Управление процессом горения позволяет повысить эффективность выработки электроэнергии и снизить количество выбросов в атмосферу. Для точного измерения параметров техпроцесса на ТЭС, в том числе в трубопроводах сложной конфигурации и большого сечения, российская компания «КОНВЕЛС Автоматизация» проектирует и изготавливает счетчики-расходомеры газа модели РТК-М.

Данные, необходимые для непрерывного контроля качества сжигания топлива, можно получить напрямую, измеряя расход воздуха на горение, а также подаваемых на рекуперацию и отходящих дымовых газов.

Возможности прямого измерения расхода воздуха и газов

Использование современных средств контроля, основанных на термоанемометрическом методе измерения, может дать ТЭС ряд преимуществ:

• снижение удельного расхода топлива;
• уменьшение выбросов продуктов горения;
• повышение КПД котлоагрегатов;
• возможность оперативного регулирования подачи топлива и воздуха в топку при изменившихся параметрах техпроцесса;
• прозрачность мониторинга и контроля выбросов продуктов горения;
• снижение затрат на обслуживание и калибровку измерительного оборудования.

Например, внедрение термомассовых расходомеров на конденсационной электростанции мощностью 500 МВт при расходе угля 50 кг/с дает повышение КПД котла на 1% и уменьшение расхода угля на 0,5%, или на 15,8 тыс. тонн в год.
В структуре поставки электроэнергии в России на долю ТЭС приходится 52–66% с учетом сезонности. В масштабах всего топливно-энергетического комплекса установка современных средств измерения поможет сократить расходы на топливо на сотни миллиардов рублей.

Проблематика контроля соотношения «топливо-воздух» на ТЭС

Однако на большинстве ТЭС отсутствуют современные и точные средства для прямого измерения технологических параметров горения. К тому же на точность косвенных измерений (например, по кислороду и химнедожогу с помощью газоанализаторов), а следовательно — и на эффективность контроля горения, негативно влияет ряд факторов:

• непостоянство состава топлива дает изменение концентрации продуктов горения;
• неконтролируемые колебания внешних факторов, например, температуры и влажности атмосферного воздуха на горение, провоцируют погрешность измерений;
• неравномерное и нестабильное распределение газового состава в потоке отходящих газов снижает информативность показаний используемых газоанализаторов;
• турбулентность газового потока затрудняет получение точных результатов измерения.

С другой стороны, корректная работа измерительного оборудования на ТЭС часто затруднена из-за высокой температуры процесса горения, а также большого сечения и сложной конфигурации трубопроводов с недостаточными длинами прямых участков.

Точные измерения воздуха и газов на ТЭС

Отличным решением для электростанций станут счетчики-расходомеры газа модели РТК-М, которые с высокой точностью измеряют скорость, температуру, объем, объемный и массовый расход газов минимум в двух точках поперечного сечения трубопровода.

Вставная конструкция зонда расходомеров РТК-М создает минимальное избыточное сопротивление в трубе, не оказывая влияния на характеристики потока, в отличие от измерительных диафрагм. Быстрый отклик на изменение температуры и скорости газа вкупе с высокой точностью измерения делают расходомеры РТК-М идеальным инструментом для процессов с нестабильными параметрами — таких, как контроль подаваемого на горение потока атмосферного воздуха.

Большие размеры трубопроводов, а также неравномерное распределение газового состава в сечении снижают точность контроля, например, с помощью газоанализаторов. Но для РТК-М это стандартное применение благодаря многосенсорному исполнению и возможности установки нескольких расходомеров в одном сечении на трубопроводах диаметром от 530 мм.

Оптимальное количество точек измерения и их расположение определяются посредством математического моделирования течения потока по сечению в выбранном месте установки РТК-М. Это крайне важно для наиболее точного контроля параметров потока в трубопроводах сложной конфигурации. При этом достоверность показаний расходомеров РТК-М сохраняется для турбулентных потоков при отсутствии протяженных прямых участков до и после места установки, характерных для ТЭС.

Расходомеры РТК-М подходят для прямого измерения газов с температурой до +500°С, отходящих от котла и подаваемых на рекуперацию. Длительный срок службы в агрессивных средах обеспечивают сенсоры из коррозионностойкого сплава Hastelloy, которые для надежной работы с газами, содержащими пыль и частицы сажи, дополнительно покрываются PTFE.

Термомассовые счетчики-расходомеры РТК-М устойчиво работают при высоких температурах техпроцесса и показывают высокую точность измерения в трубопроводах большого сечения со сложной геометрией. Расходомеры РТК-М помогут существенно повысить эффективность выработки электроэнергии на ТЭС за счет точного и непрерывного измерения параметров сжигания топлива, что делает возможным оперативный контроль соотношения «топливо-воздух».