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                                        火力发电厂风量流量计的种类及选择
                                        发布时间:2021-10-13 09:46:48

                                        燃煤锅炉磨煤机入口风量测量一直是困扰机组运行人员的大难题,口径大、方管多,流体不对称,同时安装直管段严重不足。电厂通过测量火电机组风道的风量,可以实现精确的风量管理,达到节能减排的目的,所以风量测量的流量仪表显得尤为重要。

                                        电厂的风量测量有很多选择。通常有以下几种: ( 1) 机翼式风量测风装置; ( 2) 均速管流量计( 也通常称为巴类流量计) ; ( 3) 热式气体质量流量计; ( 4) 气体超声波流量计; ( 5)矩阵式风量测风装置。下面将对这 5 种流量仪表做各种分析来选择。

                                        1、机翼式风量测风装置

                                        机翼式测风装置具有差压信号大、压力损失小、性能稳定、结构简单、维护方便等优点。缺点其一为小孔密闭取压,容易造成堵塞,其二体积大、重量重,安装成本高。尤其是随着风道口径的加大,采购成本较高,安装非常不方便,且安装维护成本较高,所以不建议用在风量测量。

                                        2、均速管流量计

                                        通常称为巴类流量计,是基于皮托管测速原理,以测管道中直径( 圆管) 或长与宽( 矩形管) 上几点的流速来推算流量的一种插入式流量仪表。均速管流量计因其结构简单、压损小等优点被广泛应用于大管径的流量测量。早期产品结构不合理,流量系数不稳定; 检测脏污介质时测孔可能堵塞。这些都是均速管未能更大规模使用的主要原因。因此,均速管流量计研究的侧重点应该是如何使均速管流量计的流量系数更加稳定和均速管流量计的标准化。

                                        巴类流量计经过了多次改进和优化,结构形式也多种。最早的结构形式为圆形结构,经过发展,演变成今天的菱形、翼形、子弹头形、T 形和思科公司的德尔塔巴形。虽然改变了结构形式仍是一种插入式流量仪表,无法摆脱只测管道中直径上几点流速来推算流量的基本模式,测点再多也只能反映某一直径上的流速分布,而不是整个截面。

                                        所以巴类流量计针对干净气体,且对精度要求不高的大口径气体测量可以选择,例如电厂进风口。但送风管道和烟道内含有大量的粉尘,使用传统的风量测量装置在测量含尘气流时容易堵塞取压孔,测量一次元件堵塞问题始终未能得到很好地解决。一般增加一些实时吹扫装置来减少杂质对取压孔的堵塞。所以均速管不建议用在风管和烟道的风量测量。

                                        3、热式气体质量流量计

                                        热值式流量仪表系统基于恒温差的测量方法,当空气流经加热电阻时,利用加热电路维持加热电阻与环境温度的恒定温差,通过加热电阻上电流变化引起的电压变化来计算得到空气流量信号。

                                        热式气体质量流量计能测极低流速,流体工况 ( 压力、温度) 适应范围宽,低压气体甚至可测真空状分子流。传感器无活动部件,可靠性高; 压力损失很小,测量范围度较宽,通常在 20~50 之间,远大于差压类流量计。但由于测量原理跟温度有关,对被测流体洁净度要求较高且不能含有水分。当热分布仪表测量管内壁沉积尘垢会影响测量值,必须定期清除。该类仪表采用插入式结构,所以维护相对比较方便。电厂的风量不含水分,烟气加热的一次二次风相对含尘量较高,若可定期在线维护选择热式气体质量流量计还是比较适合。

                                        4、气体超声波流量计

                                        超声波流量计是一种非接触式仪表,流体中未设置任何阻碍件,属于无阻碍流量计,对流速无影响,也没有压力损失。但气体超声波流量计单声道也只能测量一条线上的流量,不能完全反映整个面的平均流速,可选择多声道,可大大提高测量精度。电厂里的风量相对较干净,所以比较适合选择气体超声波流量计,但气体超声波其技术含量较高,主要被国外厂家垄断,所以采购成本较高,所以一般不会选择气体超声波流量计作为电厂风量的测量。

                                        5、矩阵式风量测风装置

                                        矩阵式风量测风装置其工作原理与节流装置的工作原理一样,都是采用伯努利原理,跟前面的机翼式、均速管、孔板类都类同,是目前针对大型烟道测量的一种新型仪表,是结合了机翼式、均速管等的优势。它的测量单元通常采用背靠式传感器和文丘里管传感器两种。电厂烟气和风管的管径较大,由于平面上每个区域流速不相等,有高有低,单独测量一个点或者一条线上的流量无法反映整个面上的平均流速,导致测量误差加大。而矩阵式风量测量装置将整个横截面积计算后采用多点矩阵式分布传感器,这样每个传感器可以测量每个区域的流速,再引出求平均,这样测得的流速跟流体的实际流速更接近。

                                        矩阵设计跟机翼式风量测风装置类似,其结构采用插入结构,又结合了均速管的安装方式,安装和维护方面也大大加强。取压传感器有两种形式,一种是背靠式,一种是文丘里管式。背靠式其结构跟皮托管类似,采用开放式取压,取压口加大,粉尘不易堆积堵塞取压口。有的公司还在高低压取压口处增加了清灰装置,该装置可以受到流体带动而发生震动,从而靠自身震动抖落粉尘,减缓粉尘对取压口的堵塞周期。另外一种结构为文丘里管式,文丘里管流量计将测量管段制成渐缩渐扩管,避免了管道的突然缩小和突然扩大,从而使阻力损失大大降低。本身内部结构就有平滑特性,所以流体中的粉尘不易堆积。所以从这种矩阵式风量测量装置的设计理论上看完全是可以适应电厂里面的烟道烟气,一次二次风的测量。

                                        所以综合各种因素,结合各种流量计的特性分析,针对电厂风量的测量采用矩阵式风量测量装置是相对比较适合的选择。