探究不同類型管道對(duì)分體式電磁流量計(jì)測(cè)量的影響

大、中型管道小直管段風(fēng)量測(cè)量是影響鍋爐自動(dòng)化運(yùn)行的難題，上海自動(dòng)化儀表四廠設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種新型多點(diǎn)截面式防堵型流量測(cè)量裝置，可有效提升煤粉爐磨煤機(jī)入口混合風(fēng)測(cè)量的穩(wěn)定性和防堵性，并在實(shí)際運(yùn)行中得到了驗(yàn)證。

引言

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，其本身的重要性就不再贅述，就測(cè)量來(lái)講目前主要有兩個(gè)方面的問(wèn)題。

一是測(cè)量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性問(wèn)題。磨煤機(jī)入口前布置有熱風(fēng)調(diào)節(jié)門、變徑管及冷風(fēng)入口管，各種節(jié)流件及鍋爐負(fù)荷的變化對(duì)安裝在在內(nèi)部的測(cè)量元件穩(wěn)定輸出會(huì)產(chǎn)生較大的影響。二是其測(cè)量裝置一次元件及引壓管路的堵塞問(wèn)題，一次元件本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該具有一定的防堵措施，以保證 差 壓 信 號(hào) 的 輸 出。常規(guī)的補(bǔ)償是設(shè)置反吹裝置，由于沒(méi)有考慮好風(fēng)速管本身的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，要么吹掃起不到作用造成必然的堵塞，要么就是影響差壓正確輸出，使其無(wú)法投運(yùn)，可用的風(fēng)量測(cè)量裝置必須解決好這兩方面問(wèn)題，流量的準(zhǔn)確測(cè)量才可能實(shí)現(xiàn)。

１原風(fēng)量測(cè)量裝置存在的問(wèn)題

１．１ 運(yùn)行暴露的主要問(wèn)題

某一項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)原設(shè)計(jì)選用的是一種插入式雙文丘里管分體式電磁流量計(jì)。在實(shí)際使用過(guò)程中，每當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，差壓變送器就會(huì)反向工作，即 調(diào) 門 減 小，輸 出 增 加，由 此 **終導(dǎo)致無(wú)法投入鍋爐和磨煤機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行。同 時(shí)，輸 出信號(hào)也不太穩(wěn)定，偶爾出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)的現(xiàn)象，導(dǎo)致差壓變送器輸出異常，給鍋爐運(yùn)行帶來(lái)了很大的安全隱患。

１．２ 原因分析

現(xiàn)場(chǎng)的具體工況如圖１所示。磨煤機(jī)一次熱風(fēng)管道接自熱風(fēng)總管，其管道尺寸為?８２０ｍｍ，經(jīng)調(diào)節(jié)風(fēng)門后管道變徑擴(kuò)大為?９２０ｍｍ，緊接著在上部有冷風(fēng)管接入，** 后經(jīng)閘板門、混合風(fēng)調(diào)節(jié)門和直角彎頭轉(zhuǎn)向?yàn)榇怪惫艿?，再?jīng)過(guò)膨脹節(jié)和變徑管后進(jìn)入磨煤機(jī)。

從流量測(cè)量角度講，影響流場(chǎng)的主要為熱風(fēng)調(diào)門、擴(kuò)管、彎頭以及一次冷風(fēng)的混入，閘板門和混合風(fēng)調(diào)門由于運(yùn)行時(shí)處于全開(kāi)狀態(tài)，影響可忽略，目前使用了單點(diǎn)雙文丘里管的測(cè)量方式，有以下問(wèn)題：

（２）從圖 中 可 以 看 出，雙文丘里前方根本沒(méi)有直管段，其測(cè)量結(jié)果也基本上是不可信的隨機(jī)數(shù)值。

（３）由于直管段本身較短，加上前方影響流量測(cè)量的多種因素，會(huì)導(dǎo)致流場(chǎng)分布不均，單點(diǎn)的雙文丘里管分體式電磁流量計(jì)根本無(wú)法測(cè)到整個(gè)管道的平均流速，在負(fù)荷變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致反向運(yùn)行結(jié)果（負(fù)荷增加，輸出減?。率篃o(wú)法投入自動(dòng)運(yùn)行或保護(hù)。

２新型流量裝置的開(kāi)發(fā)

根據(jù)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況的調(diào)研，結(jié)合目前該類一次元件的使用時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，開(kāi) 發(fā) 出 了 ＦＷＺ－１１００Ｄ－ ＡＭ３－Ｄ９２０型多點(diǎn)截面式防堵型流量測(cè)量裝置，及 與 其相配套的正壓式在線防堵吹掃裝置。

２．１一次元件的特性

２．１．１ 大差壓信號(hào)

多點(diǎn)截面式防堵型分體式電磁流量計(jì)是基于動(dòng)、靜 壓 組 合 測(cè) 量原理，動(dòng)壓測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生高于管道介質(zhì)壓力的正壓，而靜壓測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生低于管道 介 質(zhì) 壓 力 負(fù) 壓，二者組合后可實(shí)現(xiàn)增壓的目的，即差壓等于動(dòng)壓的２倍。

２．１．２ 來(lái)流方向校正功能

新分體式電磁流量計(jì)采用拋物面導(dǎo)向型結(jié)構(gòu)作為動(dòng)壓測(cè)點(diǎn)，采用對(duì)稱自補(bǔ)償型 式 的 靜 壓 測(cè) 點(diǎn)，可以有效地解決來(lái)流方向偏流時(shí)信號(hào)的穩(wěn)定采集，來(lái)流偏離管道軸線時(shí)，可以維持輸出差壓基本不變。

２．１．３ 有效的防堵功能

采用了多組動(dòng)壓和多組靜壓組合方式，動(dòng) 壓 組 采 用無(wú)阻礙型自清掃結(jié)構(gòu)，靜壓組采用抽吸型自清掃結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清掃。若介質(zhì)含塵量較大，可外配吹掃裝置進(jìn)行定期吹掃。

２．２ 一次元件的防堵設(shè)計(jì)

對(duì)于含有較大灰塵或風(fēng)粉混合的流體介質(zhì)，為 了 解決一次元件堵塞問(wèn)題，結(jié)合本產(chǎn)品使用特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了與一次元件配套的 ＬＦＣ系列正壓式防堵吹掃裝置，其采用了以下的防堵原理，有效地解決了吹掃對(duì)測(cè)量值的影響。

采用正壓吹掃原理是借鑒了腐蝕性液體吹氣式液位測(cè)量方法，當(dāng) 液 位 為０時(shí)，壓縮空氣由于沒(méi)有受到阻力，直接排出，所以壓力計(jì)顯示為０；當(dāng)液位升至一定高度時(shí)，由于流體靜壓的影響，在其**下端口會(huì)形成一個(gè)與液位深度和密度成正比的壓力，該壓力阻礙了氣體的流出，那么其核壓力大小就是壓力計(jì)所測(cè)到的值。

作為用于差壓式風(fēng)量測(cè)量裝置時(shí)，為了保證不影響正壓側(cè)和負(fù)壓側(cè)正確的差壓輸出，就需要在正負(fù)壓側(cè)設(shè)置兩個(gè)吹掃裝置。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)保證正負(fù)壓兩端的壓力損失 一 樣，把兩個(gè)吹掃量調(diào)成大小一致數(shù)值。理論上 講，該吹掃量越大越好，一次元件一定不會(huì)堵，但是，太大就會(huì)影響差壓的測(cè)量；當(dāng) 然，太 小 也 不 行，吹掃量太小時(shí)不能保證每個(gè)測(cè)量孔處的微正壓，就 達(dá) 不到防 堵 的 目 的，所 以，吹掃量的大小取決于分體式電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，需要相互匹配才能取得預(yù)期的效果。

按上述方案改造完成后的磨煤機(jī)入口混合風(fēng)風(fēng)量測(cè)量裝置，對(duì)照設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)條件，上海自動(dòng)化儀表四廠從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果看，流量測(cè)量輸出值比較穩(wěn)定，達(dá)到了鍋爐自動(dòng)投入的要求，改造是 成 功 的。實(shí)踐證明該類分體式電磁流量計(jì)完全可以在苛刻的現(xiàn)場(chǎng)安裝條件下使用，值得推廣應(yīng)用。