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风速及煤粉浓度测量（一）、一、二次风风速测量系统中速磨煤机正压直吹制粉系统对一、二次风量有严格要求。风煤比的变化对炉膛燃烧的安全、经济性及磨煤机本身安全有较大影响。磨煤机入口风量测量不准，造成自动投入困难。在冷热风调节过程中，磨煤机入口风量不随调节档板按比例变化，因而难以掌握，甚至导致一次风量低磨煤机跳闸。因此，磨煤机入口风量测量不准造成锅炉燃料主控无法投入自动控制，影响机组协调控制系统的正常投运。因此对磨煤机入口风量测量的准确性已摆到十分重要的位置。磨煤机入口风道直管段一般比较短，管道截面积上的流场很不均匀，有的部位有回流产生。现电站锅炉大多采用回转式空气预热器，受热面元件上积灰被加热的热风带入一次道，当锅炉启、停炉时，冷、热态的变化所形成的水气与测风装置感压管路中的灰尘会形成硬块，很难清除。而一般的差压式风量测量装置，对直管段要求高，加上对含尘气流的测量时，灰尘只进不出，造成感压管路堵塞，从而造成所测量的风量不准确。一、风速测量原理：风量测量理想流体以速度ω在压力p的流场中正常流动,假定在某点滞止,则流体使该点压力升高,由伯努里方程推出气体流速;式中:ω=sprt(2kΔp/ρ)m/sρ-气体密度.Kg/m3Δp-气体流动过程中产全的压差.paρ-气流静压:ω-气流密度:Q=3600AωρQ:流量m3/h由于流体滞止状态只是一种假定的理想状况,在实际流速.流量测量中一般通过固定装置采取节流.选点法测量压差Δp’,通过理论和试验方法得到该压差与Δp的关系,一般用修正系数K表示.K=Δp/Δp’。K-流速修正系数选用南京达凯电力自动化设备有限公司生产的双喉径文丘里风速测量管、它是利用气流在文丘里管喉部流速增加，静压降低的原理制成的。在文丘里管内再装设一个小文丘里管，使内文丘里管出口置于外文丘里管的喉部，则在内文丘里管喉部测量的静压将更低，从而获得更大的压差，在测量管上部设有集尘缓冲装置，动压头采用大口径取样，管径内壁光滑。已达到防尘防堵的目的，静压取样口置于文丘里缩口处对短管测量可有效防止紊流干扰。经许多厂家使用证明，双喉径文丘里风速测量仪可使得动、静压压差达到气流动压头的4—40倍，流速修正系数k小于0.22。远远大于普通毕托管、巴类等测量原件的差压值。可在前后直管段不具备条件下正常测量。二、一次风管道测量方案：通常测量流速为流体平均流速.因此,一次风风管道进行平均流速则量，在一次风进入磨煤机前进行流速流量测量。管道截面积上设多点测量得出速度分布轮廓,再采用图解法和数值积分法求出平均流速。方案1:靠近磨煤机出口处设置一次风测量元件,是一个比较理想的位置。使用双喉径文丘里管测量探头，测点后可不考滤直管问题，因为风量经过风速测元件后直接进入磨煤机内,磨煤机内截面积是一次风管的截面积三倍以上,空气流体一旦进入磨煤机内，一次风压力释放压力低于一次风管道内压力，因此在风速测元件周围不会产生严重紊流，基本满足对一次风风速和流量测量要求,另外双喉径文丘里风速测量探头结构设计特别，在紊流干扰严重的管道内迎风面采用扩口式采集将风分子进行内外两次压缩，使流过双喉径文丘里风速测量探头的气流速度提高了4倍以上,双喉径文丘里风速测量探头尾部出口流速远远大于双喉径文丘里风速测量探头周围紊流速度。因此静压测点基本不受紊流影响,而且还提高了测量的准确性。如果在此处设测点所测的流量有可能大于原测点，主要原因是无紊流影响差压值能正确提高，并且对一次风档板变化有明显的响应。方案2:在测量矩形管道上，切面布置4-6套双喉径文丘里探头,多套双喉径文丘里测量探头并联，测点分布遵循其特定的数学模型采取测量一定量特殊点流速的方法求出平均流速。并联后接一台变送器，变送器输出信号进DCS控制系统进行计算。方案3:在一次风管上靠近冷风入口附近增设一只整流网,当一次风通过整流网时紊乱的气流被梳理,就像水流从莲花水头喷出一样顺直向前给测量风速起到稳定效果,压差换失小于100Pa。双文丘里防堵型均速测量探头，主要技术叁数。工作压力：—5Kpa—4.0Mpa工作温度：—40○C—550○C固定方式：法兰一可拆式修正系数：K=风动标定精度：±0.5三、防堵型双喉径文丘里管工作原理通常测量流速为流体平均流速.因此,测量一次风管道平均流速在截面积上设多点测量得出速度分布轮廓,再采用图解法和数值积分法求出平均流速。一般风管道直管段较短采用常规测量方法无法正常测量,南京达凯电力自动化设备图五双喉径文丘里管注:L由管道当量直径决定正压测量孔负压测量孔流向有限公司使用双喉径文丘里管测量探头来测量风量。双喉径文丘里管测量探头测点后可不考滤直管问题，因为双喉径文丘里风速测量探头结构设计特别，在紊流干扰严重的管道内迎风面采用扩口式采集将风分子进行内外两次压缩，使流过双喉径文丘里风速测量探头的气流速度提高了4倍以上。双喉径文丘里风速测量探头尾部出口流速远远大于双喉径文丘里风速测量探头周围紊流速度。因此静压测点基本不受紊流影响,而且还提高了测量的准确性。测量探头采用特殊测量方式，迎流面无测量孔因此灰尘无法堵住测量孔。如图所示正压孔有18亳来又背对迎风面不论是水平安装还是垂直安装测量探头都不会因灰尘现堵塞现象，静压孔设计在双喉径文丘里喉部侧面在风流过双喉径文丘里管时这里出现较大的负压灰尘在这里无法停流。在大尺寸管道低风速状态下常规风速测量探头很难测准风速的主要原因是测量差压值太小。而双喉径文丘里风速测量探头它是利用气流在文丘里管喉部流速增加，静压降低的原理制成的。在文丘里管内再装设一个小文丘里管，使内文丘里管出口置于外文丘里管的喉部，则在内文丘里管喉部测量的静压将更低，从而获得更大的压差。在测量管上部设有集尘缓冲装置，动压头采用大口径取样，管径内壁光滑。已达到防尘防堵的目的，静压取样口置于文丘里缩口处对短管测量可有效防止紊流干扰。经许多厂家使用证明，双喉径文丘里风速测量仪可使得动、静压压差达到气流动压头的4—40倍，流速修正系数k小于0.22。按流速分布测量流量时，一般采用等截面加权平均方法，即把圆形截面分成若干个等面积同心圆环，在一条直径上与将每个圆环分成两个面积相等圆环的分界线各个交点上测量出局部流速，然后求其算术平均值。对于矩形管道，则将整个截面分成若干个等面积的小矩形，在各个小矩形的对角线交点上测量其局部流速,按算术平均方法算出平均速度。表1矩形截面沿边长最少等截面矩形数目矩形边长（H或L）（mm）≤500500~10001000~15001500~20002000~25002500等截面面积矩形数目345678这两种方法是按特定的截面速度分布数学模型将截面划分为若干测量截面，并且不要求各测量截面的曲线构成一连续可导的曲线，将各截面测得的局部流速进行加权平均求得截面平均流速。这样可使测点数目较少，适合于大型管道的测量。本公司生产的所有风量探头都经国家航天航空大学风洞实验室严格标定后出厂。在测量矩形管道上，切面布置6套双喉径文丘里探头,6套双喉径文丘里测量探头并联，测点分布遵循其特定的数学模型采取测量一定量特殊点流速的方法求出平均流速。并联后接一台变送器，变送器进DCS控制系统。双文丘里防堵型均速测量探头，主要技术叁数。工作压力：—5Kpa—4.0Mpa工作温度：—40○C—550○C固定方式：法兰一可拆式修正系数：K=风动标定精度：±0.25四、风量测量装置功能特点1．准确度优于实测流量的±1.0%,2．流量计的量程比:典型值为15:1,至少可有10:1的量程比；3．风量测量装置应具有很好的稳定性能且调节线性好。重复性优于±0.1%；4．安装时所要求直管段很短,上游要求0至3D,下游要求0至1D；不需要在上游安装流动调整器；5．专用特殊设计的节流件可以减弱被测压力（差压）场中脉动（振荡）的幅值，从而减小差压信号中的噪声；6．正压测量孔采用背对迎风面测量方式彻底解决了含尘气流风量测量装置的信号堵塞问题，风量测量装置静压测点具有利用流体动能进行自清灰防堵塞的功能，无论气体含尘浓度多大，完全可以做到长期运行免维护。7．风量测量装置的法兰紧固件的材质为不锈钢，风量测量的检测元件为优质不锈钢。为保证测风装置的使用寿命，测风装置内表面应采用硬化处理。另外当流体流经具有特殊廓形的节流件时,会在其周边形成边界层并疏导流体离开节流件尾部的边缘,从而减少它被磨损的可能性。8．采用插入式布置，对于整个大风道来说，组合风量测量装置的挡风面积几乎可以忽略不计，因此，其对整个风道流体的压力损失几乎没有，节能效果十分显著，且安装方便，特别适用于低静压流体的流量测量的使用场合。9．风量测量装置的安装遵循DL5007-92标准《电力建设施工及验收技术规范》(焊接篇)。10．双喉径文丘里风速测量仪可使得动、静压压差达到气流动压头的4—40倍，放大后的差压远远大于普通毕托管、巴类等测量原件的差压值。可在前后直管段不具备条件下风速14m/s时正常测量一次风不小于900Pa左右。五:风动试验标定设备本公司产品标定是在南京航天航空大学NH-2国家级风洞,为非定常串置回流风洞。低紊流、低噪声。稳定段收缩段实验段扩压段旁路系统非定常机构动力段南航非定常风洞简图风洞实验段的主要技术指标：宽×高：2.5m×3m最大风速：90m/s俯仰方向:∣△а∣≦0.5°偏航方向：∣△β∣≦0.5°紊流度:З≦0.07%测速仪在各个风速下的系数定义为:∮=△p实/△p标（二）、一次风管（含粉）风速测量系统中速磨煤机正压直吹制粉系统一次风管（含粉）煤粉混合后的风速测量主要是监测各一次风管中的风速，预防堵管调整炉膛中心切圆，可对磨煤机运行工况进行有效地监视。风速风量探头外型图吹扫气源变送器保吹扫电磁阀引压管变送器连接端子排变送器空气过滤器护电磁阀吹扫控制器(欧姆龙).防堵功能：为防止运行中一次风风速测量原件不被煤粉堵塞，在此系统中配置了PLC自动吹扫系统。PLC采用欧姆龙系列产品该系列产品工作可靠性能稳定，广泛用于自动化控制，在本系统中主要是控制电磁阀的定时吹扫。电磁阀选用德国宝德产品，每路测量系统由两组常开和两组常闭电磁阀组成，由PLC控制开闭完成吹灰过程。保证测速管不积灰，稳定工作。由于风速测量和吹扫共用同一管路，为保护微差压变送器不被损坏，在其前面必须安装一个保护阀，在吹扫阀打开时，该阀关闭。吹扫是按顺序进行的，吹扫程序如下：首先打开压缩空气总阀，将微差压变送器取样口上处在常开状态下的保护阀关闭，4秒后，打开吹扫阀压缩空气对管路和探头进行吹扫，吹扫15秒后关闭该阀，4秒后打开保护阀表示该单个管路吹扫过程结束，再过4秒又进行下一路吹扫，直到最后一个阀吹扫结束，关闭压缩空气总阀这时一个完整的吹扫过程结束，间隔10小时(时间可设定)后再重复吹扫。耐磨功能：风速测速探头使用98高铝陶瓷高温烧结、不变形表里光滑具有防磨防腐、防沾尘功能，产品一致性好并经南京航空航天大学风动实验室标定。给定的修正系数精度千分之五以内其寿命能达到5年以上。被我公司更换掉的风速探头已严重磨损WHL-300X耐磨风速探头一次风管(含粉)测量方案：探头安装位置应选定在大于5D直管段部位，保证前3D后2D的位置。完全可以达到测量一次风速的目的。（三）、煤粉浓度测量装置在电厂煤粉锅炉中,锅炉送粉管道内的煤粉浓度是一项重要的参数,它直接影响锅炉的燃烧效果.静电法测量煤粉浓度具有耐高温、高湿和抗电磁干扰能力强等特点.构建了由风力送粉装置、静电传感器、信号处理模拟输出电路组成的煤粉浓度在线实时监测系统.实验结果证明:静电传感器电极上产生的感应电荷与煤粉浓度线性相关,静电法用于电站锅炉煤粉浓度测量是可行可靠的.燃煤发电厂锅炉燃烧的稳定性、经济性与一次风进入炉膛的风速和煤粉浓度的大小及均匀性关系密切，煤粉浓度的高低以及各个煤粉燃烧器的风粉均匀性直接影响到炉内燃烧工况的稳定和锅炉的燃烧效率。WHFF－I型煤粉浓度在线检测装置基于电荷感应检测原理，该装置可以同时实现煤粉浓度、速度的测量，具有测量准确、响应快速，安装便捷，免维护等特点。测量数据为运行人员调整燃烧提供了有力参考。检测原理：煤块在磨煤机中被