探究不同類型管道對智（zhì）能分體式電（diàn）磁（cí）流量計測量的影響

點擊次數（shù）：2485 發布時間：2021-09-09 14:13:29

摘要：大、中型管（guǎn）道小直管段風量測量是影響鍋爐自動化運行的難題，設（shè）計開發了一種新型多點截麵式（shì）防堵型流量測（cè）量裝置，可有效提升煤粉爐磨煤機入口混合風測量的穩（wěn）定性和防堵性，並在實際運行中得到了（le）驗證。
引言
燃煤鍋爐磨煤機入口風量測量一直是困擾機（jī）組運行人員的大難題，其本身的重（chóng）要性就不再贅述，就測量來講（jiǎng）目前主要有兩個方麵的問題。
一是測量（liàng）的準確性和重複性問題。磨煤機入口前布置有熱風調節門、變徑管及冷風入口管，各種節流件及鍋爐負荷的變化對安裝在在（zài）內部的測量元（yuán）件穩定輸出會產生較大的影響。二是其測量裝置一次元件及引壓管路（lù）的堵塞問題，一次元件本身的結構設計應該具有（yǒu）一定的防堵措施，以保證差壓信號的輸出。常規的補償是設置反吹裝置，由於（yú）沒有考慮好風速管本身（shēn）的結構問題，要麽吹（chuī）掃（sǎo）起不到作用造成必然的堵塞，要麽就是影響差壓正確輸出，使其無法投運，可用的風（fēng）量測量裝置必須解決（jué）好這兩方麵（miàn）問題，流量（liàng）的準確（què）測量才可能實現。
１原風量測量裝置存在的問題
１．１運行暴露的主要問題
某一項（xiàng）目現場原設計選用的是（shì）一種插（chā）入式雙文丘裏管智能分體式電磁流量計。在（zài）實際使用過程中，每當鍋爐負荷變（biàn）化（huà）時，差壓（yā）變送器就會反向工作，即調門減小，輸出增加，由此（cǐ）*終導致無法投入鍋爐和磨煤機的自動運行。同時，輸出（chū）信號也不太（tài）穩定，偶爾出現（xiàn）時有時無的現象，導致（zhì）差（chà）壓變送器輸出異常，給鍋爐運（yùn）行（háng）帶來了很大（dà）的安全隱患。
１．２原因分析
現（xiàn）場的具體工（gōng）況如圖１所示。磨煤機一次熱風管道接自熱風總管，其管道尺寸為８２０ｍｍ，經調節風門後管道變徑擴大為９２０ｍｍ，緊接著在（zài）上部有冷風管接入（rù），* 後經閘板門、混合風調節門和直角彎頭（tóu）轉向為垂直管道，再經過膨脹（zhàng）節和變（biàn）徑管後進（jìn）入磨煤（méi）機。
從流量測量（liàng）角度講，影響流場的（de）主要為熱風調門、擴管、彎頭（tóu）以及一（yī）次冷風的混入，閘板門和混合風調門由於運行時處（chù）於全開狀態，影響可忽略，目前使用了單點雙文（wén）丘裏管的測量方式，有以下（xià）問題：
（１）由於雙文丘裏自身的尺寸以及安裝空（kōng）間原因，其安裝位置緊臨彎頭，這樣造成（chéng）彎頭後流體運（yùn）動方（fāng）向是斜向進入智能分體式電（diàn）磁流量計的（de），由於其本身不（bú）具有流體導向功能（néng），導致測量信號波動（dòng）較大，無法輸出一個穩定的測量數值。

（２）從（cóng）圖中可以看出，雙文丘裏前方根本沒有直管段，其測量結果也基本上是不可（kě）信的隨機數值。
（３）由於直管段本身較短，加上前方影響流量測量的多（duō）種因素，會導（dǎo）致流場分布不均，單點的雙文丘裏管智能分體式電磁流量計根本無法測到整個管道的平均流速，在負荷變化時，會導致反向運行結（jié）果（負荷增加，輸出減小），致使無法投入（rù）自動運行或保護。
２新型流量裝置的開發
根（gēn）據多個（gè）現場實際（jì）運行情況的（de）調研，結合目前該類（lèi）一次元件的使用時出現的問題，開發出了ＦＷＺ－１１００Ｄ－ＡＭ３－Ｄ９２０型多點截麵式（shì）防堵型流量（liàng）測量裝置，及與其相配套（tào）的正壓式在線防堵吹掃裝置。
２．１一次元件的特性
２．１．１大差壓信號
多點截麵式防堵型（xíng）智能分體式電磁流量計是基於動（dòng）、靜（jìng）壓組合測量原理，動壓測點產生高於管道介質壓力的正壓，而靜壓測點產生低於管道介質壓力負壓，二者組合後可實現增壓的（de）目的，即差壓（yā）等於動壓的２倍。
２．１．２來流方向（xiàng）校正功能
新智能分體式電磁流量計采用拋物麵導向型結構（gòu）作為動壓測點，采用對稱自補償型式的靜壓測點，可以有效地解決來流方向偏流時信號的穩定采集，來流偏離管道軸線時，可以維持輸出差壓基本不變，如圖２所示。
２．１．３有效的防堵功能
采用（yòng）了多組動壓和多組靜壓組合方式，動壓組采（cǎi）用無阻礙型自清掃（sǎo）結構，靜壓組采用抽吸型（xíng）自清掃結構，可實現自（zì）動清掃。若介質含塵（chén）量較大（dà），可外配吹（chuī）掃裝置進行定期吹掃。

２．２一次元（yuán）件的防堵設計
對於含（hán）有較大灰塵或風粉混合的（de）流體介質，為了解決一（yī）次元件堵塞問題，結合本產品使用特（tè）點，開發（fā）了與一次元件配套（tào）的ＬＦＣ係列正壓式防堵吹掃裝置，其采用了以下的防堵原理，有效地解決了吹掃對測量值的影響。
采用正壓吹掃原理是（shì）借鑒了腐蝕性液體吹氣式液位測量方法，如圖３所示，當（dāng）液位為０時，壓縮（suō）空氣（qì）由於沒有受到阻力，直接排（pái）出，所以壓力計顯示為０；當液位升至一定高度時，由於流體靜壓的影響，在（zài）其*下端口會形成（chéng）一個與液位深度和密度成正比（bǐ）的壓力，該（gāi）壓力阻礙了氣（qì）體的流出，那麽其核壓力大（dà）小就是壓力（lì）計所測到的值。
作為用於差壓式風量測（cè）量裝置時，為了保證不影（yǐng）響正壓側和負壓側（cè）正（zhèng）確的差壓輸出，就需要在正負壓（yā）側設（shè）置兩（liǎng）個（gè）吹掃（sǎo）裝置。在實際應用時保證正負壓兩端（duān）的壓力損失一樣，把兩個吹掃量調（diào）成大小一致數值，如圖４所示。理論上講，該吹掃量越大越好，一次（cì）元件一定不會（huì）堵，但是，太大就會影響差壓的測量；當然，太小也不行，吹掃量太小時不能保證每個測量孔處（chù）的微正壓，就達不到防堵的（de）目的，所以，吹掃量的大小取決於智（zhì）能分體式電磁流量計的結構，需要相互匹配才能取得預期的效果。
３風量測量裝置的（de）改造方案
３．１安裝位置的調整
現場原有的安裝位置，無法（fǎ）滿足智能分體式（shì）電磁流量計正常工（gōng）作的條件。根據新產品自身的特點，選用了一套磨（mó）煤機垂直管道專用的流量裝置，由３支多（duō）點（diǎn）導向防堵型智能分體式（shì）電磁流（liú）量計組合而成的ＦＷＺ－１１００Ｄ－ＡＭ３－Ｄ９２０型多點截（jié）麵式防（fáng）堵型流量測（cè）量裝置，布置在垂直管道的膨脹節後，根據現場測量（liàng），該部分長度為２００ｍｍ，可以（yǐ）滿足安（ān）裝條件，詳見圖５所示。
３．２多點（diǎn）測量平（píng）均輸出
從前麵的分析可以（yǐ）看出，由於流量裝置前流場非常複（fù）雜，單（dān）點測量無法滿足現場使用要求，為此（cǐ）智能（néng）分體式電磁流量（liàng）計的（de）測量采用了其使用１８點防堵動壓（yā）和３６點自補償式（shì）靜壓測點來進行平均流速的測（cè）量，如圖６所示，可以（yǐ）滿足現場工況的要求，如實地反映負荷的變化情（qíng）況。
新智能分體式電磁流量計安裝完（wán）成後，將三支智能分體式電（diàn）磁流量計的正（zhèng）壓和負壓分別接至均壓容器後再送往差壓變送器。這樣有效解決了不同負荷不同流速下風量的測量，另由於（yú）節流件采用流線型設計，壓損較小，安裝後（hòu）對正常運行工況影（yǐng）響甚微。
３．３防堵（dǔ）問題的解（jiě）決方案
依（yī）據現場發生（shēng）堵塞的實際（jì）情況不（bú）完全統（tǒng）計（jì），風量測（cè）量裝置本（běn）身的防堵性能差（chà）的占３０％左右，測量管路係統氣（qì）密（mì）性差的占７０％左右。
由於施工（gōng）質量（liàng）等原因，從智能分體式電磁流（liú）量計到變送器的引壓管其氣密性無法完全（quán）保證（zhèng），再加上測量介質為低壓熱空氣，密度很小，隻要（yào）引壓（yā）管有泄露（lù）點時，被測氣（qì）體裹挾著灰塵進入引壓管（guǎn），在泄露點處集聚，長此以往（wǎng）就形成了堵塞（sāi）。
實際運行中發現，由上至（zhì）下的垂直管道的測量更（gèng）容易堵塞，特別是那些動壓式智能分體式電磁流量計（jì）。所以，為了徹（chè）底解決堵塞隱患，本次流量裝置配套了（le）ＬＦＣ係列正壓式防（fáng）堵吹掃裝置，確（què）保智能分體式電磁（cí）流量計的（de）能夠（gòu）正常工作。
３．４方案的（de）管路連接係統圖
整個流量測量係（xì）統主要由測（cè）量測量裝置、均壓容器、防堵吹掃裝置及差壓變送器組成。其中吹掃裝置包括過（guò）濾減壓閥、智能分體式電磁流量計及調節閥等（děng），詳細管路連接如圖７所示。