循環流化床鍋爐(lú)技術是近十幾年(nián)來迅速(sù)發展的一項高效低汙染清潔燃燒枝術。國(guó)際上這項技術在(zài)電站鍋爐、工業鍋爐和廢(fèi)棄(qì)物處理利用等領域已(yǐ)得到廣泛的商業應用,並向幾十萬千瓦級(jí)規(guī)模的大型循環流化床鍋(guō)爐發展;國內在這方麵的研究、開發和應(yīng)用也逐(zhú)漸興起,已有(yǒu)上千台循環流化床(chuáng)鍋(guō)爐投入運行,在(zài)冶金、電力、石油化工、造紙等行業發揮著重要作(zuò)用(yòng)。
1、CFB風量測(cè)量的重要(yào)性
循環流化床鍋(guō)爐(下文簡稱CFB)的控(kòng)製需要可靠與精確,其中爐膛負壓控製(zhì)是CFB控製係(xì)統的重要組成,由於CFB爐膛負(fù)壓存在強烈波動,必須在變送(sòng)器或控製係統輸入卡上設置30s阻尼,由此導致爐膛負壓測(cè)量滯後,為克服此影響,必須使用一次風、二次風、引風等(děng)三個重要風
量作為前(qián)饋(kuì)信號,才能實現爐膛負壓調節。風量的測量不能正確反映流量變(biàn)化趨(qū)勢時,控製回路無法完成爐膛負壓的調節。所以風量的測量非常(cháng)重要,流量計的選擇非常重要。
2、CFB風量測量傳統儀表的選型
風速測量一般選擇的流量計有巴類、文丘裏管、熱式質量、多孔式(shì)差壓流量計、渦街等。
2.1巴類流量計
為降低風機耗電(diàn),風量的輸送須采用大管(guǎn)徑,低流速輸送,以降低壓力損失。對於差壓式流量計而言,差壓值太低,直接使得流量(liàng)計信號微弱,再加上介(jiè)質的不潔淨,導壓口髒汙積(jī)累很容易導(dǎo)致差壓信號傳遞錯誤。根據工(gōng)廠運行經驗,3個月的時間後,在控製係統曆史趨勢上(shàng),流(liú)量曲線與風門曲線不再密切相關(guān),即(jí)流量(liàng)計已不(bú)能正確(què)反映流量變化趨勢。
2.2文丘裏管流量計
經典文丘裏管經過縮短長度等改進,形成機翼測風裝置,可以應用在風速測量中。其中以三曲線機(jī)翼為主,它的(de)缺(quē)點十分明顯,比較笨重、壓損較大(壓損約60%~80%差壓(yā)值)、製造工藝困難,且易堵塞信號管路。另外機翼測風裝置的重複性穩定性也不好。它的優點是相對傳(chuán)統流量計(孔板,噴嘴,文丘裏(lǐ)),量程(chéng)比可做到10:1,直管段要求低。
2.3熱式質量流量(liàng)計
對於熱式質量流量計而言,探頭表麵汙物的附著直接導致換熱不良,流量計出現大幅度漂移,失去流量信號。除(chú)非進行經常性的反(fǎn)吹、清洗維(wéi)護,流量(liàng)計才能正常運行(háng)。空氣中的塵埃等汙染物在流量計上的沉著是熱式質量流量計風(fēng)量測量失敗的根本原因。
3、CFB風量測量改進儀表的選型
3.1多孔(kǒng)差壓式流量計
采用插入式多孔流量計(jì),它采用的節(jiē)流原(yuán)理是平衡節(jiē)流。它的測量精度是傳(chuán)統節流(liú)裝置的5倍~10倍,流動噪(zào)聲降(jiàng)低到1/15,永久壓力損失約為1/3,壓力恢複快2倍,最小直管段可以小於0.5D,沒(méi)有活(huó)動的部件,安裝和使用非常方便簡單。它在鍋爐測風方麵的優勢如下:
測量精度高、重複性好。由於多孔流(liú)量計的節流裝置具有對稱多孔結構(gòu)特點,同時具備節流和整流的能力,使(shǐ)流場(chǎng)穩定(dìng)性大大提高。其測(cè)量精度可達±0.5%,重複可達(dá)0.1%。直管段要(yào)求低。由於多孔流量計的節流裝置對流場的平衡作用,大大縮短了對直管段的(de)要求。直管段最小可達0.5D。節省了一次投入。
永久壓力損失(shī)低。在相(xiàng)同的工(gōng)況下,與傳統節流(liú)裝置相比永(yǒng)久壓力損失減少70%,接近文丘裏管,節省了大量的能量運行成本,是一種節能型(xíng)儀表。
耐(nài)髒汙不易堵。多孔流量計從設計上(shàng)減小了紊流剪切力和渦流的形成,從(cóng)而大大降低了滯留死區的形成,保證髒汙介質可以順利通過多個孔,減小了流通孔被堵塞(sāi)的機會。
測量(liàng)範圍(wéi)寬。其測量流速最大可至音速。最小雷諾數可以低於200,最大雷諾數可(kě)以大於107,β值在0.25~0.90之間可選。
適用範圍廣(guǎng)。多孔工(gōng)作溫度、壓(yā)力(lì)取決(jué)於管(guǎn)道和法蘭(lán)的材質和等級,工作溫度可達850℃,工(gōng)作壓力可至42MPa。流(liú)量計結構完全對稱,可以方便的測量雙向流。
3.2抗震(zhèn)渦街流量計
渦街流量計是根據卡門(mén)渦街理論,利用了(le)流體的自(zì)然振動原理,以壓電晶體(tǐ)或差動電容作為檢測部件(jiàn)而(ér)製成的一種(zhǒng)速度式流量儀表,見圖2。
應用(yòng)於鍋爐裝置風速測量來說有如下優點:
1)渦街流量計無可動部件,測量元件結構簡單,性能可靠,使用壽命長。
2)渦街流量計(jì)測量範圍寬。量程比至少1:10。
3)渦街流量計的測(cè)量不(bú)受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。測量風道、煙道等工況複(fù)雜的風速、流量有著顯著優勢。
4)壓力損失小,對於微壓工況,非常(cháng)適合(hé)。
5)維護量小。但是渦街流量計有著本身的缺點:
a)造成(chéng)流量測量(liàng)誤(wù)差的因素主要有(yǒu):管道流速不均(jun1)造成的測量誤(wù)差;不能準確確定流體工(gōng)況變化時(shí)的介質密度。改進措施(shī),根據經驗,渦街(jiē)檢測元件安(ān)裝在管道中流速(sù)平穩、介質密度變化最小的位置。
b)抗震性能差,外來振動會使渦(wō)街流量計產生測(cè)量誤差,甚至不能正常工(gōng)作。大管徑影響更為明顯。改進(jìn)措施,新型鍋爐裝(zhuāng)置抗震型渦(wō)街流量計采用獨特的差動技術,配合(hé)隔離、屏蔽、濾波等措施,克服了渦街流量計固有的抗震性差,噪聲大的缺點。
c)對測量髒汙介質適應性差。渦街流量計的發生體極易被介質髒汙或被汙物纏繞,而新型鍋爐裝置抗震型(xíng)渦街流量(liàng)計采用了獨特的檢測探頭以及防護措施,保證了產品的可靠性。
d)直管(guǎn)道要求高(gāo)。新型流量(liàng)計,無(wú)論管道式和插入式,流量計本體管道采用獨特的結構(gòu)形式,通過本體的(de)整流技(jì)術,大幅度降低了對直管段的要(yào)求。最低可達(dá)到前3D,後1D。儀(yí)表在方(fāng)形的大口徑風管上安裝(zhuāng)非常方便。
4、結束語
風速測量對於鍋爐裝(zhuāng)置的安全正常生產具有重要意義,本(běn)文通過對不同(tóng)流量儀表的研究,比較安裝、維護、儀(yí)表(biǎo)穩定性、可靠(kào)性等方麵。分析出不同流量儀(yí)表的優缺點,選擇出最適(shì)合(hé)鍋爐風道流速測量的儀表,並考察工廠的實際應(yīng)用情況,與本文研究結果基本符合(hé)。
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