Geavanceerde metingen van condensaat-, voedingswater- en stoomflow in een aardgasgestookte warmtekrachtcentrale (CCPP)
Applicatie rapport | Energie
- Volledig stoomcircuit voorzien van nieuwe generatie ultrasone stoomflowmeters
- Nauwkeurige meting van volumeflow ook bij instabiele flow, hoge drukken en temperaturen
- Goed alternatief voor DP flowmeting door robuust ontwerp, simpele installatie en werking
Achtergrond
NEM is wereldwijd actief op het gebied van energieopwekking. Een van de kernactiviteiten is de engineering en het leveren van gasturbines voorzien van Heat Recovery Steam Generators (HRSG). Voor een onlangs in Nederland gebouwde 1300 MW op aardgasgestookte STEG-centrale met 3 gasturbines, leverde de NEM 3 HRSG’s. In een HRSG wordt de energie van uitlaatgas van de gasturbines gebruikt om stoom te genereren, waarmee 3 stoomturbine-generatoren worden aangedreven. Het ontwerp is gebaseerd op natuurlijke circulatie met drie druk niveaus (HP/IP/LP) en een brander/ Re-Heater(RH) systeem. De HRSG’s zijn ontworpen overeenkomstig ASME boiler & pressure code sectie I, VII en B31.1.
Meetvereisten
Zowel het stoomdrum-niveau van de HSRG als de stoomtemperatuurcontrole zijn essentieel voor operators. Een meetfout, resulterend in een veiligheidsgerelateerde shut-down is een kostbare zaak. Vooral tijdens de start-up zal het materiaal “krimpen en uitzetten” door drukveranderingen in de stoomdrums en door de veranderende dichtheid van het water, voordat een stabiel drukproces wordt bereikt.
Om de installatie daarnaast perfect te kunnen gebruiken onder verschillende belastingen is een nauwkeurige flowmeting van spraywater cruciaal. Het spraywater zorgt voor een correcte stoom temperatuur, die resulteert in een optimale efficiency.
| Medium | Condensaat | HP / IP / LP Voedingswater | IP / LP Stoom |
|---|---|---|---|
| Volumeflow: | 700 m3/h | 600 / 125 / 60 m3/h | 12.000 / 20.000 m3/h |
| Druk (max): | 38 bar | 230 / 78 / 38 bar | 45 / 9 bar |
| Temperatuur (max): | 245°C | 375 / 295 / 202°C | 325 / 270°C |
KROHNE oplossing
KROHNE leverde:
- 24 units OPTISONIC 4400 voor meting van condensaat, HP/IP voedingswater en HP sproeiwater
- 9 units OPTISONIC 3400 voor LP voedingswater en RH sproeiwatermeting
- 12 units OPTISONIC 8300 voor IP/LP stoommeting
De flowmeters werden geleverd met: enkel-, dubbel- en 3-straals meetprincipe, voor enkele of redundante meting. De KROHNE instrumenten zijn geïnstalleerd met flenzen of butt-weld laseinden volgens ASME B16.25. In diameters van DN50 tot DN350 met wanddiktes tussen 40 en 160.
Voordelen voor de klant
Tot nu toe was verschildruk (DP) flowmeting voor deze applicaties de eerste keus. Ultrasone flowmeters hebben inmiddels bewezen een technisch beter alternatief te zijn voor deze veeleisende applicaties. Voordelen ultrasone flowmeters:
- Obstructievrije flow, geen drukverlies
- Grote turn down ratio (meet vanaf nul flow)
- Bestand tegen verontreiniging, zelfs gedurende schoonmaak en stoom afblazen
- Geen noodzaak voor extra kleppen en 5-weg manifolds
- Geen verschildrukleidingen nodig: geen blokkade gevaar/ minder onderhoud
- Geen warmte-tracing noodzakelijk voor toepassing in winterse omstandigheden
- Besparingen op sterk gereduceerde installatietijd en kosten
- Eenvoudig vergeleken met DP flowmetingen
- Lage totale installatiekosten voor contractors
- Maximale betrouwbaarheid (Intelligent Signal Processing)
- Verwaarloosbare onderhoudskosten
De totale installatiekosten voor de contractor als de Total Cost of Ownership worden hierdoor aanzienlijk verlaagd.