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一种工业生产领域的长输蒸汽管网压损的控制系统及方法


技术摘要:
本发明公开了一种工业生产领域的长输蒸汽管网压损的控制系统及方法,工业供汽凝结水不回收。将长输工业蒸汽管网分为多个管段,高密度布置压力和温度测点,实时监控沿线各个位置的蒸汽比容。沿着长输蒸汽管网并行布置减温水管线,在电厂内由升压泵加压,在各个蒸汽管段  全部
背景技术:
】 随着社会发展和能源产业结构的不断调整,用电结构不断调整,燃煤发电机组逐 渐从传统的电源主体向综合能源服务基地转变,对外供应电力、热力、工业蒸汽、高压工业 空气、淡水等。随着保温技术的快速发展,燃煤发电机组通过供热改造,对外输送工业蒸汽 的辐射半径不断增大,推进清洁燃煤集中供热替代污染重、能耗高的分散燃煤燃油锅炉房, 有利于地区大气污染物排放的有效减控,有利于提升燃煤机组的盈利能力和可持续发展能 力。 燃煤发电机组实施工业供热改造,从热力系统循环某处抽取蒸汽,通过长输蒸汽 管网输送至工业用户。受生产工艺差异化要求等因素影响,工业供汽疏水不回收。 长输工业蒸汽管网的热力指标有管道温降、管道压降、蒸汽管网损失率等。 管道温降: 式中:Δt为管道温降,℃/km;t1,t2分别为蒸汽管网的起点和终点温度,℃;L为蒸 汽管道长度,km。 管道压降: 式中:ΔP为管道温降,MPa/km;P1,P2分别为蒸汽管网的起点和终点压力,MPa; 蒸汽管网损失率 式中:g为蒸汽管网质量损失率,无量纲数;q为蒸汽管网热量损失率,无量纲数; G1 ,G2分别为蒸汽管网的起点质量流量和终点质量流量,t/h;h1 ,h2分别为蒸汽管网的起点 蒸汽焓值和终点蒸汽焓值,kJ/kg。 管道温降取决于管道保温材质及性能。 管道压降和内部蒸汽流速呈正比。 管网通流直径增加,蒸汽流速低,降低蒸汽管网压降,进而降低运行成本,但反过 来增加管网建设投资。故合理的管道温降系数和压降系数,可有效平衡蒸汽管网项目的运 行成本和建设投资之间的动态矛盾关系 水蒸汽的比容与蒸汽压力呈反比关系,与蒸汽温度成正比关系:蒸汽压力越低,比 3 CN 111578138 A 说 明 书 2/5 页 容越大;蒸汽温度越高,比容越低。目前而言,管道规格设定的蒸汽管网项目,由于高性能保 温材料的规模化应用,管道内部随着蒸汽流动,以蒸汽起点为对比基准,随着蒸汽流动,压 降和温降导致蒸汽比容增大,蒸汽流速升高,压降增加,与此同时温降基本维持不变,导致 整个管网系统内部蒸汽流速越来越快,蒸汽压降越大,影响长输管网的经济性及敷设半径。 【
技术实现要素:
】 本发明的目的在于解决现有技术中的问题,提供一种工业生产领域的长输蒸汽管 网压损的控制系统及方法,有效控制长输蒸汽管网的压损,基于高密度监测及喷水减温以 控制蒸汽流速恒定,进而控制整个蒸汽管网沿线压损的系统及方法。 为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现: 一种工业生产领域的长输蒸汽管网压损的控制系统,包括: 长输工业蒸汽管道,所述长输工业蒸汽管道包括多个蒸汽管段,每个蒸汽管段上 均设置蒸汽压力测点和蒸汽温度测点; 减温水管网,所述减温水管网包括减温水母管、减温水环管以及多路减温水支管, 所述减温水环管套设于长输工业蒸汽管道上;每路减温水支管分别连接至长输工业蒸汽管 道上对应的管段上,每路减温水支管上均设置减温水流量测点以及减温水喷水阀门组,所 述减温水喷水阀门组的开度由喷水点后的蒸汽比容为导向进行调节,蒸汽比容由该位置的 蒸汽压力、温度和流量计算确定。 本发明进一步的改进在于: 所述减温水环管上设置若干雾化喷嘴,减温水环管通过减温水支路与减温水母管 相连通,减温水环管通过雾化喷嘴与工业蒸汽管道相连通。 所述工业蒸汽管道上,每个蒸汽管段外侧的减温水环管上,周向均匀布置有至少5 个雾化喷嘴。 一种工业生产领域的长输蒸汽管网压损的控制方法,包括以下步骤: 步骤1,测量工业蒸汽管道起始端的蒸汽流量G0、压力P0和温度T0,计算得到初始段 蒸汽流速V0; 步骤2,工业蒸汽管道的管段,由工业蒸汽管道的起始端计,第一段为第1蒸汽段, 依次类推,最后一段为第N蒸汽段;第1蒸汽段处随着蒸汽流动及散热,产生蒸汽压降、温降 和质量损失,测量喷水点后的蒸汽压力P1和温度T1,以及蒸汽流量G1,其中G1=G0 G1j,G1j为 减温水流量,以V0=V1为基准,对第1蒸汽段的减温水流量进行调整; 步骤3,以第1蒸汽段调整过程为例,依次调整其余蒸汽段的减温水流量,使整个工 业蒸汽管道的蒸汽流速保持恒定,进而控制整个工业蒸汽管道沿线压损恒定且为设计值。 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果: 本发明将长输工业蒸汽管网长输分为多个管段,在每个管段设置蒸汽压力、温度 测点及流量测点,将蒸汽流量、压力和温度等参数传输至管控平台,实时监测各管网段的蒸 汽流速;沿长输蒸汽管网设置减温水系统,通过调节各蒸汽管网段的减温水流量,合理控制 蒸汽温度与蒸汽流速,进而有效控制长输蒸汽管网蒸汽压损在设计区间,有利于拓宽蒸汽 输送长度。 4 CN 111578138 A 说 明 书 3/5 页 【附图说明】 为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对 范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。 图1为本发明有效控制长输蒸汽管网压损的系统示意图; 图2为本发明减温水环管与工业蒸汽管道的结构示意图。 其中:1-长输工业蒸汽管道;2-减温水母管;3-减温水流量测点;4-蒸汽压力测点; 5-蒸汽温度测点;6-减温水环管;7-雾化喷嘴。 【
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