摘要：在熱電(diàn)行業中，同一工(gōng)況下不同類型(xíng)的流量計往往(wǎng)會達到(dào)不同的(de)測量精(jīng)度(dù)等級(jí)，進而影響(xiǎng)到後續生(shēng)産運行。以(yǐ)計算流體力學(xué)爲依據，采用(yòng)數(shù)字化分析技術和工況(kuàng)标定的(de)方法，分析(xī)了現(xiàn)場旋翼(yì)式流量(liàng)計産生測(cè)量誤差的原因，選擇(zé)了合(hé)适的位置(zhì)安裝(zhuāng)插(chā)入式流量計(jì)，并得(dé)到了(le)插入(rù)式流量計(jì) 的精度(dù)等(děng)級。結(jié)果表明，在(zài)同一(yī)工況下，合理的(de)流量(liàng)計安裝位(wèi)置以及合适的(de)流量計類(lèi)型，能(néng)夠顯著(zhe)提高工(gōng)業現場流量的(de)測量精度。
0引言(yán)
　　流量(liàng)儀表在熱(rè)電行業的應用(yòng)非常(cháng)普遍(biàn)，流量(liàng)測量與(yǔ)供熱發電的(de)經濟(jì)性和(hé)安全性緊密相關。随(suí)着工(gōng)業自動化水(shuǐ)平的提高，對(duì)流量測量(liàng)儀表(biǎo)精度(dù)的要(yào)求也(yě)越來越嚴(yán)格。熱電行(háng)業現(xiàn)場常(cháng)常存在大(dà)管徑、直管段不(bú)足(zú)、流(liú)量波(bō)動大(dà)等複雜工況，相同工(gōng)況下，不同(tóng)的流(liú)量計(jì)類型(xíng)和安裝位置所(suǒ)能達到的(de)精度等級不同。對某(mǒu)熱電廠(chǎng)一次風熱風左(zuǒ)支管風(fēng)量測量進(jìn)行了(le)數字化(huà)分析和(hé)工況标定(dìng)，分析(xī)現場原本(běn)采用(yòng)的旋翼(yì)式流量計産(chǎn)生計量誤(wù)差(chà)的原因，選取(qǔ)合理的位置安(ān)裝插入式流量(liàng)計并進行數字(zì)化标(biāo)定(dìng)，解(jiě)決了測量(liàng)精度問題(tí)。
1某熱(rè)電(diàn)廠工況(kuàng)條件
　　某熱電廠(chǎng)一次風(fēng)總(zǒng)進風(fēng)管後(hòu)方(fāng)進(jìn)入空(kōng)氣(qì)預熱器(qì)加熱(rè)後，分成(chéng)左右兩(liǎng)條支管進(jìn)入左(zuǒ)右風室，由于左(zuǒ)右支(zhī)管結構對(duì)稱(chēng)，因(yīn)此隻取其(qí)中左風室支管進行建模研究(jiū)。該測(cè)量管(guǎn)道管(guǎn)徑d爲800mm，管道具體尺寸見圖1(d)。管道(dào)内介質爲150～160℃的空(kōng)氣，密度(dù)爲(wèi)0.8509kg/m3，動力粘度爲2.4×10-5pa?s，操作壓(yā)力爲9000～9500pa，數(shù)字化标定(dìng)時(shí)選取刻度(dù)流量45000nm3/h，最大流量40000nm3/h，常用流量(liàng)爲20000nm3/h，最小流量10000nm3/h。


　　根(gēn)據現(xiàn)場測(cè)量獲得三(sān)号鍋爐一次風管道(dào)尺寸，确定(dìng)管道計算模型(xíng)。見圖(tú)1(a)爲(wèi)一(yī)次風(fēng)總進風(fēng)管(guǎn)道，風(fēng)機位于流量計(jì)安裝位置下層(céng)約6.7d處，流體自下(xià)向上流動，管道上方(fāng)彎頭距離(lí)流量計安裝位(wèi)置大于6d，此(cǐ)處安裝直管段(duàn)長度符合插入式流量計的直(zhí)管段(duàn)要求(qiú)，因此不必(bì)進行模拟(nǐ)分析(xī)。一次風總(zǒng)進風(fēng)管道後(hòu)方進入(rù)空氣預(yù)熱器加(jiā)熱後分(fèn)成(chéng)左右兩條(tiáo)支管進入(rù)左右風(fēng)室(shì)，由于(yú)左右(yòu)支管結構(gòu)對稱，因此隻取其中(zhōng)一次風熱(rè)風左支(zhī)管進行(háng)建模研究(jiū)。圖1(b)、(c)火(huǒ)力發電(diàn)插入式(shì)流量計(jì)在熱電行業的應用爲(wèi)所研(yán)究(jiū)一次風(fēng)熱風(fēng)左支管出(chū)口垂直(zhí)管道和(hé)一次(cì)風熱(rè)風左(zuǒ)支管入口(kǒu)水平(píng)管道。根據三号(hào)鍋爐(lú)一(yī)次(cì)風熱(rè)風左支管管道參數建(jiàn)立三維(wéi)模型，見(jiàn)圖(tú)1(d)，圖中(zhōng)标注(zhù)位置爲(wèi)原(yuán)旋翼式流(liú)量計(jì)安裝(zhuāng)位置(zhì)。
2流場(chǎng)分析(xī)
　　根據數字化流場分析技(jì)術，采用現(xiàn)場提(tí)供的(de)運行(háng)參數(shù)對管道流(liú)場進行數(shù)值(zhí)計算，以(yǐ)常用流量20000nm3/h爲例(lì)，其分(fèn)析結果見(jiàn)圖2。流體從(cóng)右側(cè)入口向(xiàng)下進入(rù)管道，經(jīng)過彎頭(tóu)後水平流動，在(zài)第二個彎(wān)頭後(hòu)存在(zài)t形支(zhī)管，原有旋翼(yì)型(xíng)流量計安(ān)裝在(zài)t形支管上方，由(yóu)圖2(d)可(kě)知，此處流場受彎頭影響并未(wèi)恢複，又因爲t形(xíng)支管(guǎn)影響，此處(chù)流速分布并不(bú)均勻，原旋翼型流量計安(ān)裝在(zài)此處(chù)容易産生(shēng)計量誤(wù)差。



　　在流(liú)量計安裝(zhuāng)直管(guǎn)段沿(yán)流體流(liú)動(dòng)方向每(měi)隔(gé)0.5m取一(yī)個橫截(jié)面，共7個(gè)面積相等(děng)截面(miàn)，流(liú)速(sù)分布見圖(tú)3(a)，各橫截(jié)面(miàn)平均(jun1)流速(sù)分布見圖(tú)3(b)，可以看出(chū)，随着(zhe)與彎(wān)頭距(jù)離的(de)增大截面平均(jun1)流速波動逐漸(jiàn)減小。現場原旋(xuán)翼型(xíng)流(liú)量(liàng)計安裝坐(zuò)标爲z=1.4m附近，見圖(tú)3(b)，與彎(wān)頭距(jù)離較短，此處流場受彎頭影響(xiǎng)明顯(xiǎn)，流速波動劇烈，引(yǐn)起(qǐ)流量(liàng)測量不(bú)準，根據(jù)直管段各截面流速分布(bù)選擇(zé)流速平(píng)穩截面安裝插入式流(liú)量計(jì)見圖3(b)。

　　圖4爲(wèi)插入式(shì)流(liú)量計(jì)模型(xíng)圖，該插入(rù)式流量計(jì)的取(qǔ)壓孔(kǒng)位于傳感(gǎn)器下端，且(qiě)正負壓側角(jiǎo)度保持一定的匹配關(guān)系，流(liú)量計表面(miàn)采用表面(miàn)噴塗(tú)技術(shù)，可保(bǎo)證介(jiè)質不易在(zài)取壓(yā)孔堵(dǔ)塞，防止髒(zāng)污介質(zhì)中的粘性雜質粘(zhān)連探(tàn)頭或阻塞管道，現場安裝時可(kě)根據需要配備吹掃裝置。該插(chā)入式流量計所需直(zhí)管(guǎn)段短，例(lì)如該工(gōng)況的管(guǎn)道類(lèi)型隻(zhī)需要(yào)4d的(de)直(zhí)管段。還具(jù)有量程比大、精(jīng)度高(gāo)、可在(zài)線安(ān)裝等優點。
3标定(dìng)結果及(jí)安裝位(wèi)置
　　綜上分析，插(chā)入式流量計最合适的安裝位(wèi)置爲圖5的(de)紅色(sè)标注位(wèi)置。爲了(le)便(biàn)于(yú)實際(jì)工程中的安裝，進一(yī)步給出了插入(rù)式流量(liàng)計的安裝位(wèi)置，見(jiàn)圖5，插入(rù)式(shì)流量計沿(yán)豎直(zhí)方向插入(rù)深度爲400mm，距離左(zuǒ)彎頭起始線(直(zhí)管段與主流方(fāng)向下遊彎頭交(jiāo)接處)594.5mm。至此(cǐ)，插入(rù)式流量傳(chuán)感器(qì)的最(zuì)終位(wèi)置确(què)定，進而分析其計量精(jīng)度。


　　根據(jù)表1可得，測(cè)風管(guǎn)道上(shàng)安裝插入式流量計(jì)後的平均(jun1)儀表系數爲0.5051，儀表(biǎo)線性度(dù)0.65%，符合(hé)1級(jí)精度表(biǎo)，最小流(liú)量(liàng)的工(gōng)況下産生差壓(yā)值52.54pa，能夠滿足工程測量需(xū)求。
4結(jié)論
　　綜上(shàng)所(suǒ)述，通(tōng)過對(duì)一次風熱(rè)風左支管風量測量(liàng)進行數值(zhí)模拟，發現原有(yǒu)旋翼型流(liú)量計(jì)計量不準的原因爲(wèi)安裝(zhuāng)位置(zhì)處流場受彎頭影響并未恢複，又受到t形(xíng)支管影響(xiǎng)，流速分布(bù)并不均(jun1)勻(yún)，采用(yòng)以下(xià)手段可(kě)以(yǐ)提高風量測量的精度。
1)選(xuǎn)擇不同測量原(yuán)理的(de)、管(guǎn)道(dào)長度能夠(gòu)滿足性能(néng)與直(zhí)管段要求的流(liú)量計(jì)；
2)對熱一次(cì)風管(guǎn)道(dào)進行數(shù)值模(mó)拟，風量管道的(de)流場分布(bù)規律，并據(jù)此尋(xún)找流場(chǎng)穩定的(de)位置(zhì)，進(jìn)而确定流量計的安裝(zhuāng)位置；
3)通過對安(ān)裝後(hòu)的流量計(jì)進行工況條件下的分析，确定(dìng)了插(chā)入式(shì)流量(liàng)計的儀表系數(shù)、計量精度(dù)和最(zuì)小差壓(yā)值，均可滿足(zú)計量需求(qiú)。由(yóu)于(yú)左右風室(shì)管道的結(jié)構對(duì)稱，一次風熱風(fēng)左支(zhī)管數(shù)值模拟結(jié)果可對稱(chēng)移植到(dào)一次風(fēng)熱風(fēng)右(yòu)支(zhī)管使(shǐ)用。

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