整体式多点等截面专用风量测量装置技术介绍

整体式多点等截面专用风量测量装置技术介绍

济南第三仪表厂有限公司成立于1958年,是原机械工业部节流装置八大定点生产企业之一. 我公司从事节流装置的设计生产已有33的历史,是《节流装置国家标准GB/2624》的起草单位之一,是机械工业部节流装置定点生产企业,有丰富的生产和技术经验.同时,我公司也生产多种形式的插入式流量测量装置(插入式三喉径、插入式多喉径、插入式双文丘里、插入式多孔流量测量装置、巴系列之威力巴、阿牛巴、均速管、横断面风量测量装置等等),在技术上本着实事求是的负责任的态度,我们认为在火力发电厂的大管径、低流速、含粉尘的特殊工况条件下使用任何形式的插入式流量测量装置是不妥的,理由如下:

1. 插入式流量测量装置其原理是把其核心节流元件或取压孔插入到整个流场的平均流速点位置上以获得该流场的平均流速,再乘以该测点截面的管道面积,最终换算得到其流量.关于一、二次风矩形管道的风量测量迄今为止仍然是流体力学传感器未能彻底解决的一个问题.主要原因是在如此大的管道尺寸(如1200×800×4mm, 3900×2700×4 mm等等)中流场的分布情况十分复杂,且其有效前直管段十分有限,加之在如此巨大的管道中布置了大量的加强筋和支撑架,这样一来流场又进一步被破坏,最终导致在这样的工况条件下流场伴有奇变、湍流、漩涡等等现象根本不存在平均流速点.也就是说在这样的工况条件下使用任何形式的插入式流量测量装置从原理上讲是不妥的.

2. 插入式流量测量装置的取压孔均布置在与流场方向垂直的位置上,其取压孔一般直径为6-8mm,即使采用任何方式的防堵塞装置或发吹扫装置,这样的结构形式也会随着时间的推移在取压孔产生堵塞情况,一旦形成堵塞则该测量装置将形同虚设无法使用.例如机翼风量测量装置的动压取压点的位置和结构与插入式流量测量装置的取压孔基本一致,机翼风量测量装置在电厂累计近40 余年实际使用情况完全证明了该取压孔的堵塞只是时间的问题,最终机翼风量测量装置结束了其历史使命退出了流量测量装置的历史舞台.

3. 插入式流量测量装置是靠流体撞击节流元件产生的微弱的差压(一般其差压为300 —600 Pa),我们知道在机组带负荷的过程中,流量的巨大变化会导致差压信号的跳动.即便是只有30-50 Pa的跳动,也很难保证插入式流量测量装置的精度能达到5%.显然,在这些测量位置使用插入式流量测量装置其测量精度无法得到保证.另外,整个机组在带负荷的过程中风量是由小变大的其平均流速点也随之不断变化,那么插入式流量测量装置布置在平均流速点上的取压孔就无法获得时时同步的差压信号,因而无法真实的反映风量的这一变化过程.

4. 在目前已投产的300MW、600MW机组中插入式流量测量装置已经表现出各种上述的缺陷,致使DCS系统中与风量数据相关的部分单元无法投入自动化控制,即使彻底改造风量测量装置也只能在机组大修时进行,业主单位为此苦恼不堪.

为了解决现在火力发电厂一次风、二次风、磨煤机风量等在测量上存在管道截面大、直管段短、流速低、含粉尘大等难题,我公司组织多名专家,历经三年技术攻关终于推出了整体式多点等截面专用风量测量装置系列专利产品,其优点如下:

1. 该设备基本结构基于“中国国家计量院”认可的面积流测量原理.该设备在风量测量装置的动压与静压的两个截面上通过特殊的取压孔全面的考核了该截面的压力信号,两个截面之间形成了非常理想的差压信号.这样一来不管是否存在前直管段、流场如何的不规则、是否存在平均流速点,我们都会得到通过节流面积的变化而产生的真实可靠的差压信号.

2. 该设备在其动压与静压的两个截面上分别布置了三组均压环室,这样一来使得其所需要的前后直管段大大缩短(一般只需要0.5D),而且经过均压环室之后取得的差压信号不会产生跳动,信号非常稳定.这是其他插入式风量测量装置无法达到的.

3. 基于面积流的测量原理,该设备所提供的差压信号大大超越了所有的插入式流量测量装置,达到了1.5-2.5KPa.在这种情况下即使差压信号有30-50 Pa的跳动,也不会影响该设备的精度保持在1%-2%.众所周知,文丘里管的结构形式是节流装置中所产生压力损失最低的,基本

上是其差压的20%左右.

4. 该设备的取压孔布置在与流场方向平行的位置上,动压与静压的取压孔截面分别布置了36个取压孔,而且其取压孔直径为10-12mm,不存在堵塞的可能性,不需要安装任何防堵或吹扫装置.大大减少了日常维护的工作量,节约了维护成本.

5. 我公司整体式多点等截面专用风量测量装置在山东华电国际莱城发电厂与平均流速点测量原理的插入式风量测量装置的经典代表美国罗斯蒙特集团生产的阿牛巴流量测量装置,进行了现场同一工况下的对比试验,结果我公司整体式多点等截面专用风量测量装置大大领先于该产品,彻底攻克了这个技术难题.

6. 我公司可以提供上述产品在实际使用中业主单位出具的具有法律效力的证明材料以及DCS系统的曲线图.虽然我们也在市场上见到了形式多样的插入式流量测量装置,以及其提供的使用业绩,但没有一家公司能够提供业主单位出具的具有法律效力的证明材料,尤其是能够客观真实的反映设备使用情况的DCS系统曲线图.

在山东华电国际莱城发电有限公司(4×300MW)、云南滇东能源有限公司(4×600MW)机组运行中全部采用了上述设备测量一次风、二次风、磨煤机风量,使用效果良好,彻底解决了这一困扰电厂多年的技术难题,填补了国内在该领域的空白.尤其是云南滇东能源有限公司在使用了整体式多点等截面专用风量测量装置后,由于得到了真实准确地风量信号,实现了该单元DCS系统闭环控制. 这也是迄今为止国内600MW机组第一个完全真正意义上实现了该单元DCS系统闭环控制的发电厂.