_吹气法_在自控工程设计中的应用_何正兵
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DL 中华人民共和国电力行业标准DL/T××××—201×火电机组启动蒸汽吹管导则Guide of steam-blowing for thermal power station startup目次前言 (ⅱ)1 吹管目的和范围 (1)2 吹管方式 (1)3吹管参数选择及其质量标准 (1)4 吹管方法 (2)5 吹管临时系统 (3)6 吹管工艺实施要点 (6)7吹管过程安全、健康、环保技术要求 (8)附录A (资料性附录)压降法在吹管工艺中的应用 (10)附录B (规范性附录)蒸汽管道、集箱和受热面钢管常用钢号、特性及其主要应用范围 (12)附录C (资料性附录)吹管时排汽管的反力计算 (13)附录D (规范性附录)集粒器的典型结构 (14)附录E (资料性附录)常用靶板器的结构 (15)参考文献 (17)前言本标准是根据中国电力企业联合会2010年度电力行业标准编制、修订计划项目(××××号文)的安排,对中华人民共和国电力工业部1998年3月颁布的《火电机组启动蒸汽吹管导则》进行修订而编制的。
本标准的修订目的是随着火电机组新型高效锅炉型式的应用和火电机组容量的不断发展而进行的,是为了更好的规范电力行业不同类型的新火电机组的吹管作业,规避系统和运行风险,提高机组投产的安全和经济水平,确保新机组吹管作业的安全和质量。
本标准是在总结和吸收锅炉制造厂及不同容量、不同炉型机组的吹管经验基础上制订的。
本标准适用于100MW及以上汽包锅炉、直流锅炉、循环流化床炉及余热锅炉,其它形式的机组可参照执行。
各单位应根据本导则,结合本厂机组的具体情况,制订详细的蒸汽吹管措施。
本标准经来自全国的有关专家多次讨论后定稿。
主要内容包括吹管范围、吹管方式、吹管参数选择及质量标准、吹管临时系统技术要求、吹管工艺实施要点及安全、健康、环保技术要求等。
8.3 管道干燥根据《输气管道工程设计规范》(GB50251-2003),输气管道试压、清管结束后应进行干燥。
干燥方法可采用吸水性泡沫清管塞反复吸附、干燥气体(压缩空气或氮气等)吹扫、真空蒸发、注入甘醇类吸湿剂清洗等方法进行管内干燥。
管道干燥可采用上述一种或几种相结合的方法,因地制宜、技术可行、经济合理、方便操作、对环境的影响最小。
针对本工程管道直径大,经过清管后管内水份含量少,干燥施工工期要求紧等特点,以及安全、环保等诸多因素,选择以干空气干燥法为主对管道进行干燥,特殊地段结合采用干燥剂、真空干燥法。
当采用干燥气体吹扫时,可在管道末端配置水露点分析仪,干燥后排出气体水露点应连续4小时比管道输送条件下最低环境温度至少低5℃、变化幅度不大于3℃为合格。
当采用真空法时,选用的真空表精度不小于1级,干燥后管道内气体水露点应连续4小时低于-20℃,相当于100Pa(绝)气压为合格。
当采用甘醇类吸湿剂时,干燥后管道末端排出甘醇含水量的质量百分比应小于20%为合格。
管道干燥结束后,如果没有立即投入运行,宜充入干燥氮气,保持内压大于0。
12~0.15MPa(绝)的干燥状态下的密封,防止外界湿气重新进入管道,否则应重新进行干燥.8.4 置换投产置换是天然气管道施工后投入运行的一个关键步骤,通过这一过程排出管道中的空气,引入天然气,同时检验管道的整体质量,其安全控制非常重要,投产置换的难点在于如何有效地将空气与天然气隔离,防止形成爆炸性混合物。
本工程建议采用氮气置换空气,再由天然气置换氮气的方式,中间不加隔离球,即采用“气推气"的方式。
根据置换过程中的实际情况,采用该方法时建议采取以下措施:(1)置换前要确保清管干净,以免给以后的运行管理带来麻烦。
(2)置换前要周密计算置换过程中天然气的供气压力,合理控制管道内气体流速。
为减少氮气混气头长度,天然气注入时天然气-氮气-空气的置换平均推进速度控制在2.59m/s。
初级一1、在国际单位制中,重量的单位是(),1公斤力=()牛顿。
答:牛顿 9.82、汽化有两种方式,即( )和( )。
答:蒸发沸腾3、热传递是由于物体之间()的不同而引起的,其基本的方式有( ),( ),( )。
答:温度热传导热对流热辐射4.依靠流体流动作相对位移而进行的传热叫(),它有(),()两种形式。
答:对流传热自然对流强制对流5.在液体表面进行的汽化现象叫(),在液体内部和表面同时进行的汽化现象叫()。
答:蒸发沸腾6.大气压、绝对压力与表压三者之间的关系为()。
答:绝对压力=大气压+表压7.压缩比是压缩机()和()之比。
答:出口气体绝对压力入口气体绝对压力8.按照泵的吸入方式可将离心泵分为()和()两类。
答:单吸泵双吸泵9.当被测容器内压力大于外界大气压,所用测压仪表称为(),当被测容器内压力小于外界大气压,所用测压仪表称为()。
答:压力表真空表10.离心泵叶轮的作用是将()传给液体使流体的()和()均有所提高。
答:原动机的机械能静压能动能11.离心泵叶轮按结构不同一般可分为(),(),()三种类型。
答:闭式半开式开式25. 1211灭火器适用于()。
答:可燃性气体、液体、电气火灾39.测量仪表测量目的是________。
答:为了获得被测量的真实值40、气动仪表所用的能源是_______,标准信号是_________。
答:压缩空气,20-100KPa45.在自动调节系统中,调节器的积分时间越大,表示其积分作用_________。
答:越弱46. 在生产中,要求自动调节系统的过渡过程必须是一个_________振荡过程。
答:衰减47. DCS的含义是___________。
答:分散型控制系统48. DCS操作画面中,MAN表示________,AUTO表示_________。
答:手动,自动选择题1.氧气呼吸器在使用前,应检查氧气压力大于()atm。
A.80B.100C.30答:B2.安全阀起跳压力为压力容器工作压力的_________倍。
焓值控制在地铁车站通风系统的应用作者:***来源:《现代信息科技》2020年第24期摘要:針对呼和浩特地铁一期工程车站通风空调系统焓值控制技术的应用,分别从设备安装、焓值运算、二通阀PID调节、站厅、站台公共区(大系统)以及车站两端设备管理用房(小系统)控制工艺五方面进行阐述,地铁车站通风空调系统焓值控制技术的应用大幅降低了能耗节约了运营成本并且通过调风、调水的方法对地铁车站环境温度自动控制,为广大乘客与运维人员提供良好的乘车环境。
关键词:焓值控制;地铁车站;通风空调;PID中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2020)24-0168-03Application of Enthalpy Optimization in Ventilation System of Subway StationXU Jianwen(Beijing Hollysys System Engineering Co.,Ltd.,Beijing 100176,China)Abstract:Aiming at the application of enthalpy optimization technology in ventilation and air conditioning system of Hohhot metro phase I project,this paper expounds the control technology from five aspects:equipment installation,enthalpy calculation,two-way valve PID adjustment,station hall,platform public area(large system)and equipment management room(small system)at both ends of the station. The application of enthalpy optimization technology in ventilation and air conditioning system of subway station greatly reduces energy consumption,saves operation cost,and automatically controls the ambient temperature of subway station by adjusting air and water,so as to provide a good riding environment for the majority of passengers and operation and maintenance personnel.Keywords:enthalpy optimization;subway station;ventilation and air conditioning;PID0 引言呼和浩特的地理环境复杂,具有四季气候分明,昼夜温差大等气候特点,保证站内良好的乘车与工作环境的同时又要节约能耗的需求,对通风空调系统提出了很高的要求,基于上述问题,北京和利时系统工程有限公司作为本工程自动化系统集成商,为了满足客户需求在此工程中通过BAS系统对通风空调系统应用焓值控制,对冷水系统应用二通阀PID调节技术,保障站内舒适的乘车环境的同时有效地节约能耗,降低了运营成本。
第49卷 第4期2013年8月石 油 化 工 自 动 化AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRYVol.49,No.4August,2013
稿件收到日期:2013-02-26,修改稿收到日期:2013-05-09。
作者简介:何正兵(1979—),男,云南镇雄人,2003年毕业于昆明
理工大学自动化专业,获学士学位,现就职于云南化工设计院有限公司设计部,主要从事化工自控工程设计工作,任工程师。
“吹气法”在自控工程设计中的应用
何正兵,李秀英,龚有明(云南化工设计院有限公司,昆明650041)
摘要:简要介绍了“吹气法”在自控工程设计中的应用领域、测量原理及元件组成,对比分析了限流孔板和吹气装置作为流量
调整组成元件时的优缺点。通过实例阐述了在工程项目详细设计阶段如何运用“吹气法”测量液位、吹气装置的选型、“吹气法”涉及管线的仪表安装图绘制及相关注意事项等。实践证明“吹气法”作为传统的测量方法,仍然有着较强的生命力,在过程检测中仍发挥着重要作用。关键词:静压 “吹气法” 吹气装置 压变 差变
中图分类号:TH816 文献标志码:B 文章编号:1007-7324(2013)04-0063-03
“吹气法”是过程检测中比较传统、常规的测量方法。对于一些特殊工况下的液位参数,用雷达、超声波等仪表测量是比较困难且不准确的,而用“吹气法”测量就会取得非常好的效果。“吹气法”在自控工程设计中广泛应用:在化工行业,DAP装置、重钙装置有很多工艺设备液位或密度等采用“吹气法”进行测量,且化工行业标准HG/T 21581—2012《自控安装图册》中,编入了采用“吹气法”测量常压或有压设备液位的安装图,并分别列出了限流孔板及吹气装置方式;在石化行业,丙烯腈反应器流化床催化剂密度及催化剂藏量测量[1]也采用了“吹气法”,丙烯腈反应器流化床为有压设备,采用对液面上下同时吹气或对液面下不同高度的点位吹气的方式,测量其差压,从而表征液位及密度,再经过换算得到其大致的藏量;在冶金行业,行业标准《冶金工业自动化仪表与控制装置通用图册》中,也列出了采用组合式单元吹气装置(该图册中把空气过滤减压阀、恒差继动器及玻璃转子流量计分别列出,作为单独的元件选择)测量常压或有压设备液位的安装图。采用“吹气法”不但在检测高黏度、高腐蚀、放射性、结晶性和含有固体杂质的液体压力或设备液位、界面、密度上有其独特的优势[2],而且在测量高温、微压及大量粉尘的气体时也能收到好的效果,如密闭电石炉炉压的测量,炉气温度高达800℃以上,含有大量粉尘,要求保持压力低至50Pa以下的微正压,采用“吹气法”测量炉压,气源采用N2,吹气量不超过18L/h时,产生的固定误差不超过5Pa[3]。1 “吹气法”测量原理“吹气法”测量原理如图1所示,当有气体向容器中吹气时,压力或差压变送器的压力p等于介质液柱产生的静压Δp1,管路压损Δp
2
和设备内的
压力p1之和,即p=Δp1+Δp2+p1。当p1恒定时,可以在变送器中迁移掉p
1
(当设备通大气时,
p1恒定);同时当Δp1Δp2,可以忽略Δp2
,则
p=Δp1。根据公式Δp1=ρgh,计算出液柱高度或
密度,其中ρ为介质密度,kg/m3;g为重力加速度,m/s2;h为液位高度,m。
图1 “吹气法”测量原理在“吹气法”运用过程中,最为关键的元件应是流量调整组件,使用比较多的有下面两种。1.1
空气过滤减压阀加限流孔板加转子流量计
空气过滤减压阀加限流孔板加转子流量计测量方式组成如图2所示。采用该方式时,难点在于需要对限流孔板孔径进行计算,在忽略孔板材料热膨胀、管道粗糙度、气源压力波动、雷诺数修正等,且满足管道直径最小限制为15mm
,β≥0.1(其中
β=d/D,d为工作条件下节流件的孔径,D为工作条件下上游管道内径)的条件下,吹洗流量数值参考如下:1)流化床。吹洗流体为空气或其他气体时,一般为0.85m3/h[3
]。图2 空气过滤减压阀加限流孔板加转子流量计组成示意
2)低压储罐液位测量。吹洗流体为空气或
其他气体时,吹洗流量一般为0.030~
0.045m3/h[3]。
3)一般流量测量。吹洗流体为气体时,吹洗
流量为0.03~0.14m3/h
;吹洗流体为液体时,吹
洗流量为0.014~0.036m3/h
[3]。
根据流体力学
定律,当限流孔板后面的绝对压力pB与限流孔板前面的供气绝对压力pA之比(pB/p
A
)小于或等于
临界压力比时,其流量不再随限流孔板前后的压力差的变化而变化,是一个定值。对于空气或双原子气体,其临界压力比为0.528
。因此,只要维持
p
A
不变,并满足pB≤0.528pA,吹气流量恒定。pB的
大小取决于液柱压力最大值,从而得到pA大致范围,然后根据限流孔板的计算方法算出孔径。“吹气法”在采用限流孔板方式时,成本低是优
势,但也有明显的缺点:限流精度不高,孔板相关计算对自控工程人员设计水平及经验要求较高,稍有偏差,便不能正常测量。另外当孔板孔径过小和流量过小时,会使测量产生滞后;当孔板孔径过大和吹气量过大时,会使吹气管路压损无法忽略,致使测量产生较大误差。1.2
空气过滤减压阀加恒差继动器加转子流量计
空气过滤减压阀加恒差继动器加转子流量计测量方式组成如图3所示,应确保进气气源压力稳定,虽然出口压力变化,吹气装置仍能够保证流量恒定,有关吹气装置的详细介绍见文献[2]。
图3 空气过滤减压阀加恒差继动器加转子流量计组成示意
“吹气法”在采用吹气装置时,具有精度高、无
需复杂计算、流量和压力调整范围宽、性能及功能
较限流孔板强、使用寿命长、价格略高等优点。2
工程实例
在某600kt/a DAP装置中,预中和反应器液位是一个比较重要的过程参数,可靠、稳定地测量该设备的液位有着极其重要的意义。工艺介质为部分氨化磷酸料浆,其密度为1 550kg/m3,具腐蚀性,易附着于设备或管道上,造成堵塞;温度可达110~130℃,设备高7 550mm
,
带搅拌,外形为上宽下窄,正常液位运行在(4.5±
1.0)m;要求对预中和反应器液位进行连续测量。
1)无法采用非接触式测量方法。鉴于设备的
外形尺寸,该设备的搅拌功率较大,导致液面形成的漩涡很大等因素,因而雷达液位计无法检测。2)无法采用单法兰变送器直接测量液位的方
法。因工艺介质物料有腐蚀性、易结垢,且物料冲刷性较强,易造成单法兰变送器与设备连接处法兰接管堵塞,使用寿命不长,致使液位测量不稳定、不连续,维护量成倍增加,所以用单法兰变送器不能很好满足液位测量的需要。3)采用“吹气法”测量液位。流量调整组件选
用成熟、可靠的吹气装置,气源用0.6MPa压缩空气。因设备外形比较特殊,进入设备内部的吹气导管不易固定,且深入设备的导管过长,吹气点点位不易控制,故顶部吹气改为侧面吹气,如图4所示。虽然侧面吹气没有顶部吹气方式易维护,且工艺介质易倒灌进入吹气导管,但可以通过外部调整变送器安装位置,进一步优化配管等措施来消除不利因素。
图4 预中和反应器液位测量示意在图4中,吹气装置用转子流量计符号表示,吹气组件、配管及连接等可用仪表安装图表示。图中W表示在吹气管线上预留接口,维护、维修时用水或蒸汽吹扫吹气管线。根据工艺条件,同时假定吹气点位为液位零点,预中和反应器设备液位能产生的最大液柱静压p=ρgh=1 550kg/m3×9.81m/s2×(7.55m-
0.50m)≈107.2kPa。
46石油化工自动化第49卷
4)吹气装置出口压力变化范围约为0~110kPa,其进口压力一般应大于出口压力近2倍,并恒定该值;依据低压储罐液位测量,吹洗流体为空气或其他气体时,一般流量为0.030~0.045m3/h[3];笔者选择用于液位测量的吹气装置中包含金属管流量计,流量范围为0~150L/h(带针型阀,流量可调整);恒流阀,出口压力变化但流量恒定,可控压力范围0.02~0.50MPa,气源接口用卡套连接;空气过滤减压阀[6]气源压力范围为0.4~0.7MPa,输出压力范围为0~0.25MPa,配套带压力表。5)仪表安装过程中,吹气装置、变送器等的安装高度必须高于吹气点,且应高于正常液位。水或蒸汽吹扫预留接口,可兼作变送器的高压侧排液口。6)当采用吹气装置作为“吹气法”的流量调整组件时,设计人员必须自行编制吹气装置的仪表数据表。综上所述,“吹气法”能够稳定、可靠地测量出预中和反应器液位,为装置能够长期、安全和高效地运行发挥了至关重要的作用。3 安装优化及需要注意的问题1)安装优化。吹气点的设备法兰接管与水平成45°,可以有效防止工艺介质在吹气点处堆积;接近设备吹气点处吹气管加装止回阀,防止由于吹气气源故障时,介质倒灌进入吹气导管。2)需要注意的问题:a)吹气气源应压力比较稳定。如果是有压设备,气相需要“吹气法”测量压力时,气源宜与液相吹气气源相同,比如液相吹压缩空气,气相吹N2,该方式不建议使用。b)测量有压设备的液位或密度等,吹气点有2个时,吹气装置必须分开设置,不能共用。 c)如被测介质密度变化,如图4所示的测量系统,所测压力值不能够直接用于反映设备的液位,因而必须同时设置密度测量系统,经控制系统运算后才能反映真实液位值。d)吹气流体除采用压缩空气和N2
以外,还可
以根据需要,设置高压水、醋酸溶液、NaOH溶液、蒸汽等[3]。
4
结束语
许多新型仪表的出现,给过程检测带来了新的革命。“吹气法”作为传统的测量方法,仍然具有较强的生命力,在测量液位、密度、界面、藏量及质量等过程中,有着成熟、有效的使用经验。只要运用得当,“吹气法”在过程检测中仍将处于重要的地位。参考文献:[1]
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