摘要：在熱電行(háng)業中，同一工況(kuang)下不同類型的(de)流量🌍計往往會(hui)達到不同的測(cè)量精度等級，進(jìn)而影響到後續(xù)生産運行。以計(jì)算流體力學爲(wei)依據，采用數字(zi)化分析技術和(hé)工況标定的方(fang)🎯法，分析了現場(chǎng)旋翼式流量計(jì)産生測量誤差(chà)的原因，選擇了(le)合适的位🚶‍♀️置安(ān)裝插入式流量(liang)計，并得到了插(chā)入式流量計 的(de)精度等級。結果(guo)表明，在同一工(gōng)況下，合理的流(liú)量⛱️計安🔅裝位置(zhi)以及合适的流(liú)量計類型，能夠(gòu)顯著提🌍高工業(yè)現🐪場流量的測(ce)量精度。
0引言
　　流(liú)量儀表在熱電(diàn)行業的應用非(fēi)常普遍，流量測(cè)量與供熱發電(dian)⛹🏻‍♀️的經濟性和安(an)全性緊密相關(guān)。随着工業自動(dòng)化水平的提高(gao)，對❓流量測量儀(yí)表精度的要求(qiú)也越來越嚴格(ge)。熱電行業現場(chang)常常存在大管(guǎn)徑、直管段不足(zú)、流量波動大等(děng)複雜工況，相同(tóng)工況下，不同的(de)流量計類型和(hé)安裝位置所能(neng)達到的精度等(děng)級不同。對某熱(re)電廠一次風熱(rè)風左支管風量(liàng)測量進行了數(shu)字化分析和🔞工(gōng)況标定，分析現(xian)場原本采用的(de)旋翼式流量♌計(ji)産生計量誤差(chà)的原因，選取合(he)理的位置安裝(zhuang)插入式流量💞計(jì)并進行數字化(huà)标✉️定，解決了測(cè)量精度問題。
1某(mou)熱電廠工況條(tiao)件
　　某熱電廠一(yi)次風總進風管(guan)後方進入空氣(qì)預熱器加熱後(hòu)，分成💞左右兩條(tiao)支管進入左右(yòu)風室，由于左右(yòu)支管結構對稱(chēng)，因此隻取其中(zhōng)左風室支管進(jin)行建模研😘究。該(gāi)測量管道🈲管徑(jing)D爲800mm，管道具體尺(chi)寸見圖1(d)。管道内(nei)介質爲150～160℃的空氣(qi)，密度爲0.8509kg/m3，動力粘(zhān)度爲2.4×10-5Pa?s，操作壓力(lì)爲9000～9500Pa，數字化标定(ding)時選取❄️刻度流(liú)量45000Nm3/h，最大流量40000Nm3/h，常(chang)用流量爲20000Nm3/h，最小(xiǎo)🏃流量10000Nm3/h。


　　根據現場(chang)測量獲得三号(hào)鍋爐一次風管(guan)道尺寸，确定管(guan)👄道🏃計算模型。見(jiàn)圖1(a)爲一次風總(zong)進風管道，風機(jī)位于流量計安(an)裝位置下層約(yuē)6.7D處，流體自下向(xiang)上流動，管道上(shàng)方彎頭距離流(liú)量計安裝位置(zhi)大于6D，此處安裝(zhuāng)直管段長度符(fú)🍉合插入式🈲流量(liàng)計的直管段要(yao)求，因此不必🔞進(jìn)行模拟分析。一(yi)次風總進風管(guǎn)道後方進入空(kōng)氣預熱器加熱(rè)後分🈚成左右兩(liang)條支管進🍓入左(zuǒ)右風✏️室，由于左(zuo)右支管結構對(dui)稱，因此隻取其(qi)🏃🏻中一次風熱風(fēng)左支管進行建(jian)模研究。圖🛀🏻1(b)、(c)火力(lì)發電插入式流(liu)量計在熱電🆚行(hang)業的應用爲所(suǒ)研究一次風熱(rè)風左支管出✏️口(kou)垂直管道和一(yi)次風熱風左支(zhī)管入口水平管(guan)道。根據三号鍋(guō)爐一次風熱風(feng)左支㊙️管管道參(cān)數建立三維模(mó)型，見✍️圖1(d)，圖中标(biāo)注位置爲💃原旋(xuan)翼式流量計安(an)裝位置。
2流場分(fèn)析
　　根據數字化(hua)流場分析技術(shù)，采用現場提供(gòng)的運行參數對(duì)管道流場進行(hang)數值計算，以常(chang)用流量20000Nm3/h爲例，其(qí)分⛱️析結果見圖(tu)2。流體從右側入(ru)口向下進入管(guan)道👣，經過彎頭後(hou)水⭕平流動，在第(dì)二個彎頭後存(cun)在T形支管，原有(yǒu)旋💯翼型流量計(jì)安裝在T形支管(guǎn)上方，由圖2(d)可知(zhi)，此處流場💘受彎(wan)頭影響㊙️并未恢(hui)複，又🚩因爲T形支(zhi)管影響，此處流(liu)速分布并不均(jun)勻，原旋翼型流(liú)量計安裝在此(ci)處容易産生計(ji)量誤差。



　　在流量(liàng)計安裝直管段(duàn)沿流體流動方(fāng)向每隔0.5m取一個(gè)橫截面，共7個面(miàn)積相等截面，流(liu)速分布見圖3(a)，各(gè)橫截面平均流(liú)速🔴分布🈲見圖3(b)，可(ke)以看出，随着與(yu)彎頭距離的增(zeng)大截面平均流(liu)速波動逐漸減(jian)小。現場原旋翼(yì)型流量計安裝(zhuang)坐标爲Z=1.4m附近，見(jiàn)圖3(b)，與彎👅頭距離(li)較短，此處流場(chǎng)受彎頭影響♻️明(ming)顯，流速波動劇(ju)烈，引起流量測(cè)量不準，根據直(zhí)管段各🌈截面流(liu)速分布選擇流(liú)速平穩截面安(an)裝插入式流量(liàng)計見圖3(b)。

　　圖4爲插(chā)入式流量計模(mo)型圖，該插入式(shì)流量計的取❓壓(yā)🍓孔位于傳感器(qì)下端，且正負壓(yā)側角度保持一(yī)定的匹配關系(xì)，流🍉量計表面采(cǎi)用表面噴塗技(jì)術，可保證介質(zhì)不易在取壓孔(kong)堵塞，防止髒污(wū)介質中的粘性(xìng)雜質粘連探頭(tou)或阻塞管道，現(xian)場安裝時可根(gēn)據需要配備吹(chui)掃裝置。該插入(ru)式流量計所需(xu)直管段🌈短，例如(ru)該工況的管道(dao)類型隻需要4D的(de)直管段。還具有(you)量程比大、精度(du)🔞高、可在線安裝(zhuang)等優點。
3标定結(jie)果及安裝位置(zhi)
　　綜上分析，插入(rù)式流量計最合(he)适的安裝位置(zhì)爲圖5的紅色标(biāo)注位置。爲了便(bian)于實際工程中(zhong)的安裝，進一步(bu)給出了插入式(shi)流量計的安裝(zhuang)位置，見圖5，插入(rù)式流量計沿豎(shù)直方向插入深(shēn)度爲400mm，距離左彎(wan)頭起始線(直管(guan)段與主流方向(xiàng)下遊彎頭交接(jiē)處)594.5mm。至此，插入式(shi)流量傳感器的(de)最終位置确定(dìng)，進而分析其計(ji)量精度。


　　根據表(biǎo)1可得，測風管道(dào)上安裝插入式(shi)流量計後的🛀平(ping)均儀表系數爲(wèi)0.5051，儀表線性度0.65%，符(fu)合1級精度表，最(zui)小流量的工😘況(kuang)下☔産生差壓值(zhi)52.54Pa，能夠滿足工程(cheng)測量需求。
4結論(lùn)
　　綜上所述，通過(guò)對一次風熱風(fēng)左支管風量測(cè)量進行數值✏️模(mo)拟，發現原有旋(xuan)翼型流量計計(ji)量不準的原因(yin)爲安裝位㊙️置處(chu)🏃‍♂️流場♋受彎頭影(ying)響并未恢複，又(yòu)受到T形支管影(yǐng)響，流速分布并(bing)不均勻⛱️，采用以(yi)下手🧑🏽‍🤝‍🧑🏻段可以提(tí)📧高風量測量的(de)精度👉。
1)選擇不同(tóng)測量原理的、管(guǎn)道長度能夠滿(man)足性能與直管(guan)段要求的流量(liàng)計；
2)對熱一次風(fēng)管道進行數值(zhi)模拟，風量管道(dào)的流場分布規(guī)🛀🏻律，并據此尋找(zhao)流場穩定的位(wèi)置，進而确定流(liu)量計的安裝😍位(wei)置；
3)通過對安裝(zhuang)後的流量計進(jin)行工況條件下(xià)的分析，确定了(le)插入式流量計(jì)的儀表系數、計(ji)量精度和最小(xiao)差壓值，均可滿(mǎn)足計量需求。由(you)于左右風室管(guǎn)道的結構🧑🏽‍🤝‍🧑🏻對稱(chēng)，一次風熱風左(zuǒ)支管數值✊模拟(ni)結果可對稱移(yi)植到一次風熱(re)風右支管使用(yòng)。

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