摘要:在(zai)熱電行(háng)業中，同(tóng)一工況(kuàng)下不同(tóng)類型的(de)流量計(ji)😘往往會(hui)達到不(bú)同的測(ce)量精度(du)等級，進(jin)而影響(xiǎng)到後續(xu)生産運(yùn)行。以計(ji)算流體(tǐ)力學爲(wèi)依據，采(cǎi)用數字(zi)化分析(xi)技術和(he)工況标(biāo)定的方(fang)法，分析(xī)了現場(chang)旋翼式(shì)流量計(ji)産生測(cè)量誤差(cha)的原因(yin)，選擇了(le)合适的(de)位🏃‍♀️置安(ān)裝插入(rù)式流量(liang)計 ，并得(dé)到了插(cha)入式流(liú)量計的(de)精度等(děng)級。結果(guo)表明，在(zai)同一工(gōng)🤟況🚩下💯，合(hé)理的流(liu)量計安(an)裝位置(zhì)以及合(he)适的流(liú)量計類(lèi)型，能🤟夠(gòu)顯著提(tí)高工業(yè)現場流(liú)量的測(cè)量精度(du)。
0引言
　　流(liu)量儀表(biao)在熱電(diàn)行業的(de)應用非(fei)常普遍(biàn)，流量測(ce)量與供(gòng)熱發電(diàn)的經濟(jì)性和安(ān)全性緊(jǐn)密相關(guan)。随着工(gong)業自動(dong)化水平(píng)的提高(gāo)，對🐉流量(liang)測量儀(yí)表精度(du)的要求(qiu)也越來(lái)越嚴格(ge)。熱電行(háng)業現場(chǎng)常常📱存(cun)在大管(guǎn)徑、直管(guǎn)段不足(zu)、流量波(bō)動大等(deng)複雜工(gong)況，相同(tóng)工況下(xià)，不同的(de)流量☀️計(jì)類型和(he)安👉裝位(wei)置所能(néng)達到的(de)精度🔞等(deng)級不同(tóng)[1-7。對某熱(re)電廠一(yī)次風熱(re)風左支(zhī)管風量(liàng)測量進(jin)行了數(shù)字化分(fen)析和工(gong)況标定(ding)，分析現(xian)場原本(ben)采用的(de)旋翼式(shì)流量計(jì)産生計(ji)量誤差(chà)🏃🏻‍♂️的原因(yīn)，選取合(he)理的位(wèi)💘置安裝(zhuang)插入式(shi)流量計(ji)并進行(hang)數字🤞化(hua)标❌定，解(jiě)決了測(cè)量精🙇‍♀️度(du)問題。
1.某(mou)熱電廠(chang)工況條(tiáo)件
　　某熱(rè)電廠一(yi)次風總(zong)進風管(guǎn)後方進(jin)入空氣(qì)預熱器(qì)加熱後(hou)，分成左(zuǒ)右兩條(tiao)支管進(jin)入左右(yòu)風室，由(you)于左右(yòu)支管結(jie)構對稱(chēng)，因此隻(zhī)取其中(zhong)左風室(shì)支管進(jìn)行建模(mó)研㊙️究。該(gāi)測量管(guǎn)道管徑(jing)D爲800mm，管道(dào)具體尺(chǐ)寸見圖(tu)1(d)。


　　管道内(nei)介質爲(wèi)150~160℃的空氣(qi)，密度爲(wèi)0.8509kg/m3,動力粘(zhan)度爲2.4×10-5~Paos，操(cāo)作壓力(li)爲9000~9500Pa，數字(zì)化标定(dìng)時選取(qǔ)刻度流(liu)量45000Nm3/h，最大(dà)流量40000Nm3/h，常(chang)用流量(liàng)爲20000Nm'/h,最小(xiǎo)流量10000Nm3/h。
　　根(gēn)據現場(chǎng)測量獲(huo)得三号(hao)鍋爐一(yī)次風管(guan)道尺寸(cun)，确定管(guan)🌈道計🈚算(suàn)模型。見(jiàn)圖1(a)爲一(yī)次風總(zǒng)進風管(guǎn)道，風機(jī)✔️位于流(liu)量計安(an)裝位置(zhi)下🥰層約(yuē)6.7D處，流體(ti)自下向(xiàng)上流動(dong)，管道上(shang)方彎頭(tou)距離流(liú)量計安(ān)裝位🈚置(zhi)大于6D，此(cǐ)處安裝(zhuāng)直管段(duan)長度符(fú)🏃合插入(rù)式流量(liang)計的⭐直(zhí)管段要(yao)👨‍❤️‍👨求，因此(cǐ)不必進(jìn)行模拟(ni)分析。一(yī)次風總(zǒng)進風管(guan)道後方(fāng)進入空(kōng)氣🚩預熱(rè)器加熱(re)後分成(chéng)左右兩(liang)條支管(guan)進入左(zuo)右風🈲室(shi)，由于左(zuǒ)右支管(guan)結構對(dui)㊙️稱，因此(ci)隻取其(qi)中一次(cì)風熱風(fēng)左支管(guan)進行建(jian)模研究(jiu)。圖1(b)、(c)
　　爲所(suo)研究一(yi)次風熱(rè)風左支(zhi)管出口(kǒu)垂直管(guan)道和一(yī)次風熱(rè)♊風左支(zhī)管入口(kǒu)水平管(guǎn)道。根據(jù)三号鍋(guō)爐一次(ci)風🐆熱風(fēng)左支☀️管(guan)管道參(cān)數建立(lì)三維模(mo)型，見圖(tú)1(d),圖♌中标(biao)注位置(zhì)爲原旋(xuán)翼式流(liú)量計安(ān)裝🏃‍♀️位置(zhi)。
2流場分(fèn)析
　　根據(ju)數字化(hua)流場分(fen)析技術(shù)，采用現(xian)場提供(gong)的運行(háng)參數對(duì)管📐道流(liú)場進行(háng)數值計(jì)算，以常(chang)用流量(liang)20000Nm3/h爲例，其(qi)分析結(jie)果見🍓圖(tu)2。流體從(cong)🙇🏻右側入(rù)口向下(xia)進入管(guan)道，經過(guò)彎頭後(hou)水平流(liú)動，在第(dì)二個彎(wān)頭後存(cun)在T形支(zhi)管，原有(yǒu)旋翼型(xíng)流量計(ji)安裝在(zài)🍓T形支管(guǎn)上方，由(you)圖2(d)可知(zhī)，此處流(liú)場受彎(wān)頭影響(xiǎng)并未恢(hui)複，又因(yīn)爲T形支(zhi)管影響(xiang)，此處流(liú)速分布(bu)并不均(jun1)勻，原旋(xuan)翼型流(liú)量計安(an)裝在此(ci)處容易(yì)産生計(ji)量誤差(chà)。



　　在流量(liàng)計安裝(zhuāng)直管段(duan)沿流體(tǐ)流動方(fang)向每隔(gé)0.5m取一個(ge)橫截面(miàn)，共✔️7個面(miàn)積相等(deng)截面，流(liú)速分布(bu)見圖3(a)，各(gè)橫截面(mian)平均😘流(liu)速分布(bu)見圖👄3(b)，可(kě)以看出(chū)，随着與(yǔ)彎頭距(ju)🛀🏻離的增(zeng)大截面(miàn)平均流(liu)✍️速波動(dòng)逐漸減(jiǎn)小。現場(chang)原旋翼(yì)型流量(liang)計安裝(zhuang)坐标爲(wèi)Z=1.4m附近，見(jian)圖3(b)，與彎(wān)頭距離(li)較短，此(cǐ)處流場(chǎng)受彎頭(tou)影響明(míng)顯，流速(su)波動劇(ju)烈，引起(qǐ)流量測(cè)量不準(zhun)，根據直(zhí)管段各(gè)截面流(liu)速分布(bù)選擇流(liú)速平穩(wen)截面安(an)裝插入(rù)式流量(liàng)計見圖(tú)3(b)。
　　圖4爲插(cha)入式流(liú)量計模(mo)型圖，該(gai)插入式(shì)流量計(jì)的取壓(ya)🛀🏻孔位于(yu)傳感器(qi)下端，且(qiě)正負壓(yā)側角.度(du)保持一(yi)定🐆的匹(pi)配關👄系(xi)，流⭐量計(ji)表面采(cǎi)用表面(miàn)噴塗技(ji)術，可保(bao)證介質(zhì)不易在(zài)取壓孔(kǒng)堵塞，防(fang)止髒污(wū)介質中(zhong)的粘性(xing)雜質粘(zhān)連探頭(tou)或阻塞(sāi)管道,現(xiàn)場安裝(zhuang)㊙️時可根(gen)據💛需要(yào)配備吹(chuī)掃裝置(zhì)。該插入(rù)式流量(liàng)計所需(xū)直管段(duàn)短，例如(rú)該工況(kuàng)的管道(dào)類型隻(zhī)🐪需要4D的(de)直管段(duàn)。還具有(you)量程比(bǐ)大、精度(du)高、可在(zài)線安裝(zhuāng)等優點(dian)。

3标(biao)定結果(guǒ)及安裝(zhuāng)位置
　　綜(zōng)上分析(xi)，插入式(shi)流量計(ji)最合适(shì)的安裝(zhuāng)位置爲(wei)圖5的紅(hóng)色✨标注(zhù)位置。爲(wèi)了便于(yú)實際工(gong)程.中的(de)安裝，進(jìn)一步🔴給(gei)出了插(chā)入式流(liu)量計的(de)安裝位(wei)置，見圖(tu)5，插入🔅式(shi)流量計(ji)沿豎直(zhí)方向🚶插(chā)入深度(dù)爲400mm,距離(lí)左彎頭(tou)起始線(xiàn)(直管📞段(duàn)與主流(liu)方向下(xia)遊😘彎頭(tóu)交接處(chù))594.5mm。至此，插(cha)✊入式流(liu)量傳感(gan)器的最(zuì)終🌈位置(zhì)确定，進(jin)而分析(xi)其計量(liang)精度。

流(liú)量計類(lèi)型	工況(kuang)/(Nm3/h)	差壓/Pa	儀(yí)表系數(shù)K	結果
插(chā)入式流(liu)量計	刻(kè)度流量(liang)45000	1047.232	0.504575772	平均儀(yí)表系數(shù)：0.5051線性度(dù)：0.65%
	最大流(liú)量40000	826.948	0.504727053
	常用(yòng)流量20000	205.972	0.505663118
	最(zuì)小流量(liang)10000	52.537	0.500615235

　　根據表(biǎo)1可得，測(cè)風管道(dào)上安裝(zhuang)插入式(shì)流量計(jì)後的平(píng)均儀表(biao)系數爲(wèi)0.5051，儀表線(xiàn)性度0.65%，符(fú)合1級精(jīng)度表，最(zui)小🍓流量(liàng)的工🚩況(kuang)下産生(sheng)差壓值(zhi)52.54Pa，能夠滿(man)足工程(chéng)測量需(xu)求。
4結論(lùn)
　　綜上所(suo)述，通過(guo)對一次(cì)風熱風(feng)左支管(guǎn)風量測(ce)量進💋行(háng)數值♉模(mó)拟🔴的研(yán)究，發現(xiàn)原有旋(xuán)翼型流(liu)量計計(jì)量不準(zhǔn)的原因(yin)爲安裝(zhuāng)位置🌈處(chù)流場受(shòu)彎頭.影(ying)響并未(wei)恢複，又(yòu)受到T形(xing)✌️支管影(ying)🛀響，流速(sù)分布并(bing)不均勻(yún)，采用以(yi)下手段(duan)可以提(tí)高風量(liang)測量的(de)精度。
1)選(xuǎn)擇不同(tóng)測量原(yuan)理的、管(guǎn)道長度(du)能夠滿(man)足性能(néng)與直管(guǎn)💁段要求(qiú)的流量(liàng)計;
2)對熱(re)-次風管(guǎn)道進行(háng)數值模(mo)拟，研究(jiu)風量管(guan)道的流(liú)場分🐅布(bù)規律，并(bìng)據此尋(xun)找流場(chǎng)穩定的(de)位置，進(jìn)而确定(dìng)流量計(jì)的安裝(zhuāng)位置;
3)通(tōng)過對安(an)裝後的(de)流量計(ji)進行工(gong)況條件(jian)下的分(fen)析，确⛱️定(ding)了🔴插入(ru)式流量(liàng)計的儀(yí)表系數(shù)、計量精(jīng)度和最(zuì)🐅小差壓(yā)值，均可(ke)滿足計(ji)量需求(qiu)。由于左(zuo)右風室(shi)管道的(de)結構對(duì)稱，一次(ci)風熱風(feng)左支管(guan)數值✔️模(mó)拟結果(guo)可對稱(cheng)移植到(dao)一次風(fēng)熱風右(yòu)支管使(shǐ)用。

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