FGD系統(tǒng)煙氣流速測(cè)量?jī)x表選型.docx

1、FGD系統(tǒng)煙氣流速測(cè)量?jī)x表選型FlueGasFlowRateMeasuringInstrumentSelectionforFGDSystems閆國(guó)瑞北京國(guó)電清新環(huán)保技術(shù)股份有限公司內(nèi)蒙古呼和浩特010206【摘要FGD的全稱為濕法煙氣脫硫，是火力發(fā)電廠、化工廠廠用高壓幕汽鍋爐等應(yīng)用斌廣泛的脫硫裝置。煙氣流速是環(huán)保監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)上傳環(huán)保局采集終端的一個(gè)重要參數(shù)，涉及與環(huán)保部門的排放總量的結(jié)算。因?yàn)闈穹煔饷摿蛳到y(tǒng)入口煙氣溫度和流速較高且含有大最的燃煤灰塵，因此對(duì)風(fēng)量深量裝置提出了較高的要求.甚至需要特殊的風(fēng)量測(cè)量裝置。而濕法煙氣脫硫系統(tǒng)出口煙氣中溫度雖然較低（一般在48幻52Y之間），但是因其含有大

2、堂的水蒸氣和石膏漿液，熱導(dǎo)式風(fēng)量測(cè)量裝置、文丘里風(fēng)量測(cè)量裝置、機(jī)翼式風(fēng)量測(cè)量裝置、節(jié)流差壓風(fēng)量測(cè)量裝置、超聲波風(fēng)量測(cè)量裝置等都無(wú)法正常使用，因此濕法煙氣脫琉系統(tǒng)出口、入口煙氣流速測(cè)量裝置的選型工作是十分重要的工作，錯(cuò)誤的選型會(huì)導(dǎo)致后續(xù)工作極度被動(dòng)，因此有必要介紹一下相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。【關(guān)健詞JFGD薦列式風(fēng)速刑信儀【中圖分類號(hào)JTK223-25【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A2004年前投入的機(jī)組脫硫系統(tǒng)-般都是在機(jī)組正常投產(chǎn)后新增加的，因此脫硫系統(tǒng)面積狹小，煙道直管段較短且變徑和彎頭較多，煙道內(nèi)氣流不穩(wěn)定和流速分布不均勻，造成煙氣流速測(cè)址不準(zhǔn)確甚至無(wú)法正常測(cè)量，以最常見的風(fēng)流liH十的選型應(yīng)用為例，按時(shí)期先后大致如

3、下：節(jié)流差壓式流量計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔板、文丘里管、多孔孔板平衡流量計(jì)等），渦街流量計(jì)，差壓式流域計(jì)（均速管流量計(jì)、彎管流鼠計(jì)、皮托管流量汁、防堵防腐陣列式流量計(jì)），熱式質(zhì)量流量計(jì)等。但是根據(jù)數(shù)年的工作經(jīng)驗(yàn)判斷，適用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)煙氣流最測(cè)量的流量計(jì)有皮托管流量計(jì)、陣列式流量計(jì)、熱式質(zhì)量流量計(jì)等，兒種流量計(jì)各有優(yōu)缺點(diǎn)，F(xiàn)面對(duì)它們進(jìn)行一些分析探討，以期合理選型正確使用。收稿日期：2012-03-18作者簡(jiǎn)介：閏國(guó)瑞（1976-）,男，助理工程師?，F(xiàn)從事發(fā)電廠熱控儀表安裝及調(diào)試工作。1防堵防腐陣列式流量計(jì)防堵防腐陣列式流量測(cè)仙裝置的原理也是根據(jù)差壓原理來(lái)進(jìn)行工作，裝置如圖1所示，正用側(cè)取壓管t下兩端

4、做成斜剖面，取壓管之間用聯(lián)絡(luò)管相連通，最終將壓力引到引壓管，引壓管與變送器的正壓側(cè)連接，靜壓管在背向流體流向的一側(cè)，整體形狀與正壓取樣管相同，只是取壓口改為在取斥管的管壁上開的若干直徑為58mm的小孔，孔的方向指向流體去向，靜壓引壓管與變送器的負(fù)拒側(cè)連接。本裝置為插入式安裝，煙道施工不需預(yù)留空間，煙道施工完成后即可安裝。安裝時(shí)裝置應(yīng)垂直于代流方向，正壓測(cè)斜剖面取壓孔面向氣流來(lái)向。直管段可按前4后1的比列適當(dāng)調(diào)整。差壓變送器的安裝位置應(yīng)高于測(cè)雖裝置，如果條件允許應(yīng)將變送器安裝在煙道頂部，這樣可以有效避免儀表管內(nèi)積灰。測(cè)量裝置到變送器之間的儀表管路應(yīng)密封艮好，否則灰塵回堵塞管路，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。煙氣

5、流量補(bǔ)償公式如卜.：0=19.82xAx273.15+T8273.15+T8圖1陣列式風(fēng)量測(cè)裝置結(jié)構(gòu)原理圖。表示流量，單位為t/h;K表示測(cè)量裝置的系數(shù)，一般左=0.83；P。表示當(dāng)?shù)卮髿鈮?，單位為Pa；P表示煙道內(nèi)靜壓（表壓），單位Pa；7表示介質(zhì)溫度，單位為R表示測(cè)量裝置產(chǎn)生的差壓,單位為Pa；推薦差壓變送器上網(wǎng)量程為200Pao1）防堵防腐陣列式流址計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：a、具有本質(zhì)防堵功能，不需外加任何吹掃裝置；b、對(duì)煙道直管段要求不高，可按前4后1的比列適當(dāng)調(diào)整；c、節(jié)流損失小，幾乎沒有節(jié)流損失；d、測(cè)最準(zhǔn)確，維護(hù)費(fèi)用低，響應(yīng)速度快。2）防堵防腐陣列式流量計(jì)的缺點(diǎn)：a、價(jià)格昂貴；b、體積較大,安

6、裝不方便。因此該裝置適用于煙道直管段較短，流速分布不均勻的脫硫吸收塔入口煙道煙氣流速的測(cè)量。2熱式質(zhì)量流量計(jì)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是利用熱傳導(dǎo)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)氣體質(zhì)量流最的測(cè)鼠。流量計(jì)的測(cè)量探頭帶有兩個(gè)鈕電阻傳感元件，分別為7、弓（見圖2）,它們被置于流體中，其中感溫元件n通過(guò)加熱功率p,使其溫度升至n；另一個(gè)感溫元件2不加熱，用于檢測(cè)介質(zhì)溫度，設(shè)為，2。于是兩個(gè)傳感元之間產(chǎn)生溫差在流量為零時(shí)，最大，隨著流量。的增大，傳感元件4的熱址被帶走下降，小。故上述加熱功率p、溫差與質(zhì)量流量。之間將會(huì)產(chǎn)生一定的關(guān)系。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，得出下列方程式：可用下式表示：P4T=Ki+KQQ上式中K.KzK,是與

7、氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。從上式可看出通過(guò)測(cè)量加熱功率P,溫差的變化即可求得質(zhì)量流量。*1）熱式質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：a、不受介質(zhì)溫度和壓力變化的影響；b、便于安裝；.c、水分、油等其他雜志影響較??；d、沒有可動(dòng)部件，維護(hù)量小；e、響應(yīng)速度快,測(cè)量精度高。2）熱式質(zhì)量流量計(jì)的缺點(diǎn)：a、該裝置測(cè)量的是煙道內(nèi)某一點(diǎn)的流速，因此不適用于流速分布不均勻的煙道；b、要求直管段較長(zhǎng),提供穩(wěn)定的流速場(chǎng)；，c、價(jià)格較昂貴；d、當(dāng)煙氣內(nèi)含有水分和灰塵、漿液時(shí)，容易堵塞探頭，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。因此，該裝置使用于濕法煙氣脫硫吸收塔入口煙道直管段較長(zhǎng)、流速穩(wěn)定的場(chǎng)合，不能用于測(cè)量濕法煙氣脫硫吸收塔出門煙氣流量的測(cè)量。3

8、皮托管流量計(jì)(S型)皮托管流速儀的測(cè)量結(jié)構(gòu)主要包括差壓變送器、皮托管、反吹電磁閥、溫度壓力補(bǔ)償?shù)?。其測(cè)噠原理如圖3所示，其一次取壓元件采用傳統(tǒng)的皮托管測(cè)量方式，在正確安裝后，皮托管的全壓、背壓取壓管將檢測(cè)到的動(dòng)壓與靜壓分別傳遞到差壓變送器，差壓變送器將動(dòng)壓與靜壓之差轉(zhuǎn)換為420mA電流傳送給顯示儀表或是CEMS系統(tǒng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行溫壓補(bǔ)償與數(shù)據(jù)處理。皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。反吹電磁閥主要用于臟污氣體(如脫硫吸收塔入口煙氣)測(cè)域時(shí)的系統(tǒng)反吹：當(dāng)探頭檢測(cè)孔粘附、積淀灰塵污物時(shí)，電磁閥定時(shí)或按預(yù)定程序開啟，將壓縮空氣同時(shí)接入兩個(gè)取壓管進(jìn)行吹除作業(yè)，正常測(cè)量時(shí)電磁閥則

9、處于關(guān)斷狀態(tài)。圖3皮托管流量計(jì)測(cè)量原理圖.皮托管流速儀為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)(420mA)流速開方比例電流輸出(用戶也可選擇線性輸出)，需要特別說(shuō)明的是由此電流計(jì)算得出的流速(見公式(2)是假定測(cè)量介質(zhì)為空氣且空氣狀態(tài)為常溫狀態(tài)(20%：,760mmHg)時(shí)的計(jì)算值，用戶欲獲得介質(zhì)在工況下的流速匕值需首先按公式(3)及公式(4)計(jì)算實(shí)際介質(zhì)相對(duì)空氣的密度補(bǔ)償系數(shù)Y和溫壓補(bǔ)償系數(shù)然后按公式(1)計(jì)算得到最終結(jié)果。若用戶還需計(jì)算工況或是標(biāo)況F的流依值，則按公式(5)、公式(7)分別計(jì)算即可。其中速度分布系數(shù)為實(shí)時(shí)測(cè)算值。工況下煙氣流速的計(jì)算公式：V=KkKVq(1)式中：V一工況下煙氣計(jì)算流速，單位：；Y

10、煙氣相對(duì)空氣密度修正系數(shù)；k2溫壓補(bǔ)償系數(shù)；Vo空7常溫狀態(tài)(20%：,760mmHg)實(shí)測(cè)流速，單位:m/s；心膺牛實(shí)測(cè)流速的計(jì)算。式中：P實(shí)測(cè)壓差，單位:Pa；C皮托管儀表系數(shù)；p常溫狀態(tài)(20T,760mmHg)空氣密度，單位.：kg/m,p0=1.205kg/m;皮托管流速測(cè)量上限值，單位:泓；人出皮托管流速比例電流輸出值，單位:mA；煙氣相對(duì)空氣密度修正系數(shù)式中：Pi標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(0r,760mmHg)煙氣密度(用戶提供)，單位：kg/m3；溫壓補(bǔ)償系數(shù)K/q+273.15)xT0L325廣V(小為X273.15式中：實(shí)測(cè)溫度，單位:PA安裝地大氣壓，單位:kPa；Ps實(shí)測(cè)管靜壓，單位:

11、kPa；工況F煙氣的瞬時(shí)流量的計(jì)算Q=3600xVx4總(5)式中：Q工況下煙氣的瞬時(shí)流量，單位:m3/h；A過(guò)流斷面面積，單位：m2；f過(guò)流斷面速度分布系數(shù)，實(shí)際測(cè)量計(jì)算值。標(biāo)態(tài)煙，瞬時(shí)流量的計(jì)算。亍Qx（6）Pi式中：Qv標(biāo)態(tài)下煙氣瞬時(shí)流量，單位:rn/A；P工作狀態(tài)煙氣密度（用戶提供），單位:kgIm推導(dǎo)過(guò)程如下：農(nóng)生虹_L（7）Pi命弓K；推導(dǎo)結(jié)果如下：。廣3600xVK4xfx（8）&=3600xVoxK）xK2xA慈乂二&K.=36OOxVoxx4xf1）皮托管流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：a、安裝方便，采用插入式安裝，體積小重量輕，易于集成，必要時(shí)可以同時(shí)將測(cè)溫元件集成于該系統(tǒng)，用于溫度補(bǔ)償或?qū)?/p>

12、現(xiàn)穩(wěn)、壓、流一體化測(cè)量；1）、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)；c、成本低，可靠性較高；d、裝有管路吹掃系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)吹掃功能。2）皮托管流量計(jì)的缺點(diǎn)：a、該裝置測(cè)笊的是煙道內(nèi)某一點(diǎn)的流速，因此.不適用于流速分布不均勻的煙道；b、要求直管段較長(zhǎng)，提供穩(wěn)定的流速場(chǎng)，選擇測(cè)量點(diǎn)時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)、閥門、彎頭等易造成流態(tài)波動(dòng)的元件，且測(cè)M：點(diǎn)上游應(yīng)有3d5d（d為圓形煙道的直徑）的直管段，以保證測(cè)鼠點(diǎn)處過(guò)流斷面速度分布規(guī)律符合要求。如果為矩形煙道，當(dāng)量直徑d二2ab/（a+b）,其中a、b為矩形煙道的邊長(zhǎng)。因此，該裝冒使用于濕法煙氣脫硫吸收塔出、入口煙道直管段較長(zhǎng)、流速穩(wěn)定的場(chǎng)合。Vol.15No.3較長(zhǎng)時(shí)都可以選

13、擇皮托管和熱式流量:計(jì)進(jìn)行測(cè)缺煙氣流速，實(shí)現(xiàn)較高的信價(jià)比。當(dāng)脫硫系統(tǒng)出入曰煙道直管段較低時(shí)，脫硫吸收塔入口煙氣流量可以選擇防堵防腐陣列式流量計(jì)，脫硫出曰可以選擇帶吹掃功能的皮托管進(jìn)行流速測(cè)量。參考文獻(xiàn)11王曙華，莊武，沈寒宵.氣體流量計(jì)選型應(yīng)用J.玻璃，2009,(3).2紀(jì)綱.流量測(cè)雖儀表應(yīng)用技巧：M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.3溫瑞媛，嚴(yán)世強(qiáng)，江.洪，翟茂林.化學(xué)工程基礎(chǔ)IMJ.北京：北京大學(xué)出版社,2003.4蔡武昌，孫淮清，紀(jì)綱.流詠測(cè)址方法和儀表的選用M：.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.Abstract:EGD.knownaswetfluegasdesulfurization

14、isathermalpowerplant,chemicalplantfactorywithhigh-pressuresteamboiler,themostwidelyuseddesulfurizationunit.ThefluegasflowrateisanimportantparameterinenvironmentalmonitoringanddatauploadEPAAcquisitionTerminal,involvedinasettlementwiththeenvironmentalprotectiondepartmentofthetotalemissions.Higherbecau

15、seofthewetFGDsysteminletfluegastemperatureandflowrate,andcontainalolofcoaldust,andthereforehigherairflowmeasuringdevice,orevenrequirespecialairflowmeasuringdevice.Wetfluegasdesulfurizationsystemoutletfluegastemperaturelow(generallybetween48X.-52.butbecauseitcontainsalotofwatervaporandgypsumslurry,thethermalconductivityofairflowmeasuringdevice,theVenturiairflowmeasurementdevices,wingtypeairflowmeasuringdevice,throttledifferentialpressureair(lowmeasuringdevice,ultrasonicwindmeasurementdevicesandsodoesnotworkproperly,wetfluegasdesulf