无节流元件主蒸汽流量测量

　　1　引言

　　大容量高参数锅炉出口主蒸汽流量的测量,通常采用标准节流装置,但大口径的主蒸汽管所配用的节流装置体积庞大,价格昂贵,安装时所要求的直管长度往往不能得到满足,影响了测量的准确度;另外,主蒸汽通过节流元件造成的压力损失使机组增加热耗,很不经济,而且这一点越来越引起重视。就节流变压降式流量计的测量公式()来说,α,ε, A,ρ等项均受环境因素的影响,不能保持不变,特别是流量系数α,蒸汽密度ρ在机组滑参数运行或负荷变动时,基数值变化较大,针对ρ的变化,需进行压力、温度补偿,而α的变化又与雷诺数Re0有关,这就意味着与流量变化有关,为了保证测量精度,限制α的变化范围,一般规定节流变压降式流量计所测的最大流量与最小流量之比为4:1,就是说只有负荷在25%以上时才能进行测量,同时限制了三冲量给水调节系统的投入运行范围。

　　为此,国内某些电厂于几年前开始推广无节流元件的主蒸汽流量测量技术,并取得了满意的效果。该技术是利用通过汽轮机的蒸汽流量与汽轮机级组间的压力、温度之间的关系,首先测得进入汽轮机的蒸汽流量,然后进一步得到主蒸汽流量,下面结合汽轮机的运行工况,分三种情况了解一下汽轮机内蒸汽流量与机组级间压力、温度的关系。

　　设计工况和变工况时,汽轮机某一级气流速度达临界值,此时

　　式中　Q0、P0、T0———设计工况下级组内的蒸汽流量、级前绝对压力和绝对温度

　　Q1、P01、T01———变工况下级组内的蒸汽流量、级前绝对压力和绝对温度,可在汽轮机热力计算书或热力实验报告中查得;

　　K1———流量系数, 。

　　设计工况和变工况时,汽轮机级组内气流速度均未达到临界值,由弗留格尔公式得:

　　式中　P2———设计工况下的级组后绝对压力;

　　P21———变工况下的级组后绝对压力;

　　K2———流量系数。

　　在一种工况下,级组内气流达临界速度,而在另一种工况下,气流未达到临界速度,对于这种情况,无法给出一个具体的流量与热力参数的关系式。故在利用级前压力信号测量蒸汽流量时,一定要清楚汽轮机的工况变化情况。

　　2　实际主蒸汽流量测量方法

　　在实际测量时,依汽轮机的运行工况不同,蒸汽流量的测量公式也不一样,当级内气流速度达到临界速度时,流量按(1)式测量;当级组内气流速度均未达到临界速度时,流量按(2)式测量。一般级前温度T01对流量的影响比较小,实际测量时往往忽略其变化的影响,则测量公式(1)可简化成: