风量测量装置热控选型指导书

风量测量装置热控选型指导书

1. 应用范围

本设计指导书适用于XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX所承揽的火力发电厂工程，包括脱硫、脱硝、空冷、水处理、物料输送等工程。

本设计指导书为一般性的选型指导意见，如项目中用户有特殊要求，应按照具体项目的具体要求执行。

2. 总则

风量测量装置选型应按照《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000 、《火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路及电缆设计技术规定》DL/T 5128-2004 、《电力建设施工及验收技术规范》DL/T 5190.5-2004 及国家相关的规程规定进行设计。

3. 送风、烟气系统的特点

在火力发电厂锅炉的燃烧控制中，准确的风量测量装置有利于保证锅炉稳定燃烧，降低能源消耗，提高燃烧效率，减少烟气总量排放和烟尘排放，降低烟气中NO/CO 含量，提高自动化水平。

锅炉送风系统一、二次风具有风量大、流速低、风道大、直管段短、含尘等特点，石灰石湿法脱硫排放烟气还具有腐蚀、湿度大、携带液滴等特点。

由于风管道形状、直管段长度以及风道内部布置各种加强筋、角铁等部件都会影响流体流动状态和流速分布；且空预器漏风，空预器出口一、二次风为含尘气流，气流压力、温度等参数的变化，都会影响流体状态，使风量测量复杂化，很难实现风量的准确测量。这些因素需要针对被测对象的实际情况选择合适的流量测量装置。

4. 风量流量装置的原理及特点

机翼式测风装置

工作原理机翼式测风装置由安装在矩形或圆形风道中的机翼、差压取压管及一段风道构成。当气流流经机翼测量装置时，在翼型表面形成绕流，产生差压。根据流体力学原理伯努利方程，其计算公式为：

Qv = A*C*m*

2Δ

ρ P

或Qm = A*C*m*

2ΔP*ρ

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式中 Qm、Qv—分别为质量流量（kg/s）和体积流量（m/s），C—流体常数，

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m—流通面积比，A—管道截面积 m ，ρ—被测流体密度（kg/m），△P—差压 Pa。机翼

式测风装置结构图：

4.1.2 技术特点

ٛ 机翼式测风装置节流元件为流线形机翼形状，其阻力系数达到最小极限，但最大压力损失仍较大；

ٛ 采用多个翼形管，每个翼形管上选择的检测点是采用等面积法，确保测量精度；

ٛ 系统可靠性高、稳定性好；直管段要求低，一般前直管段应大于风道当量直

径的0．6~1倍，后直管段应大于风道当量直径的0．2倍。

三曲线机翼式测风装置适用于空气流量较大、风道截面积大、流速较低、直管段长度较短的风量测量，是电力行业一、二次风量测量运用最广泛的一种流量测量装置。

实际的工程应用中，三曲线机翼式测风装置测量含尘气流时，集气管或测压汇管因空腔

较小，会集聚较多的粉尘。锅炉启停炉时冷热态的变化，所形成的水气与测风装置感压管路

中的灰尘会形成硬块，堵塞测量孔，且清理困难。为了便于检修、校验，测量装置进口附近

应设置人孔。

4.2 文丘里管流量测量装置

文丘里式流量测量装置是利用文丘里原理设计的一种节流式流量传感器，按结构型式可分为普通文丘里式、双文丘里式、多喉径式等。普通文丘里流量测量装置为标准节流装置可用于小管道流体流量的测量，不建议用在大管道流体流量的测量。

2双文丘里流量测量装置

3工作原理

双文丘里风量测量装置主要由一支全压管和一套双文丘里管组成，双文丘里管是由内、外两个大小不同，但线型相似的圆形文丘里管，套装在同一轴线上并连成一体组装而成组成。是利用气流在文丘里管喉部流速增加，静压降低的原理制成的，该装置在内文丘里管管内及外文丘里管管外分别开孔测量静压，经过两级文丘里的放大，将风道实际动压放大10-20 倍左右，适当调整文丘里管的截面收缩比，可以改变装置测得的压差和灵敏度。

根据伯努利方程、连续性方程及气体一元恒定流动的运动方程，其计算公式为：

Qv = A*k*

2Δ

ρ P

或Qm = A*k*

2ΔP*ρ

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式中 Qm、Qv—分别为质量流量（kg/s）和体积流量（m/s），k—仪表系数，

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A—管道截面积 m ，ρ—被测流体密度（kg/m），△P—差压 Pa。

4.2.1.2 技术特点

ٛ 在相同测量条件下，能产生较大的压差信号，输出信号稳定，相对误差较小；

ٛ 压力损失较小，不影响风道流场，只占产生差压的1％；

ٛ 工作条件要求低，对装置前直管段长度要求不高，理论上讲一般最好前5D 后3D； ٛ 安装方便，运行安全可靠、维护工作量小；

ٛ 适用于当量直径大于300mm 的圆管或矩形管道；

ٛ 根据风道结构和尺寸，一般每个风道安装2-5 组双文丘里测风装置，然后经过均压箱后将信号引到变送器。

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双文丘里流量测量装置按结构形式可分为：内藏式、插入式和组合式双文丘里流量测量装置等。内藏式和插入式双文丘里流量测量装置是采用单点取压方式，要求测量截面上存在稳定的平均流速点，用于流体流量大，风道截面积大，流速较低的风量测量，必须满足直管段要求，有较稳定的流场。组合式双文丘里流量测量装置是由多个插入式双文丘里流量传感器按一定方法排列组合而成，可反映管道流体流场，适用于超大管径的风量测量。

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1多喉径式流量测量装置

2工作原理

介质从按航空发动机模型设计的入口进入内部整流段，使流体充分发展为紊流状态（并通过设置在此处的环室取出高压），以便于流体进入测量喉部进行流速测量，在喉部最小处，由于流速提高，其静压降低（通过设置在此处的环室取出低压）；而经过外导流管的流体，通过外提速段，在内扩散段的末端形成负压区，达到对中心流的抽吸和引流作用，使测量喉部的静压进一步降低，从而达到信号放大及稳压的目的。

4.2.2.2 技术特点

ٛ 输出差压值较大，压损小，其输出差压值为均速管流量计的2～4 倍；

ٛ 适用于当量直径大于50mm 的圆管或矩形管道；

ٛ 直管段要求低。一般情况下，单弯头后前直管段长度为4D,后直管段长度为2D；

ٛ 可通过附加的防堵吹扫接口，进行在线吹扫维护；

ٛ 具有来流方向校正功能。航空发动机入口设计，可对由于直管段不足，管道内支撑筋引起的流量不稳有校正效果；

ٛ 信号稳定可靠，差压信号无脉动现象。由于采用了u多喉径v以及双环室取压结构，使得被测介质在各节流段有一个被u整流v的过程，最大限度的降低了信号的脉动。

插入式多点均速双喉径流量装置可用于各种风量测量场合，也适合于火力发电厂的一、二次风量的测量，但需定期设备吹灰维护。

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1均速管

2工作原理均速管流量测量装置是基于皮托管测速原理发展而来的一种流量传感器。均速管流量测量装置是由一根中空的细金属管和两根引压管及管接头组成。