風(fēng)量測(cè)量裝置的布置及選型技巧

發(fā)布：2018-12-18 | 點(diǎn)擊：人次

摘要：風(fēng)量測(cè)量裝置的布置及選型技巧資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量?jī)x生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，電站鍋爐的負(fù)荷、燃料量及配風(fēng)量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)及協(xié)調(diào)控制，但在目前仍有大部分機(jī)組因管道或測(cè)風(fēng)裝置選型和配置不合理，而使通風(fēng)量不能難以準(zhǔn)確測(cè)。更多的流量計(jì)廠家選型號(hào)價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來電咨詢，下面是風(fēng)量測(cè)量裝置的布置及選型技巧文章詳情。

隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，電站鍋爐的負(fù)荷、燃料量及配風(fēng)量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)及協(xié)調(diào)控制，但在目前仍有大部分機(jī)組因管道或測(cè)風(fēng)裝置選型和配置不合理，而使通風(fēng)量不能難以準(zhǔn)確測(cè)量，導(dǎo)致鍋爐負(fù)荷。風(fēng)量、燃料量無法投入自動(dòng)，造成燃燒不穩(wěn)，煙氣流暢不均勻，鍋爐效率下降，以及磨煤機(jī)通風(fēng)量不足造成堵塞等。

一、鍋爐測(cè)風(fēng)裝置的基本形式及特點(diǎn)

電站鍋爐風(fēng)量測(cè)量裝置有風(fēng)道型文丘里/機(jī)翼/笛型管/威力巴（超力巴、阿牛巴）/多喉徑文丘里等,理論和實(shí)踐證明,通風(fēng)量與測(cè)風(fēng)裝置提供的壓差滿足以下公式：Q=K*（PH）1/2

其中Q---通過測(cè)風(fēng)裝置所在截面的風(fēng)量kg/S

P---氣流速度kg/m3

H---測(cè)風(fēng)裝置提供的壓差Pa

k---測(cè)風(fēng)裝置的流量系數(shù)

當(dāng)測(cè)風(fēng)裝置在穩(wěn)定流場(chǎng)中時(shí),上式中的流量系數(shù)為常數(shù)，通過測(cè)風(fēng)裝置所在截面積的流量與測(cè)風(fēng)裝置提供的壓差的平方根呈線性關(guān)系，風(fēng)量測(cè)量系統(tǒng)就是根據(jù)這一線性關(guān)系，并通過測(cè)風(fēng)裝置提供的壓差來換算出實(shí)際風(fēng)量，鍋爐通風(fēng)量測(cè)量所使用的測(cè)風(fēng)元件為非標(biāo)元件，使用前需經(jīng)過規(guī)范化的標(biāo)定，確定其流量系數(shù)。

風(fēng)道型文丘里結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、輸出的流量信號(hào)穩(wěn)定可靠，但因其本體較長，需占用較大的空間，在大型風(fēng)道中布置比較困難。

機(jī)翼型測(cè)風(fēng)裝置相對(duì)較短，測(cè)壓空多，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，在大型風(fēng)道中布置較為合適，但會(huì)引起風(fēng)量的壓力損失。

笛型測(cè)風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)造成壓力損失，但提供的流量信號(hào)較弱，風(fēng)量的微小變化不易顯示出來。

雙文丘里（插入式多喉徑）體積小，安裝方便，不會(huì)造成壓力損失，能提供很強(qiáng)的流量信號(hào)，但對(duì)流場(chǎng)的穩(wěn)定性要求較高，一旦流場(chǎng)不穩(wěn)，提供的流量信號(hào)就不穩(wěn)定。

巴式（威力巴、超力巴、阿牛巴）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，測(cè)量范圍是貫穿風(fēng)道的一條線，對(duì)其線上的測(cè)點(diǎn)取平均值，風(fēng)場(chǎng)壓力損失較小。

二、造成測(cè)風(fēng)裝置線性失真的原因

根據(jù)理論，風(fēng)量測(cè)量裝置的流量信號(hào)，當(dāng)測(cè)風(fēng)裝置在穩(wěn)定流場(chǎng)中時(shí),上式中的流量系數(shù)為常數(shù)，通過測(cè)風(fēng)裝置所在截面積的流量與測(cè)風(fēng)裝置提供的壓差的平方根呈線性關(guān)系，風(fēng)量測(cè)量系統(tǒng)就是根據(jù)這一線性關(guān)系，并通過測(cè)風(fēng)裝置提供的壓差來換算出實(shí)際風(fēng)量，鍋爐通風(fēng)量測(cè)量所使用的測(cè)風(fēng)元件為非標(biāo)元件，使用前需經(jīng)過規(guī)范化的標(biāo)定，確定其流量系數(shù)，這就是所謂的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，但風(fēng)場(chǎng)的穩(wěn)定卻與管道的布置有著密不可分的關(guān)系，這就要求測(cè)風(fēng)裝置的上游一定要有足夠的直管段，風(fēng)通過直管段而風(fēng)場(chǎng)趨于相對(duì)的穩(wěn)定，如果不考慮直管段還要要求測(cè)風(fēng)裝置準(zhǔn)確反映風(fēng)量的變化是不可能實(shí)現(xiàn)的，這就是目前風(fēng)量測(cè)量所存在的誤區(qū)，往往在分析風(fēng)量測(cè)量不準(zhǔn)的情況時(shí)，不能追其根源。

運(yùn)行實(shí)踐證明，目前常用的幾種風(fēng)量測(cè)量裝置的測(cè)量精度都能滿足鍋爐通風(fēng)量及控制要求，但因鍋爐機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)風(fēng)裝置的布置往往受到限制，此外由于風(fēng)量測(cè)量系統(tǒng)和風(fēng)道布置在設(shè)計(jì)院屬于兩個(gè)專業(yè)，造成設(shè)計(jì)上的脫節(jié)，從而導(dǎo)致重大缺陷。實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)表明，測(cè)風(fēng)裝置的流量特性主要受測(cè)風(fēng)裝置上游的風(fēng)門變化的影響，風(fēng)門是調(diào)節(jié)風(fēng)量的主要手段，風(fēng)門下游總要形成渦流，當(dāng)風(fēng)門變化時(shí)，風(fēng)門造成的渦流強(qiáng)度及漩渦在風(fēng)道中的分布也相應(yīng)發(fā)生變化，當(dāng)測(cè)風(fēng)裝置與風(fēng)門間的距離過小時(shí)，測(cè)風(fēng)裝置所處的流暢就會(huì)紊亂，所測(cè)的流量信號(hào)就會(huì)失真。位于測(cè)風(fēng)裝置下游的風(fēng)門對(duì)測(cè)風(fēng)裝置的特性造成的影響相對(duì)較小。

例如：寧夏大壩電廠使用的雙文丘里距熱風(fēng)門3.5米，用熱風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)雙文丘里的流量系數(shù)偏差為14％；華能岳陽電廠總風(fēng)門距文丘里僅為2.7米左右，用總風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)文丘里流量系數(shù)偏差約34％左右，熱風(fēng)門距文丘里4.6米左右，用熱風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，文丘里流量系數(shù)偏差約14％左右；熱風(fēng)門、總風(fēng)門全開，風(fēng)箱壓力變化時(shí)，文丘里流量系數(shù)偏差僅4.1％左右。

風(fēng)門擋板尺寸（垂直于風(fēng)門軸向）也是造成測(cè)風(fēng)裝置線性失真的原因之一。擋板尺寸越大，風(fēng)門造成的漩渦就越大，漩渦影響的范圍越大，流場(chǎng)恢復(fù)穩(wěn)定需要的距離就越長。

位于測(cè)風(fēng)裝置下游的風(fēng)門對(duì)測(cè)風(fēng)裝置的特性造成的影響相對(duì)較小。

三、北電廠測(cè)風(fēng)裝置的選型及配置

3.1沁北風(fēng)量測(cè)量裝置布置及選型情況

沁北電廠一期工程測(cè)風(fēng)裝置主要安裝在磨煤機(jī)入口一次風(fēng)風(fēng)量（6套），二次風(fēng)熱風(fēng)道支管風(fēng)量（12套）燃盡風(fēng)支管風(fēng)量（4套）每套測(cè)風(fēng)裝置包括：GDWZL-50AF型插入式多喉徑風(fēng)量測(cè)量裝置及所有安裝附件（閥門管件等）。

但在機(jī)組試運(yùn)中測(cè)量信號(hào)不能正確反映風(fēng)量的變化，甚至連風(fēng)量的變化趨勢(shì)都不能爭(zhēng)取反映，通過分析認(rèn)為，插入式多喉徑測(cè)風(fēng)裝置主要是通過測(cè)平均流速來測(cè)量風(fēng)量的變化，此種裝置對(duì)要求有一定的直管段，且風(fēng)場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定。但沁北的二次風(fēng)管道，直管段相對(duì)較短，距離測(cè)風(fēng)裝置安裝位置僅1米處就是彎頭，再加上風(fēng)道內(nèi)有加強(qiáng)筋等使得二次風(fēng)管道內(nèi)的風(fēng)場(chǎng)相對(duì)比較紊亂，磨煤機(jī)一次風(fēng)管道更是惡劣，直管段也僅一米多，且熱一次風(fēng)和冷一次風(fēng)垂直接入。

3.2設(shè)計(jì)改進(jìn)

3.2.1一次風(fēng)測(cè)量系統(tǒng)改進(jìn)

因磨煤機(jī)入口一次風(fēng)測(cè)量條件差（流暢紊亂）原設(shè)計(jì)的測(cè)量裝置（插入式多喉徑文丘利）無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。修改方案如下：每臺(tái)磨煤機(jī)采用三只超力巴Ⅱ型流量裝置，均勻間距插入風(fēng)道，切全壓、靜壓口并接，輸出差壓平均值，DCS計(jì)算得到的流量值，測(cè)量范圍0-110000Nm3/h，差壓輸出：0-2.4kPa.

3.2.2總風(fēng)量系統(tǒng)改進(jìn)

我廠#1、#2鍋爐二次風(fēng)箱流量測(cè)量裝置采用GDWZL-50AF型插入式多喉徑風(fēng)量測(cè)量裝置，自機(jī)組168試運(yùn)至今二次風(fēng)箱流量測(cè)量裝置基本處于不可用狀態(tài)，主要現(xiàn)象為無差壓、實(shí)際流量增加差壓減小等，造成累加后的總風(fēng)量不準(zhǔn)，導(dǎo)致送風(fēng)自動(dòng)無法投入、鍋爐MFT風(fēng)量低保護(hù)無法投入等缺陷。

另外，根據(jù)我廠風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道實(shí)際安裝尺寸、安裝位置，同時(shí)綜合其他電廠同類型機(jī)組上述設(shè)備使用情況等綜合因素考慮，經(jīng)慎重考慮，建議對(duì)#1、#2鍋爐二次風(fēng)量測(cè)量裝置進(jìn)行如下變更：即在送風(fēng)機(jī)出口或空預(yù)器出口合適的直管段上加裝風(fēng)量測(cè)量裝置，而目前二次風(fēng)箱上的測(cè)量裝置經(jīng)過調(diào)試作為監(jiān)視信號(hào)使用。為使改進(jìn)候的測(cè)量裝置能夠正確反映風(fēng)場(chǎng)的變化情況，結(jié)合實(shí)際具體采取措施如下：

a.由于總風(fēng)道后面的分支管道長短、形狀各異，流體阻力系數(shù)各不相同。而各分支管道的總流阻相同，所以流量分配是不均勻的。由于管道形狀也不完全相同，所以在分支管道上測(cè)得的流量之和與實(shí)際的總流量之比，相對(duì)誤差較大是不可避免的，需要采取修正的辦法來提高測(cè)量精度。

b.由于工況體積流量受溫度、壓力變化的影響較大，在溫度、壓力變化不可忽略的工況條件下，是不宜采用工況體積流量做計(jì)量單位的。以前的設(shè)計(jì)都是按照工況體積流量單位進(jìn)行的，若換算不正確會(huì)給流量測(cè)量帶來不可接受的誤差，所以直接采用標(biāo)準(zhǔn)體積流量單位計(jì)算流量，并據(jù)此建立精確的DCS簡(jiǎn)化計(jì)算公式，保證熱態(tài)和冷態(tài)的計(jì)量準(zhǔn)確可靠。

c.流量測(cè)量裝置的取壓系統(tǒng)應(yīng)作嚴(yán)格的檢查維護(hù)，保證無接錯(cuò)、無泄漏、無堵塞，變送器要定期校驗(yàn)，保持準(zhǔn)確穩(wěn)定。DCS簡(jiǎn)化計(jì)算公式要按標(biāo)準(zhǔn)體積流量單位的公式修改，確認(rèn)無誤后再運(yùn)行標(biāo)定。

d.采用西北電力設(shè)計(jì)院的意見，在總風(fēng)道上增加一套流量測(cè)量裝置，用于總風(fēng)量的測(cè)量。由于總風(fēng)道尺寸較大，風(fēng)速小，流場(chǎng)速度分布各不相同，不宜采用單點(diǎn)測(cè)量，必須采用多點(diǎn)測(cè)量取平均值。本方案采用兩支（對(duì)插式）超利巴CLBⅡ型流量測(cè)量裝置，其優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量點(diǎn)多，平均值更具代表性，準(zhǔn)確性高，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)。因總風(fēng)管直管前彎頭不規(guī)則，導(dǎo)致總風(fēng)管測(cè)量段內(nèi)流場(chǎng)分布不對(duì)稱，僅在總風(fēng)管測(cè)量點(diǎn)對(duì)稱面上插一支，測(cè)量仍會(huì)產(chǎn)生偏差，必須采取分塊多支測(cè)量方法才能妥善解決問題。經(jīng)多個(gè)設(shè)計(jì)方案比較后，選擇如圖所示設(shè)計(jì)方案作為改造實(shí)施方案。將總管劃分為四個(gè)矩形塊，在每?jī)蓚€(gè)對(duì)應(yīng)矩形塊截面的平分線上安裝一支完全貫穿風(fēng)道截面的（雙頭對(duì)插式）超利巴CLBⅡ型流量測(cè)量裝置。兩支超利巴CLBⅡ型流量測(cè)量裝置的總壓和靜壓取壓管并聯(lián)連接在一起，構(gòu)成一套組合式流量測(cè)量裝置。每支有8個(gè)測(cè)點(diǎn)，共32個(gè)測(cè)點(diǎn)，可將整個(gè)截面的風(fēng)速平均值準(zhǔn)確測(cè)取出來。因超利巴CLBⅡ流量測(cè)量管太長，其尾端必須有支撐點(diǎn)，所以在大風(fēng)管的內(nèi)部需加裝一個(gè)專用支架。為避免干擾，支架應(yīng)放在測(cè)量面后端，支承還應(yīng)具有伸縮補(bǔ)償性能。

DCS系統(tǒng)的簡(jiǎn)化計(jì)算公式

（流量單位采用：標(biāo)準(zhǔn)體積流量20C101.325kPa）

Qb=Kb*f（dP）*SQRT（dP*（（Ph+Pg）/（273.15+t））Nm3/h

式中：t——實(shí)測(cè)流體溫度C

dP——實(shí)測(cè)差壓kPa

Pg——實(shí)測(cè)流體表壓kPa

Ph——當(dāng)?shù)仄骄髿鈮簁Pa

PA=Ph+Pg）——絕對(duì)壓力kPa

Kb——儀表系數(shù)

f（dP）——流量校準(zhǔn)函數(shù)

Kb及f（dP）選項(xiàng)如下：

050723Kb=1401045.2

f（dP）=1.41287-0.81795dP+2.06471dP2-2.3049dP3+0.94491dP4

f（dP）=1.44261-1.25917dP+4.3629dP2-7.67466dP3+6.67339dP4-2.26755dP5

四、對(duì)風(fēng)量測(cè)量裝置的布置及選型的幾點(diǎn)看法

1、風(fēng)量是鍋爐機(jī)組zui主要的參數(shù)之一，隨著機(jī)組容量的增大，采用直吹式燃燒方式的比例增加，鍋爐通風(fēng)量準(zhǔn)確測(cè)量和控制顯得更為主要。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)和設(shè)備選型時(shí)，熱工測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)和熱機(jī)風(fēng)道設(shè)計(jì)要密切配合，風(fēng)道的布置以及測(cè)量裝置的布置要有統(tǒng)一的規(guī)則，為風(fēng)量測(cè)量裝置留有足夠的空間。

2、測(cè)風(fēng)裝置必須布置在足夠長的直管段上。所謂不需直管段的測(cè)風(fēng)裝置是不存在的，可想而知在一個(gè)相對(duì)紊亂的風(fēng)場(chǎng)條件下，任何測(cè)量裝置都不可能準(zhǔn)確的反映出其變化趨勢(shì)。若其上游必須設(shè)置調(diào)風(fēng)門，測(cè)風(fēng)裝置與調(diào)風(fēng)門的距離應(yīng)滿足：

L/D≥3.5

其中：L－測(cè)風(fēng)裝置與風(fēng)門的距離

D－風(fēng)道內(nèi)徑

3、測(cè)風(fēng)裝置前面直管段有限時(shí)，應(yīng)盡可能減少風(fēng)門的數(shù)量。一般情況下一次風(fēng)道可省去總風(fēng)門，直接用冷熱風(fēng)門調(diào)溫調(diào)風(fēng)，每個(gè)調(diào)節(jié)門必須要有4個(gè)或4個(gè)以上的擋板，以便減小風(fēng)門后的漩渦尺寸，測(cè)風(fēng)裝置與其上游調(diào)節(jié)風(fēng)門間的距離及風(fēng)門擋板的寬度應(yīng)滿足下面的關(guān)系。

L/B≥14

其中:L－測(cè)風(fēng)裝置與調(diào)節(jié)風(fēng)門間的距離

B－風(fēng)門擋板的寬度（垂直于擋板軸線方向的）

4、測(cè)風(fēng)裝置后的調(diào)節(jié)風(fēng)門對(duì)測(cè)風(fēng)裝置不產(chǎn)生明顯的影響，如果可能盡量將調(diào)節(jié)風(fēng)門布置在測(cè)風(fēng)裝置的下游。

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