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摘要:針對某300MW9C臨界國產機組給水流量計算中存在的問題進行了闡述，計算結果偏大的原因，并提出了通用的簡化計算公式。經處理后，計算精度能夠滿足現場要求，又便于在DCS中實施.
　　給水流量作為大型機組運行中的主要測量流量，直接參與汽包水位自動調節。另外，隨著對機組經濟性的日益重視，許多機組的性能監測系統采用了DCS中的給水流量對機組的性能進行在線計算。這些因素，都對DCS中給水流量的精度提出了很高的要求。
1問題的提出
　　國內某300MW亞臨界機組投運后，給水流量顯示一直偏大。給水流量在250MW負荷時，顯示值達到了960t/h左右，甚至高于300MW負荷設計流量920.67t/he
　　在該機組進行性能試驗期間，對給水流量進行了測試，得到了如下的測試數據:給水壓力.18.5MPa;給水溫度，265℃;給水測量元件:長徑流量噴嘴;給水流量差壓:66kPa。
　　查該流量噴嘴設計計算數據如下:管道內徑:305.6mm;節流件內徑: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。
　　根據上述流量噴嘴的數據，依據GBT2624.3中提供的流量噴嘴中流量計算公式對給水流量進行了計算，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流量計算偏差大的原因分析
2.1DCS中流量計算公式的推導
　　根據GBT2624.3中提供的流量噴嘴中流量的計算公式:

　　式中，C為噴嘴流出系數（該系數由標準中提供的計算方法得到）；e為流體的膨脹系數；d為運動狀態下噴嘴喉部直徑，m;AP為噴嘴差壓，Pa;pf為實測介質的密度，kg/m3;為實際運行狀態下的噴嘴喉部直徑與管道直徑之比.
　　DCS計算中，考慮實際運行狀態下流量計算公式中C,d,與噴嘴設計中取值相同，則實際流量計算可轉化為:
d,與噴嘴設計中取值相同，則實際流量計算可轉化為:

　　式中，帶角標“max”的q,Op,pf表示流量噴嘴的刻度流量、差壓上限及設計工作參數下(對應于刻度流量)的密度。不帶角標的表示實際的流量、差壓及密度。
2.2現場DCS中的流量計算過程及存在的問題
　　經檢查，現場DCS中的流量計算采用了上述公式.在密度修正中，通常情況下認為，液體的密度基本只與溫度有關。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計工作溫度及實際工作溫度.
經檢查，實際DCS中流量計算公式為:

　　由此可見，DCS計算中tmax取值為280℃，而設計噴嘴工作溫度中取值為178.51C，因此導致計算結果必然偏大。
　　將DCS計算中t~取值改為178.5'C，并重新計算后，得到的結果為882.58t/h.與依據標準計算公式得到的結果仍然有較大的偏差。結果比較如表1所示:

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

　　由表2中數據可以看到，在相同溫度下(如給水溫度265℃時)，采用上述密度修正經驗公式計算出的結果比實際值偏小.
　　由于水的物理性質的復雜性，給水的密度除與給水溫度有關外，還與給水壓力存在一定關系。因此提出下列流量計算中密度修正改進方法:
(1)首先，根據噴嘴的設計工作壓力，計算不同給水溫度下的密度變化，并轉化為修正系數。最終得到溫度與密度修正系數對應表(或擬合函數.}t))o
(2)根據噴嘴的設計工作溫度，計算不同給水壓力下的密度變化，并轉化為修正系數。最終得到壓力與密度修正系數對應表(或擬合函數.11p))
(3)根據下列公式計算:

式中，f(t)表示實際給水溫度下的密度修正系數，|(p)表示實際給水壓力下的密度修正系數。
2.4流量改進計算方法的應用
根據前述改進方法，對給水流量重新進行了計算。
首先，計算溫度與密度修正的函數。基于24MPa設計工作壓力的數據如表3所示。
其次，計算壓力與密度修正的函數。基于178.5℃設計工作溫度的數據如表4所示。
最后，根據實際給水壓力、給水溫度采用兩個函數分別計算出密度修正系數，并進行流量計算。數據如表5所示.



　　由計算結果可以看到，采用改進后的計算方法得到計算結果與國際計算結果非常接近，能夠滿足現場精度要求。
3.結論
(])對國內某300MW亞臨界機組DCS給水流量計算中的問題進行了闡述，對引起給水流量計算偏差的原因進行了分析。
(2)計算表明，通常采用的給水溫度修正計算公式，在實際運行溫度與流量測量元件的設計工作溫度偏差較大時，會產生較大的計算偏差。僅當設計工作溫度與實際運行溫度比較接近時，計算才能得到相對準確的結果。
(3)提出了一種考慮實際給水壓力與給水溫度的密度修正方法，在任意實際運行參數下，可以得到與理論計算公式偏差很小的計算結果，既能夠滿足實際工程精度需要，又便于在DCS中實施。

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