发布日期： 2015-07-21
概述
近年来，随着电厂自动化程度的不断提高，各电厂对风量自动调节投入率的要求也在提高，锅炉风量在线监测就显得尤为重要。锅炉风量匹配合理，燃烧工况就会明显改善，并且节约能源。对于燃烧过程来说，一、二次风量配风不均匀，会造成着火提前、燃烧器烧损、炉膛结渣等情况的发生。特别是一次风量过大会导致锅炉灭火和造成燃烧系统的管道磨损，影响机组运行的稳定性和安全性。而风量测量对电站锅炉运行的经济性、安全性、环保水平等均有重要作用。
国内现状
目前国内常用的风量测量装置种类繁多，主要有：机翼型、文丘里型、笛型、阿牛巴型、威力巴型、孔板型、热导式、喷嘴型、插入式文丘里型以及插入式孔板型等等。但是各风量测量装置的使用效果很不理想，主要是没有很好的解决测量装置防堵塞、测量精度差、风道压力损失大、风机功耗大等问题。具体如下：
♦ 电站锅炉风量介质皆为气固两相流体，上述所有风量测量装置都没有很好地解决防堵塞问题，均不同程度地存在信号堵塞，热工维护工作量很大，风量自动无法投入；
♦ 若整个风道采用机翼型或文丘里型等风量测量装置时，其压力损失很大，长期运行风机电耗增加，节能效果差；
♦ 部分风量测量装置安装要求高，其要求的前后直管段较长，在许多场合无法满足。
♦ 由于风道截面大，流场不均匀，采用插入式单点文丘里型等点测量装置，无法准确地测量出管道内的平均风量。
我公司开发的TR14-DN-FL-CQZ-16型全截面多点式自清灰自清灰风量测量装置很好的解决了上述问题，对风道流体的压力损耗几乎没有，由于本身具备的自清灰和防堵塞功能，使装置性能可靠，测量结果稳定，完全可以做到长期运行免维护。
工作原理
多点式风量测量一次测量元件是基于靠背测量原理，测量装置安装在管道上，其探头插入管内，当管内有气流流动时，迎风面受气流冲击，在此处气流的动能转换成压力能，因而迎面管内压力较高，其压力称为“全压”，背风侧由于不受气流冲压，其管内的压力为风管内的静压力，其压力称为“静压”，全压和静压之差称为差压，其大小与管内风速(量)有关，风速(量)越大，差压越大；风速(量)小，差压也小，因此，只有测量出差压的大小，再找出差压与风速(量)的对应关系，就能正确地测出管内风速（量）。
对于含尘气流，要长期准确地测量出管内风量，必须要解决测量一次测量元件的防堵塞问题。
自清灰防堵塞装置
我公司开发的多点式风量测量一次测量元件，较好地解决这一问题，增设了自清灰装置，即在垂直段内悬挂了自清灰棒，该棒在管内气流的冲击下作无规则摆动，起到自清灰作用，棒的自重及粗细是经过出厂前的实验来确定的，在实验台上按照各风管内的设计风量范围实验得出，棒太重太轻或太粗太细都不能符合要求。目前该产品已在国内许多电厂的不同容量、不同类型的锅炉上得到广泛的应用，受到用户好评。实践证明该装置完全能长期可靠使用。
多点等截面测量点的分布
由于各锅炉风量的风道截面比较大，且风道的走向、风道直管段的长短各不同和风道内风量大小的改变, 仅有一个测量点是肯定不够的.为了能够准确地测量出锅炉各风量，我们采用的办法是在大风道截面上采用等截面多点测量.依据上述测量原理，根据各测量截面尺寸的大小、直管段长短等因素确定测量点数，将许多个测量点等截面有机地组装在一起，正压侧与正压侧相连，负压侧与负压侧相连，正、负压侧各引出一根总的引压管，分别与差压变送器的正、负端相连，测得截面的平均速度，然后计算出风量。实践证明该装置完全能长期可靠使用，成为免维护产品。
下图为单点测量装置原理图。
例如：对于风道大，直管段短，截面流场分布不均匀的风道，为了确保准确测量风量，拟在应风道截面上按等截面多点测量原理布置16个风量测量点，在风道内将16个风量测量探头的正压侧与正压侧相互连接、负压侧与负压侧相互连接，引出一组正、负压信号至差压变送器。
其等截面布置风量测量点如下图。
截面布置的风量测量点示意图（图中“0”表示测量点）
功能特点
♦ 彻底解决了含尘气流风量测量装置的信号堵塞问题，全截面多点式自清灰风量测量装置本身具有利用流体动能进行自清灰防堵塞的功能，绝对不需要外加任何压缩气体进行吹扫，无论气体含尘浓度多大，完全可以做到长期运行免维护。
♦ 全截面多点式自清灰风量测量装置性能稳定，调节线性好。
♦ 由于电站锅炉一、二次风总管直管段安装条件在许多场合无法满足，而且风道截面大，流速在截面上容易分布不均匀，为了确保测量精度，可以将多个风量测量探头进行等截面多点布置，然后将各测量装置的正压与正压、负压与负压相互连接，最终引出一组信号到变送器，这样的组合风量测量装置对风道的直管段没有太多要求,一般只要求直管段长度不小于管道的当量直径即可。
♦ 采用插入式布置，对于整个大风道来说，组合风量测量装置的挡风面积几乎可以忽略不计，因此，其对整个风道流体的压力损失几乎没有，节能效果十分显著，且安装方便。
现场安装图片
图1 一次风风量测量装置图
图2 一次风风量测量装置安装实例
图3 二次风风量测量装置安装实例
国电某热电厂磨风量测量装置改造实例
项目内容概述
国电某热电厂采用自清灰风量测量装置，将对二台锅炉的磨入口风量（5套/1炉）进行改造。项目内容主要包括测量一次测量元件的安装、磨入口风量的计算数学模型的建立。
安装技术要求
磨入口风量测量装置应安装在混合风风道2384*974*4mm（宽*高）的水平管道上，每炉5套。安装时若风道内测量装置前1-1.5米范围内有支撑架遮挡，影响风量测量，务必割除。请参照安装图。
应特别注意的是：测量装置的斜剖面必须在迎风面上，迎风面为“+”侧，背风面为“-”侧。敷设引压管时，测量装置的“+”、“-”压侧应分别与变送器的“+”、“-”侧相连，避免差错。
每根引压管路敷设应确保无漏点，必须进行严密性试验。引压管路敷设完毕后，安装变送器前必须用压缩空气进行管路吹扫。
引压管应用φ16*2或φ14*2的不锈钢管。
变送器量程按下表调校：
风量计算数学模型
♦ 风量计算数学模型
♦ 小信号切除及系统阻尼加装要求
风量计算，因涉及开根号，故应加装小信号切除功能，建议当变送器输出电流小于或等于4.2mA，认为风量为零。
为了确保显示的稳定性，系统应加装软件阻尼。
建议系统采样速度取用1次/秒，采用前6秒钟平均值进行显示。
其他事项
为了确保项目顺利完成，要求数学模型必须在锅炉点火前检验正确。
