風速及煤粉濃度測量說明書.總結(jié)

1、風速及煤粉濃度測量（一）、一、二次風風速測量系統(tǒng)中速磨煤機正壓直吹制粉系統(tǒng)對一、二次風量有嚴格要求。風煤比的變化對爐膛燃燒的安全、經(jīng)濟性及磨煤機本身安全有較大影響。 磨煤機入口風量測量不準，造成自動投入困難。 在冷熱風調(diào)節(jié)過程中， 磨煤機入口風量不隨調(diào)節(jié)檔板按比例變化，因而難以掌握，甚至導致一次風量低磨煤機跳閘。因此，磨煤機入口風量測量不準造成鍋爐燃料主控無法投入自動控制，影響機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的正常投運。 因此對磨煤機入口風量測量的準確性已擺到十分重要的位置。磨煤機入口風道直管段一般比較短， 管道截面積上的流場很不均勻，有的部位有回流產(chǎn)生。 現(xiàn)電站鍋爐大多采用回轉(zhuǎn)式空氣預熱器， 受熱面元件上積

2、灰被加熱的熱風帶入一次道，當鍋爐啟、停爐時，冷、熱態(tài)的變化所形成的水氣與測風裝置感壓管路中的灰塵會形成硬塊，很難清除。而一般的差壓式風量測量裝置，對直管段要求高，加上對含塵氣流的測量時，灰塵只進不出，造成感壓管路堵塞，從而造成所測量的風量不準確。一、風速測量原理：風量測量理想流體以速度 在壓力 p 的流場中正常流動 , 假定在某點滯止 , 則流體使該點壓力升高 , 由伯努里方程推出氣體流速 ;式中 : =sprt(2kp/ )m/s - 氣體密度 . Kg/m3p- 氣體流動過程中產(chǎn)全的壓差 .pa - 氣流靜壓 : - 氣流密度 : Q=3600AQ:流量 m3/h由于流體滯止狀態(tài)只是一種假

3、定的理想狀況, 在實際流速 . 流量測量中一般通過固定裝置采取節(jié)流 . 選點法測量壓差p , 通過理論和試驗方法得到該壓差與p 的關(guān)系 ,一般用修正系數(shù)K 表示 .K=p/p。K- 流速修正系數(shù)選用南京達凱電力自動化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的雙喉徑文丘里風速測量管、它是利用氣流在文丘里管喉部流速增加， 靜壓降低的原理制成的。 在文丘里管內(nèi)再裝設(shè)一個小文丘里管，使內(nèi)文丘里管出口置于外文丘里管的喉部， 則在內(nèi)文丘里管喉部測量的靜壓將更低，從而獲得更大的壓差， 在測量管上部設(shè)有集塵緩沖裝置， 動壓頭采用大口徑取樣，管徑內(nèi)壁光滑。 已達到防塵防堵的目的， 靜壓取樣口置于文丘里縮口處對短管測量可有效防止紊流干擾

4、。 經(jīng)許多廠家使用證明， 雙喉徑文丘里風速測量儀可使得動、 靜壓壓差達到氣流動壓頭的 4 40 倍，流速修正系數(shù) k 小于 0.22。遠遠大于普通畢托管、 巴類等測量原件的差壓值?？稍谇昂笾惫芏尾痪邆錀l件下正常測量。二、一次風管道測量方案：通常測量流速為流體平均流速. 因此 ,一次風風管道進行平均流速則量， 在一次風進入磨煤機前進行流速流量測量。管道截面積上設(shè)多點測量得出速度分布輪廓, 再采用圖解法和數(shù)值積分法求出平均流速。方案 1:靠近磨煤機出口處設(shè)置一次風測量元件, 是一個比較理想的位置。使用雙喉徑文丘里管測量探頭， 測點后可不考濾直管問題， 因為風量經(jīng)過風速測元件后直接進入磨煤機內(nèi) ,磨

5、煤機內(nèi)截面積是一次風管的截面積三倍以上, 空氣流體一旦進入磨煤機內(nèi)，一次風壓力釋放壓力低于一次風管道內(nèi)壓力，因此在風速測元件周圍不會產(chǎn)生嚴重紊流，基本滿足對一次風風速和流量測量要求,另外雙喉徑文丘里風速測量探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計特別，在紊流干擾嚴重的管道內(nèi)迎風面采用擴口式采集將風分子進行內(nèi)外兩次壓縮，使流過雙喉徑文丘里風速測量探頭的氣流速度提高了4 倍以上 , 雙喉徑文丘里風速測量探頭尾部出口流速遠遠大于雙喉徑文丘里風速測量探頭周圍紊流速度。 因此靜壓測點基本不受紊流影響 , 而且還提高了測量的準確性。如果在此處設(shè)測點所測的流量有可能大于原測點，主要原因是無紊流影響差壓值能正確提高， 并且對一次風檔板變

6、化有明顯的響應。方案 2: 在測量矩形管道上，切面布置4-6 套雙喉徑文丘里探頭 , 多套雙喉徑文丘里測量探頭并聯(lián)，測點分布遵循其特定的數(shù)學模型采取測量一定量特殊點流速的方法求出平均流速。并聯(lián)后接一臺變送器，變送器輸出信號進DCS控制系統(tǒng)進行計算。方案 3:在一次風管上靠近冷風入口附近增設(shè)一只整流網(wǎng), 當一次風通過整流網(wǎng)時紊亂的氣流被梳理 , 就像水流從蓮花水頭噴出一樣順直向前給測量風速起到穩(wěn)定效果 , 壓差換失小于 100Pa。雙文丘里防堵型均速測量探頭，主要技術(shù)叁數(shù)。工作壓力： 5Kpa4.0Mpa工作溫度： 40 C550 C固定方式：法蘭一可拆式精度：± 0.5三、防堵型雙喉

7、徑文丘里管工作原理通常測量流速為流體平均流速. 因此 , 測量一次風管道平均流速在截面積上設(shè)多點測量得出速度分布輪廓 , 再采用圖解法和數(shù)值積分法求出平均流速。一般風管道直管段較短采用常規(guī)測量方法無法正常測量, 南京達凱電力自動化設(shè)備有限公司使用雙喉徑文丘里管測量探頭來測量風量。雙喉徑文丘里管測量探頭測點后可不考濾直管問題， 因為雙喉徑文丘里風速測量探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計特別，在紊流干擾嚴重的管道內(nèi)迎風面采用擴口式采集將風分子進行內(nèi)外兩次壓縮，使流過雙喉徑文丘里風速測量探頭的氣流速度提高了4 倍以上。雙喉徑文丘里風速測量探頭尾部出口流速遠遠大于雙喉徑文丘里風速測量探頭周圍紊流速度。因此靜壓測點基本不受紊

8、流影響, 而且還提高了測量的準確性。測量探頭采用特殊測量方式，迎流面無測量孔因此灰塵無法堵住測量孔。如圖所示正壓孔有18 亳來又背對迎風面不論是水平安裝還是垂直安裝測量探頭都不會因灰塵現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，靜壓孔設(shè)計在雙喉徑文丘里喉部側(cè)面在風流過雙喉徑文丘里管時這里出現(xiàn)較大的負壓灰塵在這里無法停流。在大尺寸管道低風速狀態(tài)下常規(guī)風速測量探頭很難測準風速的主要原因是測量差壓值太小。而雙喉徑文丘里風速測量探頭它是利用氣流在文丘里管喉部流速增加，靜壓降低的原理制成的。 在文丘里管內(nèi)再裝設(shè)一個小文丘里管，使內(nèi)文丘里管出口置于外文丘里管的喉部，則在內(nèi)文丘里管喉部測量的靜壓將更低，從而獲得更大的壓差。在測量管上部設(shè)有

9、集塵緩沖裝置，動壓頭采用大口徑取樣，管徑內(nèi)壁光滑。已達到防塵防堵的目的， 靜壓取樣口置于文丘里縮口處對短管測量可有效防止紊流干擾。 經(jīng)許多廠家使用證明， 雙喉徑文丘里風速測量儀可使得動、 靜壓壓差達到氣流動壓頭的 4 40 倍，流速修正系數(shù) k 小于 0.22。按流速分布測量流量時，一般采用等截面加權(quán)平均方法，即把圓形截面分成若干個等面積同心圓環(huán)， 在一條直徑上與將每個圓環(huán)分成兩個面積相等圓環(huán)的分界線各個交點上測量出局部流速， 然后求其算術(shù)平均值。 對于矩形管道， 則將整個截面分成若干個等面積的小矩形，在各個小矩形的對角線交點上測量其局部流速 ,按算術(shù)平均方法算出平均速度。表 1矩形截面沿邊長

10、最少等截面矩形數(shù)目矩形邊長5001000100015001500200020002500>250（H 或 L ）（mm） 5000等截面面積345678矩形數(shù)目這兩種方法是按特定的截面速度分布數(shù)學模型將截面劃分為若干測量截面， 并且不要求各測量截面的曲線構(gòu)成一連續(xù)可導的曲線， 將各截面測得的局部流速進行加權(quán)平均求得截面平均流速。 這樣可使測點數(shù)目較少， 適合于大型管道的測量。 本公司生產(chǎn)的所有風量探頭都經(jīng)國家航天航空大學風洞實驗室嚴格標定后出廠。在測量矩形管道上， 切面布置 6 套雙喉徑文丘里探頭 ,6 套雙喉徑文丘里測量探頭并聯(lián)，測點分布遵循其特定的數(shù)學模型采取測量一定量特殊點流速的方

11、法求出平均流速。并聯(lián)后接一臺變送器，變送器進DCS控制系統(tǒng)。雙文丘里防堵型均速測量探頭，主要技術(shù)叁數(shù)。工作壓力： 5Kpa4.0Mpa工作溫度： 40C550 C固定方式：法蘭一可拆式修正系數(shù)： K=風動標定精度：± 0.25四、風量測量裝置功能特點1 準確度優(yōu)于實測流量的 ±1.0%,2 流量計的量程比 :典型值為 15:1,至少可有 10:1 的量程比；3風量測量裝置應具有很好的穩(wěn)定性能且調(diào)節(jié)線性好。重復性優(yōu)于 ±0.1%；4 安裝時所要求直管段很短 ,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；5 專用特殊設(shè)計的節(jié)流件可以減弱

12、被測壓力（差壓）場中脈動（振蕩）的幅值，從而減小差壓信號中的噪聲；6 正壓測量孔采用背對迎風面測量方式徹底解決了含塵氣流風量測量裝置的信號堵塞問題，風量測量裝置靜壓測點具有利用流體動能進行自清灰防堵塞的功能，無論氣體含塵濃度多大，完全可以做到長期運行免維護。7風量測量裝置的法蘭緊固件的材質(zhì)為不銹鋼，風量測量的檢測元件為優(yōu)質(zhì)不銹鋼。為保證測風裝置的使用壽命，測風裝置內(nèi)表面應采用硬化處理。另外當流體流經(jīng)具有特殊廓形的節(jié)流件時,會在其周邊形成邊界層并疏導流體離開節(jié)流件尾部的邊緣 ,從而減少它被磨損的可能性。8 采用插入式布置，對于整個大風道來說，組合風量測量裝置的擋風面積幾乎可以忽略不計，因此，其對

13、整個風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。9風量測量裝置的安裝遵循DL5007-92 標準電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范( 焊接篇) 。10雙喉徑文丘里風速測量儀可使得動、 靜壓壓差達到氣流動壓頭的 4 40 倍，放大后的差壓遠遠大于普通畢托管、 巴類等測量原件的差壓值。 可在前后直管段不具備條件下風速 14m/s 時正常測量一次風不小于 900Pa左右。五:風動試驗標定設(shè)備本公司產(chǎn)品標定是在南京航天航空大學NH-2 國家級風洞 ,為非定常串置回流風洞。低紊流、低噪聲。動力段旁路系統(tǒng)非定常機構(gòu)穩(wěn)定段收縮段實驗段擴壓段南航非定常風洞簡圖風

14、洞實驗段的主要技術(shù)指標：寬×高： 2.5m× 3m最大風速： 90m/s俯仰方向 : 0.5 °偏航方向 ： 0.5 °紊流度 :0.07%測速儀在各個風速下的系數(shù)定義為: =p 實/ p 標（二）、一次風管（含粉）風速測量系統(tǒng)中速磨煤機正壓直吹制粉系統(tǒng)一次風管（含粉）煤粉混合后的風速測量主要是監(jiān)測各一次風管中的風速， 預防堵管調(diào)整爐膛中心切圓， 可對磨煤機運行工況進行有效地監(jiān)視。風速風量探頭外型圖.防堵功能 ：為防止運行中一次風風速測量原件不被煤粉堵塞，在此系統(tǒng)中配置了PLC自動吹掃系統(tǒng)。 PLC采用歐姆龍系列產(chǎn)品該系列產(chǎn)品工作可靠性能穩(wěn)定， 廣泛用于

15、自動化控制，在本系統(tǒng)中主要是控制電磁閥的定時吹掃。 電磁閥選用德國寶德產(chǎn)品， 每路測量系統(tǒng)由兩組常開和兩組常閉電磁閥組成， 由 PLC控制開閉完成吹灰過程。 保證測速管不積灰，穩(wěn)定工作。由于風速測量和吹掃共用同一管路， 為保護微差壓變送器不被損壞，在其前面必須安裝一個保護閥， 在吹掃閥打開時， 該閥關(guān)閉。吹掃是按順序進行的， 吹掃程序如下：首先打開壓縮空氣總閥， 將微差壓變送器取樣口上處在常開狀態(tài)下的保護閥關(guān)閉，4秒后，打開吹掃閥壓縮空氣對管路和探頭進行吹掃，吹掃15 秒后關(guān)閉該閥， 4 秒后打開保護閥表示該單個管路吹掃過程結(jié)束， 再過 4 秒又進行下一路吹掃， 直到最后一個閥吹掃結(jié)束，關(guān)閉壓

16、縮空氣總閥這時一個完整的吹掃過程結(jié)束， 間隔 10 小時 ( 時間可設(shè)定 ) 后再重復吹掃。耐磨功能 ：風速測速探頭使用 98 高鋁陶瓷高溫燒結(jié)、不變形表里光滑具有防磨防腐、防沾塵功能，產(chǎn)品一致性好并經(jīng)南京航空航天大學風動實驗室標定。 給定的修正系數(shù)精度千分之五以內(nèi)其壽命能達到 5 年以上。被我公司更換掉的風速探頭已嚴重磨損WHL-300X耐磨風速探頭一次風管 ( 含粉 ) 測量方案：探頭安裝位置應選定在大于 5D直管段部位，保證前 3D后 2D的位置。完全可以達到測量一次風速的目的。（三）、煤粉濃度測量裝置在電廠煤粉鍋爐中 , 鍋爐送粉管道內(nèi)的煤粉濃度是一項重要的參數(shù) , 它直接影響鍋爐的燃

17、燒效果 . 靜電法測量煤粉濃度具有耐高溫、 高濕和抗電磁干擾能力強等特點 . 構(gòu)建了由風力送粉裝置、 靜電傳感器、信號處理模擬輸出電路組成的煤粉濃度在線實時監(jiān)測系統(tǒng) . 實驗結(jié)果證明 : 靜電傳感器電極上產(chǎn)生的感應電荷與煤粉濃度線性相關(guān), 靜電法用于電站鍋爐煤粉濃度測量是可行可靠的.燃煤發(fā)電廠鍋爐燃燒的穩(wěn)定性、 經(jīng)濟性與一次風進入爐膛的風速和煤粉濃度的大小及均勻性關(guān)系密切，煤粉濃度的高低以及各個煤粉燃燒器的風粉均勻性直接影響到爐內(nèi)燃燒工況的穩(wěn)定和鍋爐的燃燒效率。WHFFI型煤粉濃度在線檢測裝置基于電荷感應檢測原理，該裝置可以同時實現(xiàn)煤粉濃度、速度的測量，具有測量準確、響應快速，安裝便捷，免維護

18、等特點。測量數(shù)據(jù)為運行人員調(diào)整燃燒提供了有力參考。檢測原理：煤塊在磨煤機中被研磨、碾壓成煤粉顆粒的過程中，以及煤粉在氣力輸送過程中，粉體顆粒總是要和管壁發(fā)生碰撞、摩擦和分離，粉體顆粒與顆粒之間，也要發(fā)生碰撞、摩擦和分離。這樣大量的緊密接觸和分離的過程， 能夠使粉體帶上了相當數(shù)量的靜電荷。而帶電煤粉顆粒會產(chǎn)生一定的靜電場，當帶電煤粉粒子通過金屬感應探頭時，處于靜電場中的探頭表面產(chǎn)生等量感應電荷， 大量帶電煤粉流過探頭時， 在探頭上形成感應電流，感應電流的大小與流經(jīng)探頭的煤粉質(zhì)量流量有關(guān)，將感應電流作為測量信號， 對該信號進行處理和分析，就可以得到煤粉的濃度信號。一次風管內(nèi)煤粉質(zhì)量濃度=煤粉質(zhì)量

19、/ 一次風質(zhì)量=煤粉流量 / 一次風質(zhì)量流量1、主要性能：1） . 實時、在線監(jiān)測一次風粉管道中煤粉濃度及煤粉流量2） . 實時、在線監(jiān)測一次風粉管道內(nèi)的煤粉流速3） .實時棒圖、曲線、模擬圖等顯示功能4） . 歷史數(shù)據(jù)存儲、查詢、打印、報表功能5） .輔助診斷一次風管內(nèi)堵粉、斷粉及煤粉沉積現(xiàn)象6） .輔助診斷各個一次風管道的煤粉流量均衡性7） .濃度、速度的越限報警8） . 現(xiàn)場設(shè)備的遠程監(jiān)控和診斷2、系統(tǒng)構(gòu)成：主要由前端傳感、 信號放大處理器， 其信號由傳感器感應后， 經(jīng)信號放大處理器運算，輸出一路 4-20mA進 DCS。3、產(chǎn)品特點：1）.無源被動式傳感器采用無源被動式電荷感應傳感器，

20、相比于采用微波等其它有源傳感器而言，無源傳感器本身不產(chǎn)生任何由檢測源的不穩(wěn)定帶來的檢測誤差和電氣危險，同時無源器件不易損壞，因而具有更高的檢測精度和極高的工作穩(wěn)定性。2）.測量快速，無滯后采用電荷遷移技術(shù)測量， 系統(tǒng)以電磁波的速度反映信號的變化，因此響應快速、沒有滯后。3）.電荷感應技術(shù)測量，探頭選用鎢鈷合金材料制作高強度耐磨不需要清潔。應用領(lǐng)域：4）、一次風粉濃度在線監(jiān)測裝置以及一次風風速測量裝置測點跟據(jù)要求可從1-n點。5)、風粉濃度在線監(jiān)測裝置測量探頭應采用硬質(zhì)合金材質(zhì)，耐磨、不結(jié)垢壽命八年從上。6)、風粉濃度在線監(jiān)測裝置測量傳感器工作溫度能達到600 以上， 工作壓力應能達到 1MPa

21、 。7)、風粉濃度在線監(jiān)測裝置測量變送器工作溫度能達到80，工作環(huán)境濕度應能達到 080% 。8)、風粉濃度在線監(jiān)測裝置變送器輸出信號：4 20mADC標準信號，電源：220VAC 。帶有就地指示表。9)、鍋爐風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)應能向DCS 系統(tǒng)分別輸出代表各個風管風速和濃度的420mA 標準信號。4、在 DCS 上實現(xiàn)下列功能：1)、利用棒狀圖實時顯示各分支管煤粉流量的百分比濃度，瞬時值，顯示響應時間可調(diào)。2)、可設(shè)置斷粉報警值，當風粉濃度持續(xù)低于該設(shè)定值時，該管棒狀圖顯示紅色以示堵管、斷粉。3)、可計算、顯示、存儲累計燃料量，存儲間隔時間從1-30 分鐘可調(diào)。4)、數(shù)據(jù)庫功能：當天檔案紀錄：可紀錄當天每一存儲間隔的工況。包括：日期、時間、各管平均噴煤濃度、當前燃料量、累計噴煤量，并可利用曲線繪出當日噴煤量變化趨勢。歷史檔案紀錄：可紀錄30 天的工況。包括：日期、當天燃料量、累計燃料量，并利用曲線繪出當月燃料量變化趨勢。5)、技術(shù)性能表測量原理差壓、電荷檢測周期實時在線風速測量范圍0-50m/s風速測量誤差0.070%煤粉濃度測量范圍0-2KG/KG(煤粉/空氣)煤粉濃度測量誤差0.070%電源等級、功率220v200VA防堵塞性能自動吹掃,通過平衡器測探頭耐磨措施鎢鈷合金8年以上壽命測量傳感器工作溫度 500就地控制柜內(nèi)設(shè)備工作溫度 70保證使用