FGD系统烟气流速测量仪表选型.docx

1、FGD系统烟气流速测量仪表选型FlueGasFlowRateMeasuringInstrumentSelectionforFGDSystems闫国瑞北京国电清新环保技术股份有限公司内蒙古呼和浩特010206【摘要FGD的全称为湿法烟气脱硫，是火力发电厂、化工厂厂用高压幕汽锅炉等应用斌广泛的脱硫装置。烟气流速是环保监测和数据上传环保局采集终端的一个重要参数，涉及与环保部门的排放总量的结算。因为湿法烟气脱硫系统入口烟气温度和流速较高且含有大最的燃煤灰尘，因此对风量深量装置提出了较高的要求.甚至需要特殊的风量测量装置。而湿法烟气脱硫系统出口烟气中温度虽然较低（一般在48幻52Y之间），但是因其含有大

2、堂的水蒸气和石膏浆液，热导式风量测量装置、文丘里风量测量装置、机翼式风量测量装置、节流差压风量测量装置、超声波风量测量装置等都无法正常使用，因此湿法烟气脱琉系统出口、入口烟气流速测量装置的选型工作是十分重要的工作，错误的选型会导致后续工作极度被动，因此有必要介绍一下相关经验。【关健词JFGD荐列式风速刑信仪【中图分类号JTK223-25【文献标识码】A2004年前投入的机组脱硫系统-般都是在机组正常投产后新增加的，因此脱硫系统面积狭小，烟道直管段较短且变径和弯头较多，烟道内气流不稳定和流速分布不均匀，造成烟气流速测址不准确甚至无法正常测量，以最常见的风流liH十的选型应用为例，按时期先后大致如

3、下：节流差压式流量计（标准节流孔板、文丘里管、多孔孔板平衡流量计等），涡街流量计，差压式流域计（均速管流量计、弯管流鼠计、皮托管流量汁、防堵防腐阵列式流量计），热式质量流量计等。但是根据数年的工作经验判断，适用于湿法烟气脱硫系统烟气流最测量的流量计有皮托管流量计、阵列式流量计、热式质量流量计等，儿种流量计各有优缺点，F面对它们进行一些分析探讨，以期合理选型正确使用。收稿日期：2012-03-18作者简介：闰国瑞（1976-）,男，助理工程师。现从事发电厂热控仪表安装及调试工作。1防堵防腐阵列式流量计防堵防腐阵列式流量测仙装置的原理也是根据差压原理来进行工作，装置如图1所示，正用侧取压管t下两端

4、做成斜剖面，取压管之间用联络管相连通，最终将压力引到引压管，引压管与变送器的正压侧连接，静压管在背向流体流向的一侧，整体形状与正压取样管相同，只是取压口改为在取斥管的管壁上开的若干直径为58mm的小孔，孔的方向指向流体去向，静压引压管与变送器的负拒侧连接。本装置为插入式安装，烟道施工不需预留空间，烟道施工完成后即可安装。安装时装置应垂直于代流方向，正压测斜剖面取压孔面向气流来向。直管段可按前4后1的比列适当调整。差压变送器的安装位置应高于测虽装置，如果条件允许应将变送器安装在烟道顶部，这样可以有效避免仪表管内积灰。测量装置到变送器之间的仪表管路应密封艮好，否则灰尘回堵塞管路，无法准确测量。烟气

5、流量补偿公式如卜.：0=19.82xAx273.15+T8273.15+T8图1阵列式风量测装置结构原理图。表示流量，单位为t/h;K表示测量装置的系数，一般左=0.83；P。表示当地大气压，单位为Pa；P表示烟道内静压（表压），单位Pa；7表示介质温度，单位为R表示测量装置产生的差压,单位为Pa；推荐差压变送器上网量程为200Pao1）防堵防腐阵列式流址计的优点：a、具有本质防堵功能，不需外加任何吹扫装置；b、对烟道直管段要求不高，可按前4后1的比列适当调整；c、节流损失小，几乎没有节流损失；d、测最准确，维护费用低，响应速度快。2）防堵防腐阵列式流量计的缺点：a、价格昂贵；b、体积较大,安

6、装不方便。因此该装置适用于烟道直管段较短，流速分布不均匀的脱硫吸收塔入口烟道烟气流速的测量。2热式质量流量计热式气体质量流量计是利用热传导技术为基础，实现气体质量流最的测鼠。流量计的测量探头带有两个钮电阻传感元件，分别为7、弓（见图2）,它们被置于流体中，其中感温元件n通过加热功率p,使其温度升至n；另一个感温元件2不加热，用于检测介质温度，设为，2。于是两个传感元之间产生温差在流量为零时，最大，随着流量。的增大，传感元件4的热址被带走下降，小。故上述加热功率p、温差与质量流量。之间将会产生一定的关系。根据热力学第一定律，得出下列方程式：可用下式表示：P4T=Ki+KQQ上式中K.KzK,是与

7、气体物理性质有关的常数。从上式可看出通过测量加热功率P,温差的变化即可求得质量流量。*1）热式质量流量计的优点：a、不受介质温度和压力变化的影响；b、便于安装；.c、水分、油等其他杂志影响较小；d、没有可动部件，维护量小；e、响应速度快,测量精度高。2）热式质量流量计的缺点：a、该装置测量的是烟道内某一点的流速，因此不适用于流速分布不均匀的烟道；b、要求直管段较长,提供稳定的流速场；，c、价格较昂贵；d、当烟气内含有水分和灰尘、浆液时，容易堵塞探头，导致测量结果出现偏差。因此，该装置使用于湿法烟气脱硫吸收塔入口烟道直管段较长、流速稳定的场合，不能用于测量湿法烟气脱硫吸收塔出门烟气流量的测量。3

8、皮托管流量计(S型)皮托管流速仪的测量结构主要包括差压变送器、皮托管、反吹电磁阀、温度压力补偿等。其测哒原理如图3所示，其一次取压元件采用传统的皮托管测量方式，在正确安装后，皮托管的全压、背压取压管将检测到的动压与静压分别传递到差压变送器，差压变送器将动压与静压之差转换为420mA电流传送给显示仪表或是CEMS系统计算机进行温压补偿与数据处理。皮托管内外表面均做了特殊处理，可有效避免烟气腐蚀并减少粉尘粘附。反吹电磁阀主要用于脏污气体(如脱硫吸收塔入口烟气)测域时的系统反吹：当探头检测孔粘附、积淀灰尘污物时，电磁阀定时或按预定程序开启，将压缩空气同时接入两个取压管进行吹除作业，正常测量时电磁阀则

9、处于关断状态。图3皮托管流量计测量原理图.皮托管流速仪为用户提供标准(420mA)流速开方比例电流输出(用户也可选择线性输出)，需要特别说明的是由此电流计算得出的流速(见公式(2)是假定测量介质为空气且空气状态为常温状态(20%：,760mmHg)时的计算值，用户欲获得介质在工况下的流速匕值需首先按公式(3)及公式(4)计算实际介质相对空气的密度补偿系数Y和温压补偿系数然后按公式(1)计算得到最终结果。若用户还需计算工况或是标况F的流依值，则按公式(5)、公式(7)分别计算即可。其中速度分布系数为实时测算值。工况下烟气流速的计算公式：V=KkKVq(1)式中：V一工况下烟气计算流速，单位：；Y

10、烟气相对空气密度修正系数；k2温压补偿系数；Vo空7常温状态(20%：,760mmHg)实测流速，单位:m/s；心膺牛实测流速的计算。式中：P实测压差，单位:Pa；C皮托管仪表系数；p常温状态(20T,760mmHg)空气密度，单位.：kg/m,p0=1.205kg/m;皮托管流速测量上限值，单位:泓；人出皮托管流速比例电流输出值，单位:mA；烟气相对空气密度修正系数式中：Pi标准状态(0r,760mmHg)烟气密度(用户提供)，单位：kg/m3；温压补偿系数K/q+273.15)xT0L325广V(小为X273.15式中：实测温度，单位:PA安装地大气压，单位:kPa；Ps实测管静压，单位:

11、kPa；工况F烟气的瞬时流量的计算Q=3600xVx4总(5)式中：Q工况下烟气的瞬时流量，单位:m3/h；A过流断面面积，单位：m2；f过流断面速度分布系数，实际测量计算值。标态烟，瞬时流量的计算。亍Qx（6）Pi式中：Qv标态下烟气瞬时流量，单位:rn/A；P工作状态烟气密度（用户提供），单位:kgIm推导过程如下：农生虹_L（7）Pi命弓K；推导结果如下：。广3600xVK4xfx（8）&=3600xVoxK）xK2xA慈乂二&K.=36OOxVoxx4xf1）皮托管流量计的优点：a、安装方便，采用插入式安装，体积小重量轻，易于集成，必要时可以同时将测温元件集成于该系统，用于温度补偿或实

12、现稳、压、流一体化测量；1）、系统简单，易于维护；c、成本低，可靠性较高；d、装有管路吹扫系统，可以实现自动吹扫功能。2）皮托管流量计的缺点：a、该装置测笊的是烟道内某一点的流速，因此.不适用于流速分布不均匀的烟道；b、要求直管段较长，提供稳定的流速场，选择测量点时应远离风机、阀门、弯头等易造成流态波动的元件，且测M：点上游应有3d5d（d为圆形烟道的直径）的直管段，以保证测鼠点处过流断面速度分布规律符合要求。如果为矩形烟道，当量直径d二2ab/（a+b）,其中a、b为矩形烟道的边长。因此，该装冒使用于湿法烟气脱硫吸收塔出、入口烟道直管段较长、流速稳定的场合。Vol.15No.3较长时都可以选

13、择皮托管和热式流量:计进行测缺烟气流速，实现较高的信价比。当脱硫系统出入曰烟道直管段较低时，脱硫吸收塔入口烟气流量可以选择防堵防腐阵列式流量计，脱硫出曰可以选择带吹扫功能的皮托管进行流速测量。参考文献11王曙华，庄武，沈寒宵.气体流量计选型应用J.玻璃，2009,(3).2纪纲.流量测虽仪表应用技巧：M.北京：化学工业出版社，2003.3温瑞媛，严世强，江.洪，翟茂林.化学工程基础IMJ.北京：北京大学出版社,2003.4蔡武昌，孙淮清，纪纲.流咏测址方法和仪表的选用M：.北京:化学工业出版社,2001.Abstract:EGD.knownaswetfluegasdesulfurization

14、isathermalpowerplant,chemicalplantfactorywithhigh-pressuresteamboiler,themostwidelyuseddesulfurizationunit.ThefluegasflowrateisanimportantparameterinenvironmentalmonitoringanddatauploadEPAAcquisitionTerminal,involvedinasettlementwiththeenvironmentalprotectiondepartmentofthetotalemissions.Higherbecau

15、seofthewetFGDsysteminletfluegastemperatureandflowrate,andcontainalolofcoaldust,andthereforehigherairflowmeasuringdevice,orevenrequirespecialairflowmeasuringdevice.Wetfluegasdesulfurizationsystemoutletfluegastemperaturelow(generallybetween48X.-52.butbecauseitcontainsalotofwatervaporandgypsumslurry,thethermalconductivityofairflowmeasuringdevice,theVenturiairflowmeasurementdevices,wingtypeairflowmeasuringdevice,throttledifferentialpressureair(lowmeasuringdevice,ultrasonicwindmeasurementdevicesandsodoesnotworkproperly,wetfluegasdesulf