自动化控制系统风量测量装置安装调试

顾 磊

（山东电力建设第一工程公司,济南 250131）

自动化控制系统风量测量装置安装调试

顾 磊

（山东电力建设第一工程公司,济南 250131）

在火力发电厂自动化控制系统中，风量测量工作对于火电厂而言意义重大，不仅仅包括安全问题，还涵盖了锅炉的燃烧效率、有害气体的排放等不同的方面。锅炉一、二次风配风合理，各风管内风速均匀，对保证锅炉稳定燃烧，提高锅炉效率，有着重要的影响。因此，关于风量测试装置在安装调试过程的研究具有很大的现实意义，以下主要就此问题进行简要讨论。

自动化；控制系统；燃烧效率；风量测试装置；安装调试

1 前言

在现代的火电机组中，风量测量装置的安装至关重要，测量准确与否与锅炉的燃烧效率息息相关。面对当今火电厂的一次风、二次风、燃烧器内风、锅炉烟气等各种风量检测，都各有特点，流速分布也十分复杂。对于不同的风道特点不仅需要选用适合的风量测量设备，还需要根据现场具体情况，进行不同的安装方法，才可能取得必要的准确度。本文通过介绍一套新颖的风量测量装置安装调试施工方法，显著地提高了风量测量准确度，有效地提高了火电锅炉燃烧效率。

2 风量测量装置工艺原理

在锅炉一侧入口二次风总流量的热风管道上平均画出九等份，在将测量元件的9个探头分别插入。当流体通过等截面含尘气流流速流量传感装置时，其中一部分流体流入测速装置内腔，经收缩口，喉部，流向扩散角。这部分流体对流入装置喉部的流体产生的抽吸作用，提高了流体在装置中的流速，使装置喉部的静压明显下降。这样风量测量装置全压孔所测得的全压压强与喉部所测得的静压压强之间的差压得到放大。

在一个均匀的流场中，插入一组风量测量测速探头。当流体流过时，测速装置就产生一个差值，流速越大，所产生差压值越大。通过测量差压的方法，就可以测得管道内被测点处流体的瞬时流速。

上述所测得的差压还并非现场实际的流量值，我方在测点前500mm处还需加装标定孔，当送、引风机能正常运转时还需对风量测量装置进行标定并得出该点位装置的系数。

该测速装置正、负压差的输出口上垂直加装有2个较粗、较长的压力取样器。因气体的流动才能带动煤粉的流动，所以被带进取样器的煤粉，在没有流动气体及较大的空间中，煤粉由于自身的重力会自由下落并被快速流动的气体带走。因此测量装置不会堵塞。

等截面含尘气流流速流量传感装置应选择管道截面上流体的速度大致形成典型的紊流速度部分处，因此测速装置前最好选择风速高而无畸变点作为安装位置。设备安装在水平直管段上，风量测量探头从管道的上方垂直插入管内。

3 施工操作要点

施工准备→安装位置确定→开孔施工→确定风量安装方向→设备组装→装置固定→严密性实验。

3.1 开孔施工

（1）风量测量装置应选取合适的安装位置，尽量选择在较长直管段处。其理由是在直线段内，被测介质的流束呈直线状态，最能代表被测介质的参数，真实地反映补测介质的原始状态。

（2）风量测量装置的位置选择应避开阀门、弯头、三通、大小头、挡板、人孔、手孔等对介质流束有影响或会造成漏泄的地方。

（3）在同一处的压力和温度测点，自动调节系统的测点应在前面。位置核定及测孔尺寸确定，由现场技术员负责，施工人员严格予以实施。

（4）开孔应在设备和管道正式安装前或封闭前进行，禁止在已封闭完毕的管道上开孔。确需在已验收完毕的管道上开孔时，应有防止金属屑粒掉入管内的措施。

（5）在烟、风管道上开孔，可采用氧乙炔焰切割方法，但孔口必须磨圆、锉光。

采用氧乙炔焰切割仪表测点测孔的程序为：按选定的插座尺寸内径在测孔部位上划圆→在圆周线上打冲头眼→沿冲头眼内边切割测孔→修正测孔→临时封闭。

（6）采用机械加工方法开凿仪表测点椭圆形测孔的程序为：按公式A＝KB计算长轴直径A→在测孔部位划出椭圆形线→用与插座内径（短轴B）相符钻头钻出圆孔→用圆锉或半圆锉扩孔→临时封闭。

1）在公式A＝KB中，B为插座内径（短轴），mm；K为常数，当插座斜角为30°时，K=2；当插座斜角为45°时，K＝1.414：当插座斜角为60°时，K＝1.155。

2）在仪表测点测孔部位，用钳工划针划出A和B中心线，在中心打一冲头眼，按A和B直径用钳工划针划出椭圆形线。

3）用与B直径相符的钻头钻出圆孔。

4）用圆锉或半圆锉按椭圆测孔的形式开孔，其倾斜角符合插座倾斜角的要求。

3.2 装置组装

（1）三曲线机翼测风装置，是一种基于动压测量的差压发生装置，主要是用在大尺寸的矩形管道中测量空气流量的。被广泛应用在现代大型火电厂中的冷热风道中。其特点是具有较大的测量范围；永久性阻力损失小；要求的直管段长度短。它的工作原理是在充满流体连续流动的管道中，放置翼形测压装置，该测压装置的A端口测得的是流体的总压，B端口测得的是测量流体的静压，按伯努力方程就可求出A处流体的流速υA。

（2）翼形测速管的检查

1）外观无伤残，尺寸符合制造厂的规定。

2）型号规格及安装位置符合设计要求。

3）装置前直管段长度应不小于0.6D，装置后直管段长度应不小于0.2D（D为管道当量直径）。

（3）翼形测速管安装

1）装置中心线与风道中心线应重合。

2）同测点安装两个及以上测速管，静压孔应在风道同一横截面上。

3）对称中心线与气流方向应平行。（4）翼形测速管安装的技术要求

1）测速管与风道连接，可采用焊接或法兰连接。

2）测速管在垂直风道安装时，其测量导压管可从风道的任一壁引出。

3）测速管在水平风道安装时，当机翼翼平面为水平时，慕测量导压管，可从测速管的两侧壁的任一侧壁引出；当机翼翼平面为垂直时，其测量导压管由测速管的上部引出。

4）测速管前后，必须保证计算要求的直管段长度。

4 质量控制

4.1 工程质量控制标准

（1）仪表管材质及规格应符合设计要求。

（2）管子在安装前应进行清理，达到清洁畅通。安装前管端应临时封闭，避免脏物进入。

（3）管路应按设计的位置敷设，或按现场具体情况合理敷设，不应敷设在有碍检修、易受机械损伤、腐蚀和有较大震动处。

（4）管路沿水平敷设时应有一定的坡度，差压管路应大于1：12，其它管路应大于1：100；管路倾斜方向应能保证排除气体或凝结液，否则，应在管路的最高或最低点装设排气或排水阀门。

（5）测量气体的导管应从取压装置处先向上引出，向上高度不宜小于600mm，其连接接头的孔径不应小于导管内径。

（6）敷设管路时必须考虑主设备及管道的热膨胀，并应采取补偿措施，以保证管路不受损伤。

（7）差压测量的正、负压管路，其环境温度应相同，并与高温热表面隔开。

（8）管路敷设应整齐、美观，宜减少交叉和拐弯。

（9）管子接至仪表、设备时，接头必须对准，不得承受机械应力。

（10）管路敷设完毕应进行检查，应无漏焊、堵塞和错接等现象。被测介质为液体或蒸汽的导管、阀门、附件应进行压力试验，可随同主设备一起或按附录A的标准单独进行严密性试验，也可参加主设备的工作压力试验。空气和风压管路敷设完毕，用压缩空气将管内冲洗干净后，按附录A的规定进行严密性试验。

4.2 质量保证措施

（1）管路的表面无裂缝、凹坑，管路的弯曲半径≥3D。

（2）管子固定牢固，不能有机械应力，管子排列整齐、美观，成排管路的敷设弯曲弧度整齐、美观。

（3）同径管路的焊口无错口，异径管路的内径差≤1mm。（4）压力管路的坡度≥1﹪，差压管路的坡度≥1/12。

（5）仪表阀门安装要求：阀体安装端正，进出口方向正确，固定牢固；成排安装间距均匀，高度差≤3 mm ，卡子、螺栓齐全。

5 实例效益分析

目前国内的许多电站锅炉磨煤机入口一次风量测量一般采用传统的机翼型测风装置、文丘利测风装置或阿牛巴或威力巴测量装置。然而，由于制粉系统布置空间限制，制粉系统热冷风管道没有足够的直管段，测风装置所处的位置气流不稳定，流场冷热态差别大，热态时不同工况的流场差别也大，严重影响到热冷风测量的准确性；另外由于一次风系含尘气流，如果采用的测风装置其灰尘只进不出，容易堵塞，会使得热工维护工作量很大。因此采用故障率低、维护量小的一次风量测量装置，对保证机组的安全稳定运行，减轻维护人员的劳动强度是十分必要的。

以魏桥胡集电厂300MW机组#3、#4为例。锅炉为华西能源锅炉（集团）股份有限公司生产是四角直流燃烧器切向燃烧亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，在风量测量装置施工过程中严格保证了风量、风速测量变送器取样管严密不漏，风量、风速测量装置在运行中就不赌塞能够准确测量。现在机组运行一年，风量、风速测量装置取样管定时进行常规的吹扫即可保证其全年的正常运行，真正成为了避免维护产品。保证风速（量）测量的准确性及风量保护、送风自动的正常投入。

6 结束语

火力发电厂燃煤锅炉二次风流量稳定准确测量是保证锅炉安全经济运行的基础，二次风流量的自动投入是保证锅炉氧量在合理控制范围内的基础，也是锅炉协调系统自动投入的基础，对锅炉安全经济运行具有重要意义。