摘要:在(zài)熱電(diàn)行業中(zhōng)，同一工(gōng)況下(xià)不同類型(xíng)的流量計往往(wǎng)會達到不同的(de)測量(liàng)精度等級(jí)，進而(ér)影響到後(hòu)續生産運行。以(yǐ)計算流體(tǐ)力學(xué)爲依(yī)據，采用數字化分析技術(shù)和工況标定的(de)方法，分(fèn)析了現(xiàn)場旋(xuán)翼式流量(liàng)計産生測量(liàng)誤差的原因，選擇(zé)了合适的位置(zhì)安裝(zhuāng)插入(rù)式流(liú)量計(jì)
，并(bìng)得到了(le)插入式流量計(jì)的精(jīng)度等(děng)級。結(jié)果表明，在同一(yī)工況(kuàng)下，合理的流量(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(tí)高工(gōng)業現場流量的測量精度。
0引言
流量儀(yí)表在熱電行業的應用(yòng)非常普遍(biàn)，流量(liàng)測量與供(gòng)熱發電的(de)經濟性和(hé)安全(quán)性緊密相(xiàng)關。随着工業自(zì)動化水(shuǐ)平的提(tí)高，對流量測量(liàng)儀表精度(dù)的要(yào)求也越來越嚴(yán)格。熱(rè)電行(háng)業現場常常存在大(dà)管徑、直(zhí)管段不(bú)足、流量(liàng)波動大(dà)等複雜工(gōng)況，相(xiàng)同工(gōng)況(kuàng)下(xià)，不同(tóng)的流(liú)量計(jì)類型(xíng)和安裝位置所(suǒ)能(néng)達到的精度(dù)等級不同[1-7。對某(mǒu)熱電廠(chǎng)一(yī)次風(fēng)熱風左支管風(fēng)量測(cè)量進(jìn)行了數(shù)字化分析和(hé)工況标(biāo)定，分析(xī)現場原本采用(yòng)的旋(xuán)翼式流量計産(chǎn)生計量誤(wù)差的原因，選取(qǔ)合理(lǐ)的位置安(ān)裝插入式(shì)流量計并進行(háng)數字(zì)化标(biāo)定，解(jiě)決了測(cè)量(liàng)精度問題(tí)。
1.某熱電廠(chǎng)工況(kuàng)條件(jiàn)
某熱電廠(chǎng)一次風(fēng)總(zǒng)進風(fēng)管後(hòu)方進(jìn)入空(kōng)氣預熱器加熱(rè)後，分成左(zuǒ)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(zuǒ)風室(shì)支管(guǎn)進行建模研究(jiū)。該測量(liàng)管道管徑d爲(wèi)800mm，管道(dào)具體(tǐ)尺寸見圖1(d)。
管道(dào)内介(jiè)質爲150~160℃的(de)空(kōng)氣，密度爲0.8509kg/m3,動力(lì)粘度爲(wèi)2.4×10-5~paos，操作壓力爲9000~9500pa，數字化标定時選(xuǎn)取刻度(dù)流量45000nm3/h，最大(dà)流量40000nm3/h，常用流量爲20000nm'/h,最(zuì)小流(liú)量10000nm3/h。
根(gēn)據現(xiàn)場測(cè)量獲得三(sān)号鍋爐一次風(fēng)管道(dào)尺(chǐ)寸，确定(dìng)管道計算(suàn)模型。見圖(tú)1(a)爲一(yī)次風(fēng)總進(jìn)風管道，風(fēng)機位于流量計(jì)安裝位置下層(céng)約6.7d處，流體(tǐ)自下(xià)向上流(liú)動，管道上方彎頭距離流(liú)量計安(ān)裝位(wèi)置大于6d，此處安(ān)裝直管段(duàn)長度(dù)符合插(chā)入式流(liú)量計(jì)的直管段要求(qiú)，因此不必(bì)進行模拟分(fèn)析(xī)。一次風總(zǒng)進風(fēng)管道後方(fāng)進入(rù)空氣預(yù)熱器加(jiā)熱後分成左右(yòu)兩條(tiáo)支管進入(rù)左右(yòu)風室，由于左右(yòu)支(zhī)管結構對稱，因此隻取其(qí)中(zhōng)一次風熱(rè)風左支(zhī)管進行建模(mó)研究(jiū)。圖1(b)、(c)
爲(wèi)所研(yán)究(jiū)一次風熱風(fēng)左(zuǒ)支(zhī)管出(chū)口(kǒu)垂直(zhí)管道和(hé)一次風熱風左(zuǒ)支管入口水平(píng)管道(dào)。根據三号(hào)鍋爐(lú)一次風熱風左(zuǒ)支管管道(dào)參數建(jiàn)立三維模型，見圖(tú)1(d),圖中(zhōng)标注位(wèi)置爲原旋翼式(shì)流量計(jì)安(ān)裝位置。
2流場分析(xī)
根據數字化流場分(fèn)析技(jì)術，采(cǎi)用現場提(tí)供的(de)運行(háng)參數(shù)對管(guǎn)道流場進(jìn)行數值計算，以(yǐ)常用(yòng)流量20000nm3/h爲例(lì)，其分(fèn)析結(jié)果見圖2。流(liú)體從(cóng)右側(cè)入口向下(xià)進入(rù)管道(dào)，經過(guò)彎頭(tóu)後水平流(liú)動，在(zài)第二個(gè)彎頭後(hòu)存在t形支管，原有旋翼(yì)型流量(liàng)計安(ān)裝在(zài)t形支(zhī)管上方，由圖2(d)可(kě)知，此處流場受(shòu)彎頭(tóu)影響(xiǎng)并未(wèi)恢(huī)複(fú)，又因爲t形(xíng)支管(guǎn)影(yǐng)響，此(cǐ)處(chù)流速分布并不(bú)均勻，原旋翼型(xíng)流量計安裝在此處(chù)容易産生(shēng)計量誤差。
在流量計安裝直管(guǎn)段沿流(liú)體(tǐ)流動方向每隔(gé)0.5m取一(yī)個橫截面(miàn)，共7個面積(jī)相等(děng)截面(miàn)，流速(sù)分(fèn)布見圖3(a)，各橫截面(miàn)平均(jun1)流速(sù)分布見圖(tú)3(b)，可以(yǐ)看(kàn)出，随着(zhe)與彎頭距離(lí)的(de)增大(dà)截面平均流速波動(dòng)逐漸(jiàn)減小(xiǎo)。現場原旋(xuán)翼(yì)型流量(liàng)計安(ān)裝坐标爲(wèi)z=1.4m附近(jìn)，見圖3(b)，與彎(wān)頭距(jù)離較短(duǎn)，此處流(liú)場受彎頭(tóu)影響明顯，流速波動(dòng)劇烈(liè)，引起流量測量不準，根據(jù)直管段各截面(miàn)流速分布(bù)選擇(zé)流速平穩截面(miàn)安裝插(chā)入式(shì)流(liú)量計見圖(tú)3(b)。
圖4爲(wèi)插入(rù)式流量計(jì)模型(xíng)圖(tú)，該插入(rù)式流量(liàng)計的取(qǔ)壓孔(kǒng)位于(yú)傳感(gǎn)器下(xià)端，且(qiě)正負(fù)壓側角(jiǎo).度(dù)保持一定(dìng)的(de)匹配關(guān)系(xì)，流量計表面(miàn)采用表面(miàn)噴塗(tú)技術(shù)，可保證介質不易(yì)在取壓(yā)孔堵塞(sāi)，防(fáng)止髒(zāng)污介(jiè)質中的粘(zhān)性雜(zá)質粘連探(tàn)頭或阻塞(sāi)管道(dào),現場安裝(zhuāng)時可(kě)根據(jù)需要配備(bèi)吹掃裝置。該插入式(shì)流量計所(suǒ)需直管段短，例(lì)如該(gāi)工(gōng)況的管(guǎn)道類(lèi)型隻(zhī)需要4d的直管(guǎn)段(duàn)。還具(jù)有量程(chéng)比大、精(jīng)度高(gāo)、可在線安(ān)裝等(děng)優(yōu)點。
3标(biāo)定結果及安裝位置(zhì)
綜上分析，插入(rù)式流量計最合适的安(ān)裝位置(zhì)爲圖5的(de)紅色标(biāo)注位置(zhì)。爲了(le)便(biàn)于實(shí)際工程.中(zhōng)的安(ān)裝(zhuāng)，進一步(bù)給出(chū)了插入式(shì)流量計的安裝(zhuāng)位置(zhì)，見圖5，插入式流量計沿豎直方(fāng)向插入深(shēn)度爲400mm,距(jù)離左彎頭起始線(直管(guǎn)段與主流方向(xiàng)下遊彎(wān)頭交接處)594.5mm。至此(cǐ)，插(chā)入式(shì)流量(liàng)傳(chuán)感器的(de)最終(zhōng)位(wèi)置确定(dìng)，進而分析其計(jì)量精(jīng)度。
|
流量計類型
|
工況(kuàng)/(nm3/h)
|
差壓(yā)/pa
|
儀表(biǎo)系數k
|
結果
|
|
插入式流(liú)量計(jì)
|
刻度流量(liàng)45000
|
1047.232
|
0.504575772
|
平均(jun1)儀表系數：0.5051線性(xìng)度：0.65%
|
|
最(zuì)大流量40000
|
826.948
|
0.504727053
|
|
常用流(liú)量20000
|
205.972
|
0.505663118
|
|
最小流(liú)量10000
|
52.537
|
0.500615235
|
根(gēn)據表1可得，測風管(guǎn)道上安(ān)裝插入(rù)式流量計後的平均儀(yí)表系數爲0.5051，儀表(biǎo)線性度0.65%，符(fú)合1級(jí)精度表，最(zuì)小流(liú)量的(de)工況下産(chǎn)生(shēng)差(chà)壓(yā)值52.54pa，能夠(gòu)滿足工程(chéng)測量(liàng)需求。
4結論(lùn)
綜上(shàng)所述，通過(guò)對一(yī)次風(fēng)熱風(fēng)左支管風(fēng)量測(cè)量進(jìn)行數值模(mó)拟的研究(jiū)，發(fā)現(xiàn)原有(yǒu)旋翼型流(liú)量計(jì)計量(liàng)不(bú)準的原因爲(wèi)安裝(zhuāng)位置(zhì)處流(liú)場受彎(wān)頭(tóu).影響(xiǎng)并未(wèi)恢複(fú)，又受到t形支管影響，流速分布(bù)并不均勻，采用(yòng)以下手段可以提高風量測量的精度。
1)選擇不(bú)同測量原理的、管道長度(dù)能夠(gòu)滿足性(xìng)能與直(zhí)管段(duàn)要(yào)求(qiú)的流(liú)量計;
2)對(duì)熱-次風(fēng)管道進行(háng)數值模拟，研究(jiū)風量(liàng)管道的流場分(fèn)布規(guī)律，并據此(cǐ)尋找流(liú)場穩定的位(wèi)置，進(jìn)而确(què)定流量計(jì)的安(ān)裝位置;
3)通過對(duì)安裝(zhuāng)後的流量(liàng)計進行工況條(tiáo)件下的分析，确(què)定了插入式流(liú)量計的儀表(biǎo)系(xì)數、計(jì)量(liàng)精度和最小差壓(yā)值，均可滿(mǎn)足計量需(xū)求(qiú)。由于左(zuǒ)右風室管道的結(jié)構(gòu)對稱，一(yī)次風熱風左(zuǒ)支(zhī)管數值(zhí)模拟結果可對稱移植到一次(cì)風熱風右支(zhī)管使用。
以(yǐ)上内容源于網(wǎng)絡(luò)，如有(yǒu)侵權聯系即删(shān)除!
