电厂锅炉一次风速测量1

无堵塞一次风速在线测量装置

简介无堵塞一次风速在线测量装置_、概述一次风速测量的重要性已经得到广泛的共识，它是锅炉燃烧调整不可缺少的重要参数，它对于燃烧的稳定性、经济性及可靠性有着重要意义。对于中储式系统，一次风可以在给粉机前测量，热风送粉时可以采用普通的动压取压方法，乏气送粉时可采用弯头取压等方式，这些方法仅在一些老机组的技术改造中得到了有限的认可。现在绝大多的电厂都采用直吹系统，一次风带粉率很高，一次风速的测量难度更大，开发出能适应高浓度风粉混合物的测量系统是摆在电力工作者面前的重要课题。一次风测量首先要解决三个难题：如何保证测量的准确性如何解决测量元件和管路的堵塞如何解决测量元件的磨损选用科学合理的取压装置就可以解决准确性的问题，选用高耐磨复合材料也可以最大限度地延长测量元件的使用寿命，最难解决的是堵塞，近年来，国内多家科研院所及大专院校针对一次风测量技术做了大量的研究开发工作，研究出一些具有针对性的防堵装置和措施，诸如利用自沉降和振打方式的“自清灰防堵塞风速测量装置”以及利用压缩空气“探针吹扫的防堵装置”等。解决堵塞要从堵塞的成因入手，经过大量的事例发现，发生堵塞并非主要在取压管的头部（取压口处），大多数的堵塞都发生在取压管路中，当取压管路没有泄露点的情况下，取压管与被测量管中没有压力梯度，管内没有气流流动，通常的思维下管内不会进煤粉。但事实上煤粉确实进入到管路中，这是因为一次风管与取压管路中有较大的浓度梯度和温度梯度，这些都会引起质量的传递，煤粉扩散到取压管路中再沉降，取压管路的振动将煤粉堆积到某一低洼或拐点处形成堵塞。1>2图1：煤粉扩散到测量管路中以往的防堵措施都集中在取压管的头部，并不能够从根本上杜绝堵塞现象的发生，在掌握了堵塞发生的机理后，通过大量的实验，无堵塞一次风速测量装置，一改原有的传统测量方法，是含尘气流风速测量的一次革命，其原理先进、测量准确、决不堵塞。无论在新建电厂还是在老电厂的技术改进中都可以应用。二、测量原理了解了堵塞产生的机理，就可以有针对的加以解决，堵塞是由于煤粉在取压管路中的扩散产生的，制止这种扩散是解决问题的关键，当测量管路中有一股气流逆向扩散方向就可以有效地滞止扩散的产生，从而真正起到防堵塞的作用。通过对扩散力的分析以及大量的实验，我们找出了这个气流的合理流速，而且发现这股微弱气流对测量精度的影响可以忽略不计。在电厂中都有稳定的压缩空气气源，即仪表风系统，这股气流可以取自仪表风，并进行稳压、过滤、净化。为了保证测量的准确，全压取压管和静压取压管内的气流流速要保持一致，为此要加装一套精密的流量控制系统。这样能保证安装在全压取压管和静压取压管之间的微差压变送器测量的压差即为动压值，进而得到精确的一次风的流速。

图2测量过程简图P0一次风管内静压；P1全压取压管内静压；P2静压取压管内静压；Y1一次风重度；Y2仪表风重度；W1一次风流速；W2测量管内流速。分别列全压及静压取压管口和微差压变送器测点处的伯努力方程，因W1〉〉W2，可以忽略测量管内的沿程和局部阻力损失，得到如下方程:P1W12P2W22(1)ri2gr22gPiP 2W22(2)r1r22g由(1)(2)可以得到(3)PiP2 —r-1W12(3)2g从方程(3)中可以看出取压管路的流速对准确测量一次风管的动压差没有影响。三、系统组成1、 取压元件取压元件(专利技术)是我公司为该系统专门设计的一套装置，在防磨上采用复合抗磨材料，结构形式充分考虑了本装置的适配性，类皮托管形式，能取得较大动压值，每个取压元件都经过风洞测试并标有流量系数。由于有微弱气流在取压管口流动，在取压管口处形成了一个微弱的气膜，这个气膜的形成也增强了管口的抗磨损性能。取压元件是可拆卸型，非常方便更换。2、 压缩空气流量控制系统精密的压缩空气流量控制系统是测量的关键，该系统由过滤器、储气罐、流量控制器、调整阀、节流装置、差压变送器、压力表等组成。

图3测量过程系统图1图3测量过程系统图2流量控制器3空气速度调节阀4节流阀5空气过滤器3、微差压变送器测量系统选用我公司生产的HNWY型微差压变送器，量程为0〜1.6KPa,电源24VDC,输出4〜24mA,变送器安装在控制柜中。4、数据采集及处理系统微差压变送器采集的动压值经该系统处理转换成速度值，又经该系统换算成标准4〜24mA信号输出给DCS系统。这时4〜24mA对应速度值为0〜50m/s。针对客户的要求也可以直接将差压值送到DCS系统。4〜20mA 4数据采集处理器4〜20mADCSL Jr0〜1.6KPa 0〜50m/sk.AF图4数据采集及处理系统图5、控制柜压缩空气流量控制系统和微差压变送器都安装在控制柜中，布局合理，便于维护。四、性能特点•原理先进：这是一个具有独创性的含尘气流流速的测量方法，突破了传统的思维方式，非常巧妙地解决了堵塞的问题。•测量准确：原有的测量方式都是基于有了堵塞如何来清理，这样就不能保持全压取压元件的气动力学性能，使得测量失实。正是因为本套装置无堵塞发生，保证了全压取压元件的气动力学性能不发生改变，进而提高了测量的精度。•使用寿命长：复合耐磨材料的取压元件增强了耐磨性。•使用方便：区别于其他一次风测量系统，本装置在出厂前已经进行所有标定，无须现场标定及调试。•适用面广：本装置对被测气流中粉尘浓度没有要求，即可测量直吹式系统也可用于乏气送粉，还可用于其它行业中更高粉尘浓度的场合。•国内从事一次风速测量的单位大多是已投产电厂的技术改造，本装置即可在改造中使用也可在新建电厂中使用。•结构精巧：压缩空气流量控制系统、微差压变送器及数据采集及处理系统都集成在一个控制柜内。•安装方便：全压和静压取压元件连在一起，将其直接插入一次风管的直管段中即可，取压表管比较集中，非常方便敷设，控制柜摆放在在一次风管附近，节省了取压