AFT Fathom再现现场数据 – 成功解决温度控制问题

AFT Fathom再现现场数据 – 成功解决温度控制问题

循环水系统

电厂             案例分析

阿莫林公司 美国密苏里州圣路易斯 铂金管道荣誉奖 – 相关实验/现场数据

          Stephen Williams, 电力公司顾问工程师,使用AFT Fathom 模拟苏人电厂的循环水系统,这是一个位于圣路易斯附近的超临界燃煤电厂. 此系统是一个低压大流量的冷却水循环系统.
已有系统的温度控制存在问题. 换热器经过长达45年的使用后,已经变得很脏,换热能力大大降低。由于这个原因,控制阀几乎总在全开或接近全开的状态工作。此时需要一个全新的换热器来恢复此系统的换热能力,并且新的控制阀必须能够在给定的操作条件下调节系统的温度。

“精确模拟系统的压力,压降,阀门Cv值 和阀门状态是关键要素”
         创建 Fathom模型,并基于厂家提供的Cv值数据来测试阀门的性能。 期望的设计流量和冬季做小流量分别为6,840 gpm (1,550 m3/h) 和 1,390 gpm (316 m3/h)。 针对此系统模型,这些流量很难在控制阀的属性窗口中实现。
没有阀门能够满足现有的管道系统配置. 需要考虑多个工况并得出单一阀门工作不能满足现有流量要求。

        大阀门不能有效的控制到更小的流量, 而小阀门在全开的状态下不能实现最大的流量要求。 24 寸 (61 cm) 阀门用来实现大流量的调节,小阀门用来实现小流量的调节。
        基于模型结果,采用并联阀门的控制方案,使一个用10 寸 (25.4 cm) Fisher V150 V notch 控制阀 ,并联一个 24 寸 蝶阀。整个控制逻辑要保证24寸阀门开度大于20%,10寸阀门用于小流量的调节。 Fathom 最终确定调节阀的控制点在3,500 gpm (800 m3/h).
为了保证模型的准确性, 需要采集现场数据,并与模型数据做比较(见图 1)。

图 1 – AFT Fathom 模型数据与现场数据对比

        Williams当被问到AFT 给他带来哪些好处时, 说到 “Fathom 能够帮助工程师创建多种阀门配置的工况,从而更好的确定哪个方案能够在一定的流量范围和压降的条件下提供最好的温度控制。由于这是一个低压大流量范围的系统,那么系统模拟精度的高低关键在于压力大小,压降,阀门Cv值和阀门状态是否模拟的正确。”
阿莫林公司服务于伊利诺斯州和密苏里州6.4万平方英里的电力客户高达240万 ,天然气用户高达90万。密苏里州阿莫林公司是密苏里州最大的电力 供应商, 发电量高达 10,500 百万瓦特. 他们拥有4000员工,占阿莫林公司总人数的1/3。服务本地120万的客户,其中包括127,000 的天然气用户。

图 2 – AFT Fathom 模型:新的调节阀布置方案

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