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，他們正在投資擴張該地區(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)電價的補貼。
測量要求
Stork Thermeq 將現(xiàn)有的鍋爐改造成先進的生物質(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。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用于發(fā)電。來自汽輪機低壓蒸汽中的剩余熱量，在區(qū)域供熱管網(wǎng)中被進一步利用。
在測量方面，運營商必須能夠?qū)I(yè)區(qū)客戶所消耗的工藝蒸汽進行結(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，以及幾個測量點的計費和校驗。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)易交接及計費應(yīng)用方面，擁有多年經(jīng)驗的主要儀表供應(yīng)商（MIV），成為該項目的合格供應(yīng)商?？坡榇颂峁┝苏椎慕鉀Q方案 — 包括流量、壓力和溫度測量儀表，以及一臺流量計算機。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。這些測量值作為工廠運行的重要參數(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，過載保護最高可達 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，運營人員可以對質(zhì)量流量進行溫、壓補償，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 流量計算機中。
3.3 通往背壓式汽輪機的蒸汽管道的流量測量：
在為背壓式汽輪機提供蒸汽的管道中，安裝了另一套校準(zhǔn)可溯源的儀表直管段。仍然由 SUMMIT 8800 進行測量值處理。從前測量點中減去該測量點的熱量值，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)的能量進行結(jié)算，將進入汽輪機的流量與此處的冷凝水焓值相結(jié)合。該測量點配備了 OPTIBAR DP 3050 壓力變送器和 OPTITEMP TRA-S34 溫度組件。SUMMIT 8800 通過進入汽輪機的流量讀數(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，運營商滿足了蒸汽計費、國家補貼及上網(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，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、燃氣...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
OPTISONIC 3400
超聲波流量計，適用于過程應(yīng)用中的液體介質(zhì)
高精度三聲道超聲波流量計：寬量程比、免維護、無壓損
超低溫（-200°C/-328°F）和高溫（+250°C/+482°F）系列；高粘度系列（粘度最高可超過 1000 cSt）
法蘭口徑：DN25…3000 / 1…120"，壓力等級最高 PN200 / ASME Cl 1500；可選焊接型過程連接
3 x 4…20 mA、HART®、Modbus、FF 或 Profibus-PA/DP
文丘里噴嘴
流量噴嘴，圓柱形的喉道和發(fā)散形的擴散部分
低壓損、高精度（未經(jīng)校準(zhǔn)的不確定度為：±1.2…1.74%）
可截斷擴散部分，成為高性價比的設(shè)計
比文丘里管的入口直管段短
OPTIBAR PM 3050
壓力變送器，適用于通用的壓力和液位的應(yīng)用
緊湊型的設(shè)計結(jié)構(gòu)，帶內(nèi)嵌式或齊平式金屬膜片，可選顯示模塊
0.1…100 bar / 1.45…1450 psi
螺紋型連接：G1⁄2，1⁄2 NPT（外 / 內(nèi)螺紋）
兩線制，4…20 mA / HART®
OPTIBAR DP 7060
差壓變送器，適用于流量、液位、差壓、密度和界面的測量
高性能差壓變送器，內(nèi)置靜壓測量
測量范圍：30 mbar…16bar / 0.44…232 psi；靜壓：最高 700 bar / 10153 psi
參考精度：±0.065%
兩線制，4…20 mA/HART®、FF、Profibus-PA
(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)
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