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　　一、火電廠送風(fēng)系統(tǒng)的特點
　　
　　近幾年隨著火電廠自動化水平的提高，自動調(diào)節(jié)的投入率大大提高，鍋爐的負荷、給煤量及配風(fēng)量需實現(xiàn)在線準確檢測和自動協(xié)調(diào)控制。準確的風(fēng)量測量有助于選擇*燃燒工況和風(fēng)量調(diào)節(jié)，提高安全性和經(jīng)濟效益。鍋爐一、二次風(fēng)配風(fēng)合理，各風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速均勻，對保證鍋爐穩(wěn)定燃燒，提高鍋爐效率，有著重要的影響。但是迄今為止，火電廠仍存在風(fēng)量測量比較困難、測量的準確度比較低、流量計的通用性差等問題。引起這些問題的原因，主要和火電廠中送風(fēng)系統(tǒng)的特點有關(guān)：
　　
　　（l）流體性質(zhì)的多樣性。壓力與溫度參數(shù)的高低、流體含塵量的多少、流體粘度的差別、單相流體與多相流體的區(qū)別等等，這些物性會影響流體狀態(tài)，在流量測量中必須加以考慮，但又很難。
　　
　?。?）管路系統(tǒng)的多樣性。管道直與彎的區(qū)別、圓截面與非圓截面的區(qū)別、直管段長短不一樣，風(fēng)道內(nèi)部布置各種加強支撐、角鐵等部件，這些因素都會影響流動狀態(tài)和流速分布，使流量測量復(fù)雜化。
　　
　?。?）流動狀態(tài)的多樣性。由于流體的物性和管道布置的不同，會影響到流體的流動狀態(tài)，諸如旋轉(zhuǎn)流和脈動流、層流和紊流、流動是否達到充分發(fā)展等等。
　　
　?。?）直管段短，且空間布置狀態(tài)復(fù)雜?；痣姀S中，風(fēng)機一般布置在廠房內(nèi)鍋爐底部煙道后部兩側(cè)。該布置使風(fēng)道的直管段很短，在需要測量流量的部位，有時幾乎沒有直管段，而且分布有T形管道、L形管道、調(diào)節(jié)風(fēng)門等，這使得風(fēng)道內(nèi)介質(zhì)的流動狀態(tài)較為復(fù)雜，很難實現(xiàn)風(fēng)量的準確測量。
　　
　　以上四種影響流量測量的因素，要求我們必須針對被測對象的實際情況選擇合適的流量計。
　　
　　二、常用風(fēng)量測量裝置的比較
　　
　　目前，國內(nèi)許多電站鍋爐（包括新設(shè)計的鍋爐）的風(fēng)量測量一般采用均速管、文丘里管等測風(fēng)裝置。然而，由于受風(fēng)管道（箱）布置空間限制，其一、二次風(fēng)管道沒有足夠的直段，在測風(fēng)裝置所處的位置，氣流不穩(wěn)定，流場冷、熱態(tài)差別大，熱態(tài)時不同工況的流場差別大，進而影響到測量結(jié)果的準確性和穩(wěn)定性。
　　
　　2.1均速管
　　
　　均速管流量傳感器由一根橫貫管道內(nèi)徑的檢測桿與檢測桿內(nèi)迎流面的多點測壓引壓管和背流面的靜壓測量管構(gòu)成。如圖1所示。它具有以下特點：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、制造成本低；安裝、拆卸非常簡單；維護方便；不可恢復(fù)性壓力小，當(dāng)管道從100～1800mm，均速管流量傳感器的不可恢復(fù)性壓力損失僅占差壓的2％～15％，而常用的孔板流量計的不可恢復(fù)性壓力損失要占差壓的40％～80％；適用范圍寬廣，可用于氣體、液體、蒸汽等流體；在充分發(fā)展紊流的流場中，準確度及穩(wěn)定性較好。　　
　　均速管流量傳感器具有上述優(yōu)點的同時，其結(jié)構(gòu)形式與測量原理也決定了它的一些局限性。為了得到一個理想的速度分布，必須在傳感器前后有一定的直管段，根據(jù)管道布置情況及上游側(cè)局部阻力件形式，傳感器前直管段要求為管道內(nèi)徑的7～25倍。被測流體應(yīng)是單相的，不含污穢、沉淀物，對于成份復(fù)雜的流體，須與單一成份的流體類似時方能使用。由于均速管流量傳感器的放大作用不大，輸出差壓低，一般要配性能較好、價格較高的電容式微差壓變送器。在測量低速、高溫的氣體流量時，輸出差壓很低，有時只有幾個毫米水柱，很難找到合適的微差壓變送器，且穩(wěn)定性不易保證。
　　
　　2.2雙文丘里管
　　
　　雙文丘里測速管是一種用于測量鍋爐一、二次風(fēng)和大口徑管道（煙道、風(fēng)管）中氣體流速的差壓感受元件，如圖2所示。　　
　　它以國外引進裝置為原型，主要是由一支全壓管和一套雙文丘里管組成。雙文丘里管是由內(nèi)、外兩個大小不同，但線型相似的圓形文丘里管，套裝在同一軸線上并連成一體組裝而成。引出管的正壓管與對著流向的四個迎著流向的小孔，引出的全壓中包括動壓頭，動壓隨流速的增加而升高。引出管的負壓管，取自內(nèi)文丘里管的喉部處，經(jīng)過內(nèi)外兩個文丘里管的流速收縮作用，使喉部處的靜壓流速的增加而迅速降低。雙文丘里測速管的這種結(jié)構(gòu)形式，使其獲得高差壓倍率效果。其具有以下特點：
　　
　　（l）雙文丘里測速管的靈敏度較高，在同樣風(fēng)速時，雙文丘里測速管產(chǎn)生的差壓可以是其它測速裝置（如均速管）產(chǎn)生的差壓值的許多倍。在大口徑管道、低靜壓、低壓損條件下的流速測量中，其特點尤其突出。
　　
　?。?）雙文丘里測速管的結(jié)構(gòu)簡單，體積小，它的壓力損失很小，只占其產(chǎn)生的差壓的1％左右。
　　
　　（3）雙文丘里測速管要求的直管段很短，實驗數(shù)據(jù)表明，其直管段只是外文丘里管長度的1.7倍。但是在實際應(yīng)用中，為保證被測量處形成典型的紊流狀態(tài)，雙文丘里測速管前zui后留有管道直徑或當(dāng)量直徑的5倍直管段。
　　
　　另外，文丘里管測風(fēng)裝置自身也有缺陷。在測量含塵氣流時，灰塵只進不出，造成取壓管路堵塞，再加上鍋爐啟、停爐時冷、熱態(tài)的變化，所形成的水氣與測風(fēng)裝置感壓管路中的灰塵會形成硬塊，很難清除，維護工作量大，從而造成所測量結(jié)果不準確。因此，為防止管道中的粉塵堵塞測量孔，管線需增加連續(xù)吹掃裝置。
　　
　　2.3橫截面式流量計
　　
　　近年來出現(xiàn)了一些新的用于風(fēng)量測量的流量計，如橫截面式流量計，也在一些電廠中得到了應(yīng)用，如圖3所示。橫截面式流量計采用速度面積法，將測量流速的截面分割成若干小的單元面積，通過測量每個單元面積的流速，然后經(jīng)過計算、匯總獲得總的流量。橫截面式流量計是針對工業(yè)現(xiàn)場沒有直管段的情況而設(shè)計的一種新型流量計。由于沒有足夠的直管段，通過管道橫截面上各點的流速不一樣，實際風(fēng)速分布沒有一定的規(guī)律可遵循。　　
　　橫截面流量計主要由整流器和按一定規(guī)律排列的平均速度取壓管組成，將流速不同的動壓經(jīng)裝置變成較平穩(wěn)的信號。橫截面流量計與其他流量計相比，具有兩個突出的優(yōu)點，一是無需任何直管段。只要有250～350mm的安裝位置，就能保證測量的準確度。二是無需現(xiàn)場標定。三是正壓孔與靜壓孔都為迎流方向，可以降低堵塞的可能性。但由于橫截面式流量傳感器的放大作用不大，輸出差壓低，一般要配性能較好、價格較高的微差壓變送器。
　　
　　三、土耳其SILOPI電廠風(fēng)量測量裝置選擇
　　
　　土耳其SILOPI電廠1×135MW循環(huán)流化床機組，對自動化水平的要求較高，準確連續(xù)地測量鍋爐的風(fēng)量，是機組實現(xiàn)自動化控制和運行的必要條件之一。風(fēng)量測量采用了一種新型的橫截面式風(fēng)量測量裝置。由于該機組的一次風(fēng)、二次風(fēng)的風(fēng)道截面比較大，對于大風(fēng)道的風(fēng)量測量，僅有一個測量點是不夠的，為了能準確地測量出鍋爐風(fēng)量，采用的辦法是在大風(fēng)道截面上嚴格按標準采用等截面多點測量原理，測量截面的平均速度。具體方案是根據(jù)各測量管道截面尺寸的大小、直管段長、短等因素來確定測量點數(shù)，并將多個測量點的等截面有機地組裝在一起，正壓側(cè)與正壓側(cè)相連，負壓側(cè)與負壓側(cè)相連，正、負壓側(cè)各引出一根總的引壓管，分別與差壓變送器的正負端相連，測得截面的平均速度，然后計算出風(fēng)量。
　　
　　對于上風(fēng)箱人口二次風(fēng)量的測量裝置，風(fēng)道口徑2000×810×5，由于風(fēng)道大，直管段短，截面風(fēng)速容易分布不均勻。為了確保準確測量風(fēng)量，風(fēng)道截面上按等截面多點測量原理布置16個風(fēng)量測量點，在風(fēng)道內(nèi)將16個風(fēng)量測量探頭的正壓側(cè)與正壓側(cè)、負壓側(cè)與負壓側(cè)相互連接，引出1組正、負壓信號至差壓變送器。其等截面布置風(fēng)量測量點見圖4。　　
　　從現(xiàn)場反應(yīng)的情況看，一、二次風(fēng)的設(shè)計風(fēng)量與實測風(fēng)量基本一致，各測點處風(fēng)量實測結(jié)果穩(wěn)定，對應(yīng)關(guān)系好，能滿足鍋爐自動投入的要求。
　　
　　四、結(jié)束語
　　
　　目前大多數(shù)新建的鍋爐風(fēng)道的直管段都比較短，給風(fēng)量的準確測量帶來了一定的難度。準確測量鍋爐風(fēng)量有助于進行*燃燒工況調(diào)節(jié)，提高安全比和經(jīng)濟效益。但是，風(fēng)速測量受到諸多因素影響，比如管道的口徑小，形狀及工藝管路布置，介質(zhì)的流動狀態(tài)，安裝條件與質(zhì)量等。土耳其SILOPI電廠工程1×135MW流化床機組的一、二次風(fēng)采用橫截面式風(fēng)量測量裝置，測量結(jié)果與設(shè)計值基本一致，各測點處風(fēng)量實測結(jié)果穩(wěn)定，取得了較好的應(yīng)用效果。另外，今后工藝專業(yè)在管路設(shè)計時應(yīng)多考慮管路的走向，在需安裝風(fēng)量測量裝置的地方留出足夠的直管段，為風(fēng)量的準確測量創(chuàng)造有利條件。