燃煤鍋爐磨煤機(jī)入口風(fēng)量測(cè)量一直是困擾機(jī)組運(yùn)行人員的大難題，口徑大、方管多，流體不對(duì)稱，同時(shí)安裝直管段嚴(yán)重不足。電廠通過(guò)測(cè)量火電機(jī)組風(fēng)道的風(fēng)量，可以實(shí)現(xiàn)精確的風(fēng)量管理，達(dá)到節(jié)能減排的目的，所以風(fēng)量測(cè)量的流量?jī)x表顯得尤為重要。
電廠的風(fēng)量測(cè)量有很多選擇。通常有以下幾種: ( 1) 機(jī)翼式風(fēng)量測(cè)風(fēng)裝置; ( 2) 均速管流量計(jì)( 也通常稱為巴類流量計(jì)) ; ( 3) 熱式氣體質(zhì)量流量計(jì); ( 4) 氣體超聲波流量計(jì); ( 5)矩陣式風(fēng)量測(cè)風(fēng)裝置。下面將對(duì)這 5 種流量?jī)x表做各種分析來(lái)選擇。
1、機(jī)翼式風(fēng)量測(cè)風(fēng)裝置
機(jī)翼式測(cè)風(fēng)裝置具有差壓信號(hào)大、壓力損失小、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)其一為小孔密閉取壓，容易造成堵塞，其二體積大、重量重，安裝成本高。尤其是隨著風(fēng)道口徑的加大，采購(gòu)成本較高，安裝非常不方便，且安裝維護(hù)成本較高，所以不建議用在風(fēng)量測(cè)量。
2、均速管流量計(jì)
通常稱為巴類流量計(jì)，是基于皮托管測(cè)速原理，以測(cè)管道中直徑( 圓管) 或長(zhǎng)與寬( 矩形管) 上幾點(diǎn)的流速來(lái)推算流量的一種插入式流量?jī)x表。均速管流量計(jì)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓損小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于大管徑的流量測(cè)量。早期產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，流量系數(shù)不穩(wěn)定; 檢測(cè)臟污介質(zhì)時(shí)測(cè)孔可能堵塞。這些都是均速管未能更大規(guī)模使用的主要原因。因此，均速管流量計(jì)研究的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該是如何使均速管流量計(jì)的流量系數(shù)更加穩(wěn)定和均速管流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。
巴類流量計(jì)經(jīng)過(guò)了多次改進(jìn)和優(yōu)化，結(jié)構(gòu)形式也多種。最早的結(jié)構(gòu)形式為圓形結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)發(fā)展，演變成今天的菱形、翼形、子彈頭形、T 形和思科公司的德爾塔巴形。雖然改變了結(jié)構(gòu)形式仍是一種插入式流量?jī)x表，無(wú)法擺脫只測(cè)管道中直徑上幾點(diǎn)流速來(lái)推算流量的基本模式，測(cè)點(diǎn)再多也只能反映某一直徑上的流速分布，而不是整個(gè)截面。
所以巴類流量計(jì)針對(duì)干凈氣體，且對(duì)精度要求不高的大口徑氣體測(cè)量可以選擇，例如電廠進(jìn)風(fēng)口。但送風(fēng)管道和煙道內(nèi)含有大量的粉塵，使用傳統(tǒng)的風(fēng)量測(cè)量裝置在測(cè)量含塵氣流時(shí)容易堵塞取壓孔，測(cè)量一次元件堵塞問(wèn)題始終未能得到很好地解決。一般增加一些實(shí)時(shí)吹掃裝置來(lái)減少雜質(zhì)對(duì)取壓孔的堵塞。所以均速管不建議用在風(fēng)管和煙道的風(fēng)量測(cè)量。
3、熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)
熱值式流量?jī)x表系統(tǒng)基于恒溫差的測(cè)量方法，當(dāng)空氣流經(jīng)加熱電阻時(shí)，利用加熱電路維持加熱電阻與環(huán)境溫度的恒定溫差，通過(guò)加熱電阻上電流變化引起的電壓變化來(lái)計(jì)算得到空氣流量信號(hào)。
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)能測(cè)極低流速，流體工況 ( 壓力、溫度) 適應(yīng)范圍寬，低壓氣體甚至可測(cè)真空狀分子流。傳感器無(wú)活動(dòng)部件，可靠性高; 壓力損失很小，測(cè)量范圍度較寬，通常在 20～50 之間，遠(yuǎn)大于差壓類流量計(jì)。但由于測(cè)量原理跟溫度有關(guān)，對(duì)被測(cè)流體潔凈度要求較高且不能含有水分。當(dāng)熱分布儀表測(cè)量管內(nèi)壁沉積塵垢會(huì)影響測(cè)量值，必須定期清除。該類儀表采用插入式結(jié)構(gòu)，所以維護(hù)相對(duì)比較方便。電廠的風(fēng)量不含水分，煙氣加熱的一次二次風(fēng)相對(duì)含塵量較高，若可定期在線維護(hù)選擇熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)還是比較適合。
4、氣體超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)是一種非接觸式儀表，流體中未設(shè)置任何阻礙件，屬于無(wú)阻礙流量計(jì)，對(duì)流速無(wú)影響，也沒有壓力損失。但氣體超聲波流量計(jì)單聲道也只能測(cè)量一條線上的流量，不能完全反映整個(gè)面的平均流速，可選擇多聲道，可大大提高測(cè)量精度。電廠里的風(fēng)量相對(duì)較干凈，所以比較適合選擇氣體超聲波流量計(jì)，但氣體超聲波其技術(shù)含量較高，主要被國(guó)外廠家壟斷，所以采購(gòu)成本較高，所以一般不會(huì)選擇氣體超聲波流量計(jì)作為電廠風(fēng)量的測(cè)量。
5、矩陣式風(fēng)量測(cè)風(fēng)裝置
矩陣式風(fēng)量測(cè)風(fēng)裝置其工作原理與節(jié)流裝置的工作原理一樣，都是采用伯努利原理，跟前面的機(jī)翼式、均速管、孔板類都類同，是目前針對(duì)大型煙道測(cè)量的一種新型儀表，是結(jié)合了機(jī)翼式、均速管等的優(yōu)勢(shì)。它的測(cè)量單元通常采用背靠式傳感器和文丘里管傳感器兩種。電廠煙氣和風(fēng)管的管徑較大，由于平面上每個(gè)區(qū)域流速不相等，有高有低，單獨(dú)測(cè)量一個(gè)點(diǎn)或者一條線上的流量無(wú)法反映整個(gè)面上的平均流速，導(dǎo)致測(cè)量誤差加大。而矩陣式風(fēng)量測(cè)量裝置將整個(gè)橫截面積計(jì)算后采用多點(diǎn)矩陣式分布傳感器，這樣每個(gè)傳感器可以測(cè)量每個(gè)區(qū)域的流速，再引出求平均，這樣測(cè)得的流速跟流體的實(shí)際流速更接近。
矩陣設(shè)計(jì)跟機(jī)翼式風(fēng)量測(cè)風(fēng)裝置類似，其結(jié)構(gòu)采用插入結(jié)構(gòu)，又結(jié)合了均速管的安裝方式，安裝和維護(hù)方面也大大加強(qiáng)。取壓傳感器有兩種形式，一種是背靠式，一種是文丘里管式。背靠式其結(jié)構(gòu)跟皮托管類似，采用開放式取壓，取壓口加大，粉塵不易堆積堵塞取壓口。有的公司還在高低壓取壓口處增加了清灰裝置，該裝置可以受到流體帶動(dòng)而發(fā)生震動(dòng)，從而靠自身震動(dòng)抖落粉塵，減緩粉塵對(duì)取壓口的堵塞周期。另外一種結(jié)構(gòu)為文丘里管式，文丘里管流量計(jì)將測(cè)量管段制成漸縮漸擴(kuò)管，避免了管道的突然縮小和突然擴(kuò)大，從而使阻力損失大大降低。本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)就有平滑特性，所以流體中的粉塵不易堆積。所以從這種矩陣式風(fēng)量測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)理論上看完全是可以適應(yīng)電廠里面的煙道煙氣，一次二次風(fēng)的測(cè)量。
所以綜合各種因素，結(jié)合各種流量計(jì)的特性分析，針對(duì)電廠風(fēng)量的測(cè)量采用矩陣式風(fēng)量測(cè)量裝置是相對(duì)比較適合的選擇。
