橫截面流量計(jì)說(shuō)明書(中文版)

./HJM型橫截面流量計(jì)安裝使用說(shuō)明書肯諾自動(dòng)化設(shè)備一、概述隨著電廠自動(dòng)化控制水平的進(jìn)步,燃煤鍋爐的負(fù)荷、煤粉量及配風(fēng)量需要實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)協(xié)調(diào)控制,使鍋爐一、二次配風(fēng)合理,各風(fēng)管風(fēng)速均勻,就可以保證鍋爐燃燒穩(wěn)定,提高鍋爐效率,和經(jīng)對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)分析濟(jì)核算等是十分必要的。但是,迄今為止,存在風(fēng)速的測(cè)量與標(biāo)定都比較困難,測(cè)量的準(zhǔn)確度比較底〔達(dá)不到壓力和溫度的測(cè)量水平,流量計(jì)的通用性差等問(wèn)題。引起這些問(wèn)題的原因,主要有以下三個(gè)原因：1、流體性質(zhì)的多樣性：壓力與溫度參數(shù)的高低；流體中含塵量的多少；流體粘度的差別；單相流體與多相流體的區(qū)別,等等。這些物性會(huì)影響流體狀態(tài),在流量測(cè)量中必須加以考慮,但又很難精確。2、管路系統(tǒng)的多樣性：管道的直與彎的區(qū)別；圓截面與非圓截面的區(qū)別；直管段長(zhǎng)短不一樣,等等。都會(huì)影響流動(dòng)狀態(tài),使流量測(cè)量復(fù)雜化。3、流動(dòng)狀態(tài)的多樣性：由于以上流體的物性和采用管道的不同,會(huì)影響到流體的流動(dòng)狀態(tài),諸如旋轉(zhuǎn)流和脈動(dòng)流；層流、紊流；流動(dòng)是否達(dá)到充分發(fā)展,等等。以上三種影響流量測(cè)量的因數(shù),要求我們必須針對(duì)被測(cè)對(duì)象的實(shí)際情況選擇合適的流量計(jì)。眾所周知,由于火力發(fā)電廠鍋爐二次風(fēng)管道的直管段極短,或者幾乎沒有；而且二次風(fēng)的管道在極有限的距離,分布有T形管道、L形管道、調(diào)節(jié)風(fēng)門、變徑管等,使管道二次風(fēng)的流動(dòng)狀態(tài)變化莫測(cè),這就使得二次風(fēng)的測(cè)量成為非常困難的事情。在許多場(chǎng)合就不測(cè)量了。在必須測(cè)量的場(chǎng)合,不得不采用機(jī)翼型測(cè)量裝置,但這只是一個(gè)無(wú)奈之舉。因?yàn)闄C(jī)翼型測(cè)量裝置的主要缺點(diǎn),就是要大大減少二次風(fēng)的流通面積,一般要減少50%-60%左右。為了在減少一半以上流通面積的情況下,仍然要保持應(yīng)有的風(fēng)量,以維持正常的發(fā)電復(fù)核的要求,就必須提高風(fēng)機(jī)的功率,增大能源消耗；即使如此,因機(jī)翼型結(jié)構(gòu)仍比較長(zhǎng),在一些場(chǎng)合,仍然不能使用機(jī)翼型測(cè)量裝置；即使已安裝了機(jī)翼型測(cè)量裝置,因?yàn)榍昂笾惫艿啦粷M足,無(wú)法保證測(cè)量精度。一般在使用機(jī)翼型測(cè)量裝置時(shí),都要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定,但如果沒有直管段,標(biāo)定也不會(huì)準(zhǔn)的。因此,采用機(jī)翼型測(cè)量裝置測(cè)量二次風(fēng)很難保證準(zhǔn)確而穩(wěn)定的測(cè)量。其他的裝置,比如皮托管、勻速管,更不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)二次風(fēng)的測(cè)量。還有一類測(cè)速裝置,比如葉輪的、渦街的、熱式的流量計(jì),雖然沒有壓力損失,但其對(duì)測(cè)量管道的直管段也一定的要求,否則也無(wú)法保證有準(zhǔn)確的測(cè)量。HJM橫截面式流量計(jì)是唯一可以完美的實(shí)現(xiàn)對(duì)二次風(fēng)測(cè)量的流量計(jì)。它有四方面的優(yōu)點(diǎn)：1.它可以滿足任何一個(gè)二次風(fēng)管道的安裝要求,只要有250-300mm長(zhǎng)的安裝位置,就可以安裝。2.不需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定〔該流量計(jì)不需要流量系數(shù),而且工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)定也是基于橫截面式流量計(jì)的原理,就能夠保證足夠高的測(cè)量準(zhǔn)確性；3.不受不規(guī)則流體、甚至是多向旋轉(zhuǎn)氣流的影響；4.壓力損失很小。二、工作原理由于沒有足夠的直管段,通過(guò)管道橫截面上各點(diǎn)的流速不一樣,很難找到一個(gè)能代表平均流速的一個(gè)點(diǎn)。如果管道的流速是穩(wěn)定、確切的形式,則在管道中流速分布是自管壁等于零連續(xù)變化到管道中心的最大流速。因此在中間的變化過(guò)程中總可以找出一個(gè)點(diǎn),在這個(gè)點(diǎn)上所測(cè)的流速即是平均流速。以上的敘述是在有充足直管道中氣流與分布一定規(guī)律的前提下。這在實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)是很難做到的,特別是二次風(fēng),極無(wú)規(guī)律。在這種情況下,如果利用測(cè)點(diǎn)速的裝置〔S型皮托管,測(cè)某一直線的線速度〔勻速管、阿紐巴、威力巴來(lái)推算出該截面的平均速度,簡(jiǎn)直無(wú)準(zhǔn)確精度可言。由于管道中的流速不等于常數(shù),實(shí)際風(fēng)速分布也沒有一定的規(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A。假設(shè)每個(gè)單元面積的流速為V,則總的流量就等于流過(guò)多個(gè)所有小單元面積的流量之和。即：此方法稱之為速度面積法。國(guó)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)。當(dāng)單元面積分割的越多,所測(cè)的流量應(yīng)越準(zhǔn)確。橫截面式流量計(jì),就是基于這個(gè)原理而設(shè)計(jì)出來(lái)的,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、矩形管道：將矩形管道的長(zhǎng)邊和短邊分別按等長(zhǎng)度的原則,將矩形管道的橫截面平均分成若干個(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,在將所有小單元的流速之和平均,即是整個(gè)大橫截的平均流速。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)〔中央為圓,測(cè)出每個(gè)圓環(huán)的流速,然后再將所有圓環(huán)〔包括中央圓的流速平均化,即得到該圓截面的平均流速。三、優(yōu)勢(shì)橫截面式流量計(jì)有兩個(gè)最突出的優(yōu)勢(shì),也是其它所有流量計(jì)不能與之相比的。優(yōu)勢(shì)之一：無(wú)需任何直管段。只要有250—300mm的安裝位置,就能保證準(zhǔn)確的測(cè)量。優(yōu)勢(shì)之二：無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。一般的流量計(jì),因?yàn)槭褂脳l件與標(biāo)定條件不一樣,為了使測(cè)量結(jié)果更符合實(shí)際情況,通常在安裝以后,還要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定,以最后確定系數(shù)K。而橫截面式流量計(jì),則完全不需要現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。原因之一,是它與其他所有流量計(jì)有著不同的測(cè)壓孔的開孔方式,這種開孔的技術(shù)已在美國(guó)獲得專利批準(zhǔn)。這種特殊的開孔方式不需要流量系數(shù),即：V=<2△P/p>由公式可以看出,流速V只與△P和密度p有關(guān),與流量系數(shù)K無(wú)關(guān)；原因之二,由于二次風(fēng)管道的復(fù)雜性和流體狀態(tài)的無(wú)規(guī)律性,做為標(biāo)準(zhǔn)使用的流量計(jì),在這種場(chǎng)合也失去了其作為標(biāo)準(zhǔn)的條件,以點(diǎn)代面或以線代面的標(biāo)定推算,其標(biāo)定出的結(jié)果誤差很大；原因之三,就是橫截面的測(cè)量結(jié)構(gòu)原理,使得其測(cè)量精度高于標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)標(biāo)定的精度。任何標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和任何標(biāo)定方式在橫截面流量計(jì)的面前都顯得遜色了。性能指標(biāo)1．測(cè)量介質(zhì)：空氣。2．管道形狀：矩形和圓形。3．不需要前后直管段,只要有250-300mm長(zhǎng)的安裝位置即可。4．可以測(cè)量30°角的氣流,不受不規(guī)則流體、甚至是多向旋轉(zhuǎn)氣流的影響。5．精度：2-3%。6．不需要現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定,即流量系數(shù)K=1。7.正壓孔與靜壓孔都為迎流方向,可以降低堵塞的可能性。8.壓力損失很小。五、結(jié)構(gòu)原理綜上所述,要使風(fēng)量傳感器能夠達(dá)到在任何流體條件下都能準(zhǔn)確測(cè)量的目的,橫截面式流量計(jì)在結(jié)構(gòu)功能上必須要滿足四個(gè)條件：1、通過(guò)管道橫截面上的各個(gè)點(diǎn)的流速雖然不是等速的,但要求它是穩(wěn)定的。上述求面積法理論是在將每個(gè)小單元面積的流速視為規(guī)則的前提下提出的。如何實(shí)現(xiàn)每個(gè)小單元面積的流速為規(guī)則的呢？在實(shí)際應(yīng)用中,采用了流動(dòng)調(diào)整器,安放在測(cè)速裝置的上游。其作用是在相等的長(zhǎng)度,將不穩(wěn)定的流體變成一束束穩(wěn)定的流體。在管道中的空氣流動(dòng)截面上設(shè)置的任何機(jī)械結(jié)構(gòu)都會(huì)阻礙空氣流動(dòng)。阻力的大小取決于該結(jié)構(gòu)的大小及形狀,以及從結(jié)構(gòu)過(guò)的空氣數(shù)量。流動(dòng)調(diào)整器的目的是利用特制的平行柵格狀結(jié)構(gòu),把結(jié)構(gòu)對(duì)空氣流的阻力降至最小程度。該結(jié)構(gòu)具有96%以上的流通截面積。流動(dòng)調(diào)整器具有基本的調(diào)節(jié)功能,即對(duì)氣流進(jìn)行整流和均衡分布的作用。流動(dòng)調(diào)整器平行柵格狀結(jié)構(gòu)為焊接方法制成的,兼具空氣鎮(zhèn)流器和均衡器的作用。其96%以上的自由流通截面減少了結(jié)構(gòu)對(duì)空氣流造成的壓降。每個(gè)柵格通道的側(cè)面積與截面面積的比為12：1.這一比值對(duì)流通空氣產(chǎn)生少量的阻力,而使流速降低較大；而較低的流速受到較小的阻力,速度卻相對(duì)提高。這就是均衡器的原理。以下圖示中的箭頭表示空氣在經(jīng)過(guò)均衡斷面后的流速的大小?？諝庹鬟^(guò)程消除了氣流中旋轉(zhuǎn)的湍流,并且引導(dǎo)氣流的方向,使其有序化,但不會(huì)明顯地改變流過(guò)柵格的空氣流速分布。消除旋轉(zhuǎn)的、方向雜亂的氣流,對(duì)于氣流總壓和靜壓力的分離及精確測(cè)定具有至關(guān)重要的意義。2、由于通過(guò)管道橫截面上的各點(diǎn)的流速不是相等的,要求傳感器測(cè)出的數(shù)值盡可能接近平均值。再接勾上要產(chǎn)生各點(diǎn)流速之和的平均值。檢測(cè)探頭依照多點(diǎn)自動(dòng)均衡皮托管工作原理,來(lái)檢測(cè)氣流總壓和靜壓。3、總壓取壓孔的進(jìn)口經(jīng)過(guò)破口加工,以便消除空氣的方向效應(yīng)。取壓口位于探頭的正前面上,檢測(cè)迎面吹來(lái)的氣流的全壓力Pt。成對(duì)的靜壓傳感口呈一理想角度,倆倆相對(duì)地布置在探頭表面,以降低經(jīng)直流器整定后的氣流對(duì)靜壓測(cè)量產(chǎn)生的誤差作用。當(dāng)流體方向偏離正常方向時(shí),一個(gè)靜壓傳感器測(cè)孔受到較高壓力〔Ps+部分Pt的作用,而另一個(gè)靜壓傳感器受到同樣大小的壓力〔Ps-部分Pt的作用,于是全壓Pt的不良影響得以抵消。正是這種偏置靜壓及坡口行的總壓傳感器的獨(dú)特設(shè)計(jì),使得橫截面式流量計(jì)探頭對(duì)于迎面吹來(lái)的多向旋轉(zhuǎn)氣流很不敏感〔這種氣流的迎角及傾角可偏離正向流體30°,甚至更多,因此即使在上游不安裝氣流整流器的情況下,探頭仍能保證氣流速度的精確計(jì)量,這種檢測(cè)探頭由于其獨(dú)特設(shè)計(jì),已在美國(guó)獲得專利。4、為了"免標(biāo)定",必須使流量系數(shù)K=1。根據(jù)流量檢測(cè)的基礎(chǔ)理論,一個(gè)與氣流方向垂直的管狀探頭插入氣流之后,在探頭表面形成一種與流體流動(dòng)方向緊密相關(guān)的壓力分布;探頭管上迎著氣流方向的那一部分區(qū)域?yàn)檎龎簠^(qū)；正壓區(qū)兩側(cè)緊靠正壓區(qū)的表面為靜壓區(qū)；探頭管表面的其它部分為負(fù)壓區(qū)。兩排靜壓檢測(cè)孔分別開在正壓區(qū)和負(fù)壓區(qū)之間的靜壓區(qū)。靜壓區(qū)與流體方向成一定規(guī)律的角度。按此角度加工出來(lái)的探頭,其流量系數(shù)就是1,既可以不定標(biāo)HJM型橫截面式平均流量傳感器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上完全實(shí)現(xiàn)了上述四個(gè)要求。見下圖,HJM型橫截面式平均流量傳感器在結(jié)構(gòu)上分為圓形和矩形管道。整體為不銹鋼結(jié)構(gòu)矩形風(fēng)管道橫截面流量計(jì)：圓形風(fēng)管道橫截面流量計(jì)：由圖可以看出,該裝置不管管道截面積多大,其長(zhǎng)度都在250-300mm之間。在該裝置的入口端是布滿整個(gè)截面積的直流器,擾動(dòng)的氣流經(jīng)過(guò)直流器的整流,變成平穩(wěn)的氣流。在直流器之后,裝有在管道橫截面上按一定規(guī)律排列的橫截面速度取壓管,將流速不相同的動(dòng)壓經(jīng)裝置變成較平穩(wěn)的信號(hào)。安裝方法HJM型橫截面式平均流量傳感器為風(fēng)道型的,即它的外形及尺寸與風(fēng)道管完全一樣,其兩端為圓形或矩形法蘭,可以通過(guò)法蘭與管道連接。全壓與靜壓接頭的外螺紋規(guī)格是G1/2英寸。定貨須知〔一橫截面式流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)1.外殼：采用厚度為5㎜的不銹鋼板,連續(xù)焊接,外殼深度為250-300㎜.2.法蘭：矩形：45㎜寬,5㎜厚不銹鋼板,90°角矩形法蘭。圓形：45㎜寬,5㎜厚不銹鋼板,焊接制造。3.空氣直流器:1英寸正方形平行柵格均衡器/整流器,70㎜深度。采用0.5㎜厚度的不銹鋼板。4.全壓傳感器管和匯管：所有傳感器管和匯管都用1Gr18Ni9Ti不銹鋼制成,焊接結(jié)構(gòu)有防熱脹的作用。矩形：外徑為Φ12㎜的全壓管,與外徑為Φ28㎜的均壓匯管焊接。圓形：外徑為Φ12㎜的全壓管,連接在一個(gè)外徑尺寸為1/2″-1″<根據(jù)檢測(cè)裝置直徑確定>的匯管上,進(jìn)行信號(hào)均值檢測(cè)。5.靜壓傳感器管：所有傳感器管用1Gr18Ni9Ti不銹鋼制成,焊接結(jié)構(gòu)。6.全壓、靜壓輸出接頭螺紋為G1/2英寸。7.部件表面：所有外不銹鋼部件均未經(jīng)任何特殊的表面處理。8.包裝：整臺(tái)裝置使用膠合板箱包裝,膠合板箱使用木條加固。<二>選購(gòu)結(jié)構(gòu)件1.人工吹掃：每個(gè)總壓和靜壓匯管的支管伸出機(jī)殼直至一個(gè)帶螺紋的管頭,擰開絲堵后可使用壓縮空氣或鋼絲刷對(duì)匯管側(cè)進(jìn)行清理。2.自動(dòng)吹掃裝置：是一個(gè)自動(dòng)高壓空氣吹掃系統(tǒng),有閥門、定時(shí)器、電動(dòng)閥、氣控閥等部件組成。該裝置能夠自動(dòng)啟動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng),按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔對(duì)橫截面探頭進(jìn)行吹掃。該系統(tǒng)工作時(shí)切斷動(dòng)壓變送器輸入信號(hào)管路,鎖定變送器輸出信號(hào),即最后一次檢測(cè)到的信號(hào)值。然后接通氣源,經(jīng)由管路向探頭匯管輸送大流量高壓空氣,清除積聚在傳感器孔中的灰塵及污物,并且把積聚在探頭匯管中的固體沉積物吹出。為了獲得自動(dòng)空氣吹掃的最大效果,吹掃應(yīng)該按次序進(jìn)行〔一次一個(gè)3.溫度傳感器：流量計(jì)可安裝熱電偶或電阻溫度計(jì)探頭,以便干溫度顯示及流體溫度調(diào)節(jié)。溫度探頭的類型、尺寸、工作圍,由客戶根據(jù)具體使用要求確定。4.所有部件〔整機(jī)經(jīng)滲氮工藝處理,增加耐磨性。注：我們可根據(jù)要求提供非常規(guī)尺寸,特種結(jié)構(gòu)的流量計(jì),如深度不等的外殼,大尺寸法蘭,以及不同的結(jié)構(gòu)材料。需要特種結(jié)構(gòu)請(qǐng)與生