石油化工装置透平式压缩机组节能监测方法(正文)11

Q/SY 1347-2010

2010年5月25日发布 2010年8月1日实施

石油化工装置蒸汽透平式压缩机组节能监测方法

1范围

本标准规定了石油化工装置蒸汽透平式压缩机组效率的监测方法、计算方法和合格指标。

本标准适用于石油化工装置由背压式、凝汽式、抽汽凝汽式透平与离心式、轴流式、往复式压缩机组合而成的透平式压缩机组效率的监测。

2引用标准

GB4272 设备及管道保温技术通则

GB6422 企业能耗计量与测试导则

3术语

3.1 透平内部功率 inner power of turbine

蒸汽通过实际膨胀过程产生的功率称为透平内部功率。

3.2 透平理想功率 theoretical power of turbine

蒸汽通过等熵膨胀过程产生的功率称为透平理想功率。

3.3 透平相对内效率 relative inner efficiency of turbine

内部功率与理想功率之比称为相对内效率，相对内效率是衡量透平（汽轮机）能量转换完善程度的一个重要运行指标。

3.4 比焓 specific enthalpy

1kg工质所具有的焓称为比焓。

3.5 压缩机有效功率 effective power of compressor

被压缩气体实际获得的功率称为压缩机有效功率。

3.6 压缩比 compression ratio

压缩比是指压缩机排出和进气的绝对压力之比。

3.7 多变压缩过程 polytropic compression process

被压缩气体与外界有热交换、有损失的过程称为多变压缩过程。

3.8 多变指数 polytropic exponet (in the pV diagram)

表示实际气体多变压缩过程中状态参数变化的指数称为多变指数。压力与比容关系的指数称为多变体积指数（n）；压力与温度的关系指数称为多变温度指数（m）。

3.9 压缩机效率 efficiency of compressor

压缩给定量气体所需的理论功率与输入功率之比。

3.10 凝汽器 condensing apparatus

能够将凝汽式透平排出汽冷却成水的设备称为凝汽器。

4 监测内容

4.1 监测检查项目

4.1.1 透平式压缩机组主机应完好；附属的能源计量及工艺指示仪表配备齐全，且应符合GB6422的要求。

4.1.2 透平系统保温应符合GB4272的规定。

4.1.3 透平式压缩机组应有完整的设备技术档案，主要包括设计、安装、验收资料及运行、检修和改造记录等内容。

4.2监测测试项目

测试项目有以下两项：

---透平相对内效率；

---压缩机效率。

5监测方法

5.1监测要求

5.1.1监测应在正常、稳定的运行工况下进行，且该工况应具有统计值的代表性。

5.1.2连续测试时间不少于1小时，每一测试参数的测量次数不少于3次，每20分钟记录一

次读数，以各组读数的平均值作为计算值。

5.2监测仪表要求

温度、压力和流量测量应在仪表规定的使用范围内。测量仪表（含在线工作仪表）的准确度应不低于表1规定。上述测量仪表应在检定的有效期内。

表1 测量仪表准确度

5.3测试参数、测试仪表和测点布置

5.3.1透平

a. 透平入口蒸汽温度T

S1、压力P

S1

、流量G

S

，均为在线仪表，在快速关闭阀前；

b. 背压蒸汽温度T

S2、压力P

S2

，在线仪表，在透平出口管线上；

c. 抽出蒸汽温度T

C2、压力P

C2

，均为在线仪表，在高压缸出口；

d. 抽出蒸汽流量G

C

，在线仪表，在抽出管线止逆阀后；

e. 冷凝水温度T

VC

，在线仪表,在凝汽器排水管线上；

f. 透平排气压力P

S3

，在线仪表（真空度表），在凝汽器上；

g．凝汽器冷却水入、出口温度T

W1、T

W2

，在线仪表或便携式仪表，在冷却器入、出口管线上；

h．凝汽器冷却水流量G

CW

，便携式仪表，在冷却水入口或出口管直管段上。

5.3.2 压缩机

a. 压缩机第i段入口气体温度T

i1、压力P

i1

和流量V

i1

，在线仪表，在压缩机入口管线上；

b. 压缩机第i 段出口气体温度T i2、压力P i2，在线仪表，在压缩机出口管线上。 6

计算方法

透平式压缩机组由透平和压缩机两个单元组成，联轴器划入压缩机单元。 6.1 透平

透平主要分为背压式、凝汽式和抽汽凝汽式三种形式。 6.1.1 背压式 6.1.1.1

透平相对内效率

背压式透平相对内效率应按下式计算：

ηt = (h a1-h a2)/ (h a1-h t2) （1） 式中： ηt —透平相对内效率；

h a1、h a2—透平入、出口蒸汽的实际比焓，kJ/kg ；

h t2—绝热等熵过程透平出口蒸汽的理想比焓，kJ/kg 。

式中h a1、h a2、 h t2可根据监测参数T S1、P S1、T S2、P S2的测量值查水蒸汽焓熵图得到。 6.1.2 凝汽式 6.1.2.1 排汽比焓

凝汽式透平出口蒸汽（亦称排汽）的实际比焓应按下式计算： h a2=h VC +

S

CW

G G C CW (T W2-T W1) (2) 式中：h VC —凝汽器中冷凝水的比焓，kJ/kg ； G CW —冷却水流量，kg/h ；

G S —透平入口蒸汽流量，kg/h ； T W1、T W2—冷却水入、出口温度，℃；

C CW —冷却水在温度T av =( T W2+T W1)/2时的比热，kJ/（kg ·℃）。 式中h VC 、C CW 可根据冷凝水温度T VC 、T av 查水的热力学性质表得到。 6.1.2.2 相对内效率

凝汽式相对内效率应按下式计算： ηt = [h a1- h VC -

S

CW

G G C CW (T W2-T W1)]/ (h a1-h t2) （3） 式中h a1、h t2可根据监测参数T S1、P S1、P S3的测量值查水蒸汽焓熵图得到。 6.1.3 抽汽凝汽式

抽汽凝汽式可以视为背压式和凝汽式的组合，背压式和凝汽式分别对应于高压缸和低压缸。

6.1.3.1 排汽比焓

抽汽凝汽式透平出口蒸汽（亦称排汽）的实际比焓应按下式计算：

h a2=h VC + C

S CW

G G G C CW (T W2-T W1) （4）

6.1.3.2 相对内效率

抽汽凝汽式透平相对内效率应按下式计算：