù)；d為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下噴嘴喉部直徑，m;AP為噴嘴差壓，Pa;pf為實(shí)測(cè)介質(zhì)的密度，kg/m3;為實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的噴嘴喉部直徑與管道直徑之比.
　　DCS計(jì)算中，考慮實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下流量計(jì)算公式中C,d,與噴嘴設(shè)計(jì)中取值相同，則實(shí)際流量計(jì)算可轉(zhuǎn)化為:
d,與噴嘴設(shè)計(jì)中取值相同，則實(shí)際流量計(jì)算可轉(zhuǎn)化為:

　　式中，帶角標(biāo)“max”的q,Op,pf表示流量噴嘴的刻度流量、差壓上限及設(shè)計(jì)工作參數(shù)下(對(duì)應(yīng)于刻度流量)的密度。不帶角標(biāo)的表示實(shí)際的流量、差壓及密度。
2.2現(xiàn)場(chǎng)DCS中的流量計(jì)算過(guò)程及存在的問(wèn)題
　　經(jīng)檢查，現(xiàn)場(chǎng)DCS中的流量計(jì)算采用了上述公式.在密度修正中，通常情況下認(rèn)為，液體的密度基本只與溫度有關(guān)。DCS中常采用以下公式修正:

式中，tmax及t分別表示流量噴嘴的設(shè)計(jì)工作溫度及實(shí)際工作溫度.
經(jīng)檢查，實(shí)際DCS中流量計(jì)算公式為:

　　由此可見(jiàn)，DCS計(jì)算中tmax取值為280℃，而設(shè)計(jì)噴嘴工作溫度中取值為178.51C，因此導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果必然偏大。
　　將DCS計(jì)算中t~取值改為178.5'C，并重新計(jì)算后，得到的結(jié)果為882.58t/h.與依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式得到的結(jié)果仍然有較大的偏差。結(jié)果比較如表1所示:

2.3流體流量計(jì)算中密度修正的改進(jìn)
　　實(shí)際上，在上述修正公式中，假設(shè)液體的密度與液體的絕對(duì)溫度成反比，本身即存在較大的誤差。以300MW亞臨界機(jī)組正常運(yùn)行中給水壓力18MPa為例，計(jì)算不同給水溫度下的密度修正系數(shù)，如表2所示.

　　由表2中數(shù)據(jù)可以看到，在相同溫度下(如給水溫度265℃時(shí))，采用上述密度修正經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的結(jié)果比實(shí)際值偏小.
　　由于水的物理性質(zhì)的復(fù)雜性，給水的密度除與給水溫度有關(guān)外，還與給水壓力存在一定關(guān)系。因此提出下列流量計(jì)算中密度修正改進(jìn)方法:
(1)首先，根據(jù)噴嘴的設(shè)計(jì)工作壓力，計(jì)算不同給水溫度下的密度變化，并轉(zhuǎn)化為修正系數(shù)。最終得到溫度與密度修正系數(shù)對(duì)應(yīng)表(或擬合函數(shù).}t))o
(2)根據(jù)噴嘴的設(shè)計(jì)工作溫度，計(jì)算不同給水壓力下的密度變化，并轉(zhuǎn)化為修正系數(shù)。最終得到壓力與密度修正系數(shù)對(duì)應(yīng)表(或擬合函數(shù).11p))
(3)根據(jù)下列公式計(jì)算:

式中，f(t)表示實(shí)際給水溫度下的密度修正系數(shù)，|(p)表示實(shí)際給水壓力下的密度修正系數(shù)。
2.4流量改進(jìn)計(jì)算方法的應(yīng)用
根據(jù)前述改進(jìn)方法，對(duì)給水流量重新進(jìn)行了計(jì)算。
首先，計(jì)算溫度與密度修正的函數(shù)。基于24MPa設(shè)計(jì)工作壓力的數(shù)據(jù)如表3所示。
其次，計(jì)算壓力與密度修正的函數(shù)�；�于178.5℃設(shè)計(jì)工作溫度的數(shù)據(jù)如表4所示。
最后，根據(jù)實(shí)際給水壓力、給水溫度采用兩個(gè)函數(shù)分別計(jì)算出密度修正系數(shù)，并進(jìn)行流量計(jì)算。數(shù)據(jù)如表5所示.



　　由計(jì)算結(jié)果可以看到，采用改進(jìn)后的計(jì)算方法得到計(jì)算結(jié)果與國(guó)際計(jì)算結(jié)果非常接近，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)精度要求。
3.結(jié)論
(])對(duì)國(guó)內(nèi)某300MW亞臨界機(jī)組DCS給水流量計(jì)算中的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，對(duì)引起給水流量計(jì)算偏差的原因進(jìn)行了分析。
(2)計(jì)算表明，通常采用的給水溫度修正計(jì)算公式，在實(shí)際運(yùn)行溫度與流量測(cè)量元件的設(shè)計(jì)工作溫度偏差較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的計(jì)算偏差。僅當(dāng)設(shè)計(jì)工作溫度與實(shí)際運(yùn)行溫度比較接近時(shí)，計(jì)算才能得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。
(3)提出了一種考慮實(shí)際給水壓力與給水溫度的密度修正方法，在任意實(shí)際運(yùn)行參數(shù)下，可以得到與理論計(jì)算公式偏差很小的計(jì)算結(jié)果，既能夠滿足實(shí)際工程精度需要，又便于在DCS中實(shí)施。

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