通過精確得濕度測(cè)量?jī)?yōu)化燃?xì)廨啓C(jī)性能

 　　背景：
　　確保燃?xì)廨啓C(jī)以高效率運(yùn)轉(zhuǎn)是操作員的首要目標(biāo)。在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，任何能提高生產(chǎn)率進(jìn)而提高立潤(rùn)的做法顯然都很受歡迎。從環(huán)境角度看，燃?xì)廨啓C(jī)盡量高效運(yùn)轉(zhuǎn)和減少排放量也很重要。幸運(yùn)的是，有幾種方法可以提高燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率。其中最重要的是，控制燃燒室入口空氣的濕度和溫度，因?yàn)檫@會(huì)直接影響燃?xì)廨啓C(jī)的效率、排放和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。

　　更冷、更密實(shí)的空氣可提高輸出和效率：
　　就燃?xì)廨啓C(jī)效率而言，空氣密度的影響是廣的：更密實(shí)的進(jìn)氣增加了質(zhì)量流速，因此提高了燃汽輪機(jī)的輸出和效率?？諝饷芏扰c溫度成反比，這意味著溫度升高會(huì)降低空氣密度，從而降低燃?xì)廨啓C(jī)的效率和功率。
　　進(jìn)氣冷卻（特別是在溫暖和炎熱的環(huán)境中）通常用于補(bǔ)償由于空氣溫度高而造成的效率損失。即使空氣溫度有些許降低，也會(huì)引起功率輸出的顯著提高?？諝鉁囟让拷档?°C，輸出功率可提高多達(dá)0.5%。
　　有幾種技術(shù)可用于冷卻進(jìn)氣。一種常見的解決方案是噴霧器，該系統(tǒng)通過噴嘴將水噴到氣流中，從而隨著水滴的蒸發(fā)使空氣冷卻。
　　霧化的另一好處是空氣濕度的增加減少了燃燒過程中產(chǎn)生的NOx排放。
　　除了在溫暖或炎熱的條件下冷卻進(jìn)氣外，濕度也是避免寒冷氣候下產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象的關(guān)鍵因素。如果濕空氣接近結(jié)冰，則需要防冰系統(tǒng)保護(hù)壓縮機(jī)免受快速移動(dòng)的冰粒所造成的損害。

　　需要實(shí)現(xiàn)良好的控制，需要準(zhǔn)確的濕度信息：
　　鑒于進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)空氣的高速流動(dòng)，必須防止水滴和冰粒進(jìn)入壓縮機(jī)和渦輪機(jī)，以免造成代價(jià)高昂的損壞和腐蝕。實(shí)際上，這意味著空氣濕度需要保持在飽和水平以下。換句話說，為了避免冷凝，進(jìn)入系統(tǒng)的空氣的露點(diǎn)溫度必須低于系統(tǒng)中的空氣和表面溫度。
　　考慮到測(cè)量的不確定性以及所測(cè)量空氣的波動(dòng)和不規(guī)則特性，控制系統(tǒng)必須具有安全余量。但是，由于測(cè)量不確定性而需要的余量越寬，損失的效率潛能就越大。這是高水平的測(cè)量可靠性真正發(fā)揮作用的地方。準(zhǔn)確地測(cè)量露點(diǎn)可以使冷卻和起霧（或甚至加熱）盡可能地接近系統(tǒng)內(nèi)的冷凝或結(jié)冰極限。

　　表示濕度的不同方法：
　　在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，用于表示濕度的術(shù)語也不同，包括但不限于相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度和濕球溫度。
　　相對(duì)濕度(RH)是水蒸氣在特定溫度下的分壓與其飽和壓力之比。RH以百分比表示，通常用于描述環(huán)境空氣濕度。使用RH的缺點(diǎn)是它在很大程度上取決于溫度。例如，如果RH為85%，溫度為20°C，則空氣溫度僅降低2°C，RH就變?yōu)?6%。如果使用RH來測(cè)量渦輪機(jī)進(jìn)氣口中的空氣濕度，則必須牢記這種相關(guān)性，因?yàn)榧词箾]有冷卻或加熱，進(jìn)氣口系統(tǒng)中的空氣溫度也會(huì)發(fā)生變化。這主要是由于壓縮機(jī)鐘形口處空氣的加速而引起冷卻，從而導(dǎo)致溫度下降若干攝氏度。受到這種冷卻效果的影響，即使環(huán)境溫度高于0°C，仍然存在結(jié)冰的風(fēng)險(xiǎn)。
　　露點(diǎn)溫度(Td)是指空氣在恒定壓力下冷卻時(shí)，空氣由于水蒸汽變得萬全飽和而導(dǎo)致形成液態(tài)水（稱為冷凝）的溫度。在RH為100%時(shí)，環(huán)境溫度與露點(diǎn)溫度相同，但當(dāng)露點(diǎn)溫度低于環(huán)境溫度時(shí)，空氣變得更干燥，因此形成冷凝的風(fēng)險(xiǎn)較小。采用Td的兩個(gè)主要好處是：它與溫度無關(guān)，并且它直接為冷凝條件提供余量。
　　濕球溫度(Tw)是指包裹在濕護(hù)套中的溫度計(jì)指示的溫度。濕球溫度和環(huán)境溫度可用于計(jì)算相對(duì)濕度或露點(diǎn)。Tw是用于確定濕度的傳統(tǒng)方法，但由于準(zhǔn)確度有限且該方法需要一定的使用和維護(hù)技能，因此在很大程度上已被直接測(cè)量所取代。
　　以上所有濕度參數(shù)均與壓力有關(guān)，但對(duì)于進(jìn)氣應(yīng)用，典型的壓降非常小，因此不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。例如，在20°C和1013 mbar下，壓力降低20 mbar導(dǎo)致RH降低1.7%或Td降低0.3°C。

　　影響準(zhǔn)確度的因素：
　　影響濕度測(cè)量準(zhǔn)確度的因素有很多，其中明顯的一個(gè)因素是基本傳感技術(shù)。然而，薄膜聚合物傳感器已被證明可以滿足進(jìn)氣監(jiān)測(cè)中最關(guān)鍵的需求：準(zhǔn)確度、穩(wěn)健性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和低維護(hù)要求。
　　由于進(jìn)氣口中的空氣可能非常接近飽和，甚至可能形成冷凝，因此即使在這些條件下，傳感器也必須保持準(zhǔn)確度。濕度傳感器在冷凝空氣中的一個(gè)挑戰(zhàn)是：如果傳感器變濕，則測(cè)量將持續(xù)顯示飽和狀態(tài)，直到傳感器變干-即使空氣本身不再飽和也是如此。為了解決這個(gè)問題，維薩拉開發(fā)了加熱探頭技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可確保探頭的溫度始終高于周圍空氣溫度，以避免傳感器表面出現(xiàn)冷凝。
　　在發(fā)電廠和受污染的環(huán)境中，進(jìn)氣中可能包含污染物，這會(huì)影響傳感器的長(zhǎng)期準(zhǔn)確度。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，可以為先進(jìn)的傳感器配置化學(xué)物質(zhì)清除功能，該功能通過蒸發(fā)可能的污染物來自動(dòng)清潔傳感器元件。

　　智能溫濕度探頭維薩拉HMP7適用于高濕環(huán)境：
　　Vaisala HUMICAP®智能溫濕度探頭HMP7專為持續(xù)高濕度或濕度快速變化的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，如干燥與測(cè)試箱、助燃空氣、其他加濕器以及氣象測(cè)量，在這些應(yīng)用中測(cè)量性能和化學(xué)物質(zhì)耐受性至關(guān)重要。HMP7是Indigo產(chǎn)品系列的組成部分，并與Indigo500,Indigo200系列主機(jī)設(shè)備和免費(fèi)的Insight PC軟件兼容。
　　特點(diǎn)：
　　•相對(duì)濕度(RH)準(zhǔn)確度最高達(dá)0.8%RH，溫度準(zhǔn)確度最高達(dá)0.1°C(0.18°F)
　　•溫度測(cè)量范圍-70...+180°C(-94...+356°F)
　　•水氣密封和壓力密封結(jié)構(gòu)
　　•探頭和傳感器加熱功能盡量減少探頭上的冷凝
　　•傳感器清除提供化學(xué)物質(zhì)耐受性
　　•即插即用，與變送器的Indigo™系列兼容
　　•支持基于RS-485的Modbus RTU通訊協(xié)議
　　•可溯源的校準(zhǔn)證書：6點(diǎn)濕度，1點(diǎn)溫度