推出多點(diǎn)流速測量技術(shù)

有效解決流速場分布復(fù)雜，流場分布不均等難題

多點(diǎn)式（矩陣）流量測量裝置    KDB-JZ100

一、技術(shù)特點(diǎn)：

1、安裝方便，無需停機(jī)組或大修時(shí)進(jìn)行，任何時(shí)間可以安裝或拆卸；

2、每臺機(jī)組出入口需要3至4個(gè)測量點(diǎn)；（通常2.5米或3米）

3、每臺機(jī)組安裝3至4個(gè)點(diǎn)，網(wǎng)格法16個(gè)測量點(diǎn)；

4、獨(dú)立差壓進(jìn)行計(jì)算流速與流量，完畢后進(jìn)入混合總流量箱；

5、獨(dú)立的反吹結(jié)構(gòu)，每路皮托管獨(dú)立反吹，反吹時(shí)間任意設(shè)置。防止管路堵塞，與機(jī)械式反吹相比，氣源反吹灰塵積塵少；

6、國內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)流量測量法；

7、與普通皮托管流速儀相比，測量數(shù)據(jù)均勻、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠；

8、直管段達(dá)不到要求、環(huán)保要求較高的場合使用；

9、附帶國家出具報(bào)告。

二、原理：

測量管道內(nèi)的氣體流量，理想的狀態(tài)是管道內(nèi)壁非常光潔且有較長的直管段，否則管道內(nèi)氣體流場的不均勻，存在紊流與旋流，影響測量的準(zhǔn)確度。但是電廠鍋爐的風(fēng)煙道幾乎不可能有這樣理想的條件，解決的方法就是采用網(wǎng)格法在風(fēng)道中布置多個(gè)測點(diǎn)，得到風(fēng)道內(nèi)的平均風(fēng)速。KDB防堵陣列式風(fēng)量測量裝置就是一種實(shí)現(xiàn)氣體流速多點(diǎn)測量的裝置，并且有非常優(yōu)良的防粉塵堵塞的功能。為解決煙氣腐蝕的問題，裝置采用316L不銹鋼。

KDB-JZ100系列防堵陣列式風(fēng)量測量裝置是基于S型畢托管測量原理，根據(jù)ISO3966:1997《封閉管道中流體流量的測量/采用皮托靜壓管的速度-面積法》國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的。測量裝置安裝在管道上，其皮托管插入管道內(nèi)，當(dāng)管道內(nèi)有氣流流動時(shí)，迎風(fēng)面受氣流沖擊，在此處氣流的動能轉(zhuǎn)換成壓力能，因而迎風(fēng)面管內(nèi)壓力較高，其壓力稱為“全壓”，背風(fēng)側(cè)由于不受氣流沖擊，其管內(nèi)的壓力為風(fēng)管內(nèi)的靜壓力，其壓力稱為“靜壓”，全壓和靜壓之差稱為差壓，其大小與管道內(nèi)風(fēng)速有關(guān)，風(fēng)速越大，差壓越大；風(fēng)速越小，差壓越小，風(fēng)速與差壓的關(guān)系符合伯努利方程：

式中：  v — 風(fēng)速，單位：m/s

        k — 測量裝置流量系數(shù)

△P — 差壓，單位：Pa

 — 氣體密度，單位：kg/m3

KDB防堵陣列式風(fēng)量測量裝置特別適用于含塵量大、雷諾數(shù)低、介質(zhì)臟物的工況。流體阻力及銳邊磨損小，測量精度高。流出系數(shù)穩(wěn)定，直管段縮短70%（前直管段3D,后直管段1D）。均壓效果好，低壓損。

每套KDB防堵陣列式風(fēng)量測量裝置由一支或多支測量皮托管組成，每支皮托管包括多個(gè)具有防堵功能的氣體流速傳感器，每個(gè)傳感器是以測量整流管以及同軸安裝在測量整流管內(nèi)的節(jié)流件及相應(yīng)的取壓口組成，整套裝置相當(dāng)于組成了測速陣列進(jìn)行風(fēng)量測量。當(dāng)風(fēng)道內(nèi)插入多支測量皮托管時(shí)，將皮托管輸出的全壓與全壓、靜壓與靜壓并聯(lián)起來，就可以準(zhǔn)確測量風(fēng)道截面各測點(diǎn)的平均流速。這就意味著如果盡量多地在風(fēng)道內(nèi)布置測量皮托管、每支測量皮托管盡量多地配置流速傳感器，就可以避免風(fēng)道內(nèi)由于旋流、紊流造成的流場不均勻?qū)y量帶來的影響，減少測量誤差。

KDB-JZ100矩陣式流量測量裝置功能特點(diǎn)

1． 準(zhǔn)確度優(yōu)于實(shí)測流量的±1.5%,

2． 重復(fù)性優(yōu)于±0.1%；

3． 安裝時(shí)所要求直管段很短,上游要求0至3D,下游要求0至1D；不需要在上游安裝流動調(diào)整器；

4． 解決了含塵氣流風(fēng)量測量裝置的信號堵塞問題，風(fēng)量測量裝置本身具有利用流體動能進(jìn)行自清灰防堵塞的功能，不需要外加任何壓縮氣體進(jìn)行吹掃，無論氣體含塵濃度多大，可以做到長期運(yùn)行免維護(hù)。

5． 采用插入式布置，對于整個(gè)大風(fēng)道來說，組合風(fēng)量測量裝置的擋風(fēng)面積幾乎可以忽略不計(jì)，因此，其對整個(gè)風(fēng)道流體的壓力損失幾乎沒有，節(jié)能效果十分顯著，且安裝方便，特別適用于低靜壓流體的流量測量的使用場合。

二   電廠脫硫凈煙氣流量測量方案 

安裝位置煙道尺寸5000mm×6000mm，直管段5000 mm，管道斷面流場不均勻，采用單點(diǎn)測量風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)量是不科學(xué)的。在風(fēng)道內(nèi)布置多個(gè)測點(diǎn)測量其平均風(fēng)速是解決問題的有效方法。因此決定采用等截面陣列布置3支探頭共36對傳感器測點(diǎn)，測得同截面的平均速度。

測量探頭等截面布置方式示意圖見附圖1。將3個(gè)風(fēng)量測量探頭的正壓側(cè)與正壓側(cè)相互連接、負(fù)壓側(cè)與負(fù)壓側(cè)相互連接，引出一組正、負(fù)壓信號至差壓變送器。由于測量裝置在風(fēng)道截面上嚴(yán)格采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格多點(diǎn)式布置、且本身具備的自清灰和防堵塞功能，幾乎沒有壓損，裝置性能可靠，可保證風(fēng)量顯示穩(wěn)定準(zhǔn)確。

推薦型號：KDB-JZ100-6000-12×3

變送器推薦選用 羅斯蒙特3051、西門子高精度微差壓變送器

圖1 等截面布置風(fēng)量測量點(diǎn)（圖中“O”表示測量點(diǎn)）

為解決煙氣腐蝕的問題，裝置采用316L不銹鋼，加防腐噴涂處理。316L不銹鋼是含鉬不銹鋼種，其中的鉬含量略高于316不銹鋼，由于鋼中鉬，該鋼種總的性能優(yōu)于310和304不銹鋼，當(dāng)然，目前耐腐蝕材料是哈氏合金，但由于其較昂貴的價(jià)格，性價(jià)比差，不推薦使用。

  KDB-JZ100-6000-12×3布置示意圖見圖2。

KDB型防堵型陣列測風(fēng)裝置，由于在風(fēng)道截面上嚴(yán)格采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格多點(diǎn)式布置、且測量裝置本身具備的自清灰和防堵塞功能，幾乎沒有壓損，裝置性能可靠，可保證流量顯示穩(wěn)定準(zhǔn)確。

KDB型防堵型陣列測風(fēng)裝置計(jì)算的數(shù)學(xué)運(yùn)算模型為

  m3/h

其中，A為風(fēng)道面積，㎡。

風(fēng)道中的氣流速度為：

 m/s

  測量截面的平均動壓

測量裝置出廠前的測量精度與流量系數(shù) k 通常是通過實(shí)驗(yàn)室風(fēng)洞測試得出的，是常規(guī)條件下的流量數(shù)據(jù)，現(xiàn)場被測介質(zhì)的流場與實(shí)驗(yàn)室風(fēng)洞中的流場會有很大差異，因此為了保證測量系統(tǒng)的現(xiàn)場測量準(zhǔn)確性和在不同運(yùn)行工況下線性度，對測量裝置進(jìn)行現(xiàn)場校驗(yàn)是必要的，也是必須的。

現(xiàn)場校驗(yàn)可采用冷態(tài)校驗(yàn)。如條件允許，做3個(gè)工況，一般做2個(gè)工況的校驗(yàn)就可以滿足要求。對于燃煤鍋爐按照GB10184--88《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》、《ASME試驗(yàn)規(guī)程》PTC4.1、PTC4.3規(guī)定及有關(guān)測試方法進(jìn)行試驗(yàn)。

現(xiàn)場校驗(yàn)采用符合標(biāo)準(zhǔn)的高精度儀器，在風(fēng)道的截面上應(yīng)用網(wǎng)格法測量多點(diǎn)的流速，經(jīng)計(jì)算得到風(fēng)道截面的平均流速。

現(xiàn)場校驗(yàn)步驟如下：

⑴ DCS或相關(guān)儀表可以正常投入運(yùn)行，差壓變送器校驗(yàn)完畢，零點(diǎn)準(zhǔn)確；

⑵ 按運(yùn)行規(guī)程啟動有關(guān)的風(fēng)機(jī)和輔助設(shè)備；

⑶ 按照正常運(yùn)行的方式設(shè)置各風(fēng)門、擋板開度，維持爐膛壓力在允許范圍內(nèi)；

⑷ 將被校驗(yàn)風(fēng)道的風(fēng)量調(diào)整到額定運(yùn)行工況的90～99%；

⑸ 維持目前的運(yùn)行工況與參數(shù)不變，通知試驗(yàn)人員開始測試，記錄防堵陣列式風(fēng)量測量裝置的輸出差壓或DCS及相關(guān)儀表示值, 同時(shí)記錄風(fēng)機(jī)電流；

⑹ 分別調(diào)整風(fēng)量至額定運(yùn)行工況的75%和50%，工況穩(wěn)定后繼續(xù)測試,直到試驗(yàn)結(jié)束；

⑺ 在試驗(yàn)中如遇特殊情況，立即中斷試驗(yàn)，按照運(yùn)行規(guī)程處理；

⑻ 將試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，給DCS提供數(shù)學(xué)模型，或設(shè)定顯示儀表的相關(guān)參數(shù)，顯示單位可根據(jù)需要選擇m/s、m3/h、km3/h、Nm3/h、kg/h、t/h、等；

⑼ 編寫試驗(yàn)報(bào)告等。