插入式多點(diǎn)陣列測(cè)量裝置
一、 概述
在火力發(fā)電廠，鍋爐燃燒是否穩(wěn)定直接關(guān)系到其運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。燃燒不穩(wěn)定，不僅影響鍋爐的效率，而且可能造成滅火。燃燒的經(jīng)濟(jì)性，就要求保持合理的風(fēng)煤比，合理的一，二次風(fēng)配比及送，吸風(fēng)量的協(xié)調(diào)。由于風(fēng)道截面積很大，直管段長度很短，要求壓力損失小，插入式多點(diǎn)均速流量測(cè)量裝置測(cè)量進(jìn)入鍋爐的風(fēng)量，煙道的煙量和大容量機(jī)組回?zé)嵴羝髁康臏y(cè)量取得了良好的使用效果。
插入式多點(diǎn)均速流量測(cè)量裝置是從基爾管的基礎(chǔ)上開發(fā)，按照速度面積法布置的一種新型流量傳感器。它是節(jié)流式流量傳感器與速度面積法測(cè)量方法的結(jié)合。傳感器由多個(gè)基爾管探頭按照速度面積法插入管道，將取壓信號(hào)匯入引壓管，從而得到流量。其測(cè)量精度高，主要應(yīng)用在石化、冶金、熱電行業(yè)有含塵煙氣的超大管徑的流量測(cè)量中。其造價(jià)相對(duì)較低，運(yùn)輸、安裝更為便捷。
二、 測(cè)量原理
為了克服均速管測(cè)量低速氣流量差壓信號(hào)過小的缺點(diǎn)，產(chǎn)生一種基于均速管和文丘里管原理的流速測(cè)量傳感器——基爾管如圖所示：當(dāng)平行流的來流流速為v0時(shí)，來流遇到小文丘里管受阻，流速降至V1靜壓由p增至p1，在小文丘里的喉部又降至p2，故基爾管可以增大壓差提高靈敏度。一般可以提6～10倍。
由于管道中的流速不等于常數(shù)，實(shí)際風(fēng)速分布也沒有一定規(guī)律可遵循，但可以將測(cè)量流速的截面分割為許多小的單元面積Ai。假設(shè)每個(gè)單元面積內(nèi)的流速為Vi，則總的流量就等于流過多個(gè)所有小單元面積的流量之和。即：
Q=Σni=1AniVni
此方法稱之為速度面積法。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已肯定了這種方法，并制定了相應(yīng)的測(cè)量規(guī)范。當(dāng)單元面積分割得愈多，所測(cè)的流量應(yīng)愈準(zhǔn)確。并在實(shí)際應(yīng)用中得到了證實(shí)。
單元面積劃分的原則
1、矩型管道：將矩型管道的長邊和短邊分別按等長度的原則，將矩型管道的橫截面平均分若干個(gè)面積相同的小單元。測(cè)量每個(gè)小單元中心點(diǎn)的流速，再將所有小單元的流速之和平均，即是整個(gè)大橫截面積的平均流速。（如圖）
2、圓形管道：將圓形管道截面分割成若干個(gè)面積相等的同心圓環(huán)（為圓），測(cè)出每個(gè)圓環(huán)的流速，然后再將所有圓環(huán)（包括圓）的流速平均化，即得到該圓截面的平均流速。（如圖）
而插入式多點(diǎn)均速流量測(cè)量裝置是是以上兩種流量測(cè)量方法的結(jié)合。它是基于利用速度面積法的概念發(fā)展而來。根據(jù)其結(jié)構(gòu)尺寸及工況的不同將傳感器插入多個(gè)測(cè)速點(diǎn)的位置上，通過均壓環(huán)室取其平均差壓值，就可以準(zhǔn)確測(cè)得通過整個(gè)管道截面的流量。它是節(jié)流式流量傳感器與速度面積法測(cè)量方法的結(jié)合。
流量計(jì)算公式：
Qv=（π/4）D2·K·（2Δp/ρ）0.5
式中：
Qv——體積流量；
D ——管道通徑；
K ——儀表系數(shù)，與裝置結(jié)構(gòu)有關(guān)；
Δp ——差壓；
ρ ——被測(cè)流體密度；
三、特點(diǎn)
1、采用多點(diǎn)測(cè)量，可以真實(shí)反映管道流場(chǎng)狀況使測(cè)量結(jié)果精度很高。
2、而采用整體式的結(jié)構(gòu)又使其在大管徑的測(cè)量上運(yùn)輸、安裝方便。
3、多點(diǎn)測(cè)量，可很好解決超大、異型管道的流量測(cè)量問題。
4、差壓值大，可解決大管徑、低流速的流量測(cè)量難題。
5、流阻小，功耗低。
6、系統(tǒng)壓差值大,穩(wěn)定性好,幾乎不用維護(hù)和保養(yǎng)。
7、使用范圍寬,可根據(jù)使用條件和用戶要求設(shè)計(jì)制造,便于安裝 。
8、因其*的結(jié)構(gòu)，長期使用不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
9、精度高，量程比可達(dá)1:10，連同裝置在內(nèi)的直管段總長僅為風(fēng)管當(dāng)量直徑的1.5D。
10、要求前直管段為0.5～1.5D，無需后直管段。
四、主要技術(shù)參數(shù)
1、測(cè)量介質(zhì)：空氣、煤氣、煙氣、鍋爐一、二次風(fēng)等各種介質(zhì)；
2、管道：圓管﹑矩形管；
3、管道適用范圍： Dn=100～15000mm B×H=300×300～9000×9000mm；
4、基本誤差限： ±1.0%；
5、公稱壓力： Pn≤16MPa；
6、流體溫度： t≤650℃；
7、精度等級(jí)：1級(jí)1.5級(jí) 2.5級(jí)
五、結(jié)構(gòu)形式及安裝方式
BYM-CDH是有多個(gè)流量傳感器按一定方法排列組合而成。插入式多點(diǎn)均速流量測(cè)量裝置根據(jù)安裝形式有插入式、整體式。在配置上分為基本配置和一體化配置。從結(jié)構(gòu)布置上分為：?jiǎn)吸c(diǎn)單個(gè)測(cè)量，單點(diǎn)雙重測(cè)量，多點(diǎn)多重測(cè)量。
結(jié)構(gòu)如圖所示
1． 單個(gè)測(cè)點(diǎn)安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（當(dāng)管道尺寸小于300mm選用）
2． 單點(diǎn)多重安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（當(dāng)管道尺寸為300～1000mm選用）
1、測(cè)量管道2、取壓引嘴3、引壓導(dǎo)管4、后支撐5、翼型支撐6、法蘭
圓形管道安裝簡(jiǎn)圖
1、測(cè)量管道2、取壓引嘴3、引壓導(dǎo)管4、后支撐5、翼型支撐6、法蘭
矩形管道安裝簡(jiǎn)圖
3． 多點(diǎn)多重結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（當(dāng)管道尺寸為1000～4000mm選用）
矩形管道安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圓形管道安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
4． 組合整體使用安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（當(dāng)管道尺寸大于4000mm選用）
矩形管道結(jié)構(gòu)安裝圖
六、安裝注意事項(xiàng)：
1、安裝時(shí)，應(yīng)盡量避免管道阻力件對(duì)流量測(cè)量的影響，盡量避開彎管、閥門等構(gòu)件在管道中形成的渦流區(qū)。
2、確定安裝位置后，按要求沿管道軸線方向開一個(gè)孔，要將法蘭安放到管道孔上并焊接，施焊時(shí)注意法蘭盤對(duì)稱軸線與管道軸線平行，并確保插入式文丘里管流量測(cè)量裝置插入管道的中心線上，其全壓測(cè)量管必須正迎流速方向安裝。
3、為保證焊接不變形，安裝時(shí)不應(yīng)拆開法蘭，需進(jìn)行整體安裝，并緊固螺栓，確保密封性。
4、垂直管道上，插入式文丘里系列流量測(cè)量裝置可以在管道的任一水平角度插入管道內(nèi)。
5、在水平管道上，插入式文丘里系列流量測(cè)量裝置測(cè)氣體是從管道垂直方向插入。
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