摘要(yào):在熱電行(háng)業中，同一(yī)工況下不(bú)同類型的(de)流量計🌈往(wang)往會達到(dào)不同的測(cè)量精度等(deng)級，進而影(ying)響到後續(xu)生産🧡運行(hang)。以計算流(liu)體力學爲(wei)依據，采用(yòng)數字化分(fèn)析📱技術和(he)❌工況标定(dìng)的方法，分(fèn)析了現場(chang)旋翼式流(liu)量計産生(sheng)測量👨‍❤️‍👨誤差(cha)的原因，選(xuan)擇了❓合适(shì)的位置安(ān)裝插入式(shì)流量計 ，并(bìng)得到了插(chā)入式流量(liàng)計的精度(du)等級。結果(guo)表明，在同(tong)一工況下(xia)🔞，合理的流(liu)量計安裝(zhuāng)位置以及(ji)合适的流(liu)量♊計類型(xíng)，能夠顯著(zhe)提高工業(ye)現場流量(liang)的測量精(jīng)度。
0引言
　　流(liu)量儀表在(zai)熱電行業(ye)的應用非(fēi)常普遍，流(liu)量測量與(yǔ)供熱發電(dian)的經濟性(xìng)和安全性(xìng)緊密相關(guān)。随着工🈲業(yè)自動化水(shui)平的提高(gāo)，對❤️流量測(cè)量儀表精(jing)度的要求(qiú)也越來越(yue)嚴❤️格。熱電(dian)行業現場(chang)常常存在(zai)大管徑、直(zhí)管段不足(zu)、流量波動(dòng)大等複雜(zá)工況，相✂️同(tóng)工況下😍，不(bú)同的流量(liang)計類型和(he)安裝位置(zhi)所能達到(dao)的精度✂️等(děng)級不同[1-7。對(dui)某熱電廠(chang)一次風💃熱(re)風左支管(guan)風量測量(liàng)進行了數(shu)字化🌈分析(xi)和工況标(biāo)定🔱，分析現(xiàn)場原本采(cai)✊用的旋翼(yi)式流量⭐計(jì)産生計量(liàng)誤差的原(yuán)因，選取🆚合(hé)理的位置(zhi)安裝插入(rù)🛀🏻式流量計(jì)并進行數(shu)字化标⚽定(dìng)，解決了測(ce)量精度問(wen)題。
1.某熱電(diàn)廠工況條(tiáo)件
　　某熱電(dian)廠一次風(fēng)總進風管(guǎn)後方進入(ru)空氣預熱(re)器加熱後(hou)，分成左右(you)兩條支管(guan)進入左右(you)風室，由于(yú)左✔️右支管(guǎn)結構對稱(cheng)，因此隻取(qǔ)其中左風(feng)室支管進(jin)行建模研(yán)究。該測量(liàng)管道管徑(jing)D爲800mm，管道具(jù)體尺寸見(jiàn)圖1(d)。


　　管道内(nei)介質爲150~160℃的(de)空氣，密度(du)爲0.8509kg/m3,動力粘(zhān)度爲2.4×10-5~Paos，操作(zuo)壓🔞力爲9000~9500Pa，數(shu)字化标定(ding)時選取刻(kè)度流量45000Nm3/h，最(zui)大流量40000Nm3/h，常(chang)用🏃流量爲(wèi)20000Nm'/h,最🌈小流量(liang)10000Nm3/h。
　　根據現場(chǎng)測量獲得(dé)三号鍋爐(lu)一次風管(guan)道尺寸，确(que)定管道✊計(ji)🤩算模型。見(jiàn)圖1(a)爲一次(cì)風總進風(fēng)管道，風機(jī)位于流量(liang)🆚計安裝位(wèi)置下層約(yue)6.7D處，流體自(zì)下向上流(liu)動，管道🚩上(shàng)方彎頭距(jù)離流量計(ji)安裝位🤩置(zhi)大于6D，此處(chù)安裝直管(guan)段長度符(fu)合插入式(shì)流量計的(de)直管段要(yào)求，因此不(bú)必進行模(mo)拟分析。一(yī)次風總進(jìn)風管道後(hou)方進入空(kong)氣🎯預熱器(qì)加熱後分(fèn)成左右兩(liǎng)條支管進(jin)入左右風(fēng)室，由于左(zuǒ)右支管結(jié)構對稱，因(yīn)此隻取其(qi)中一次風(fēng)熱風左支(zhi)管進行建(jian)模研究。圖(tu)1(b)、(c)
　　爲所研究(jiū)一次風熱(rè)風左支管(guǎn)出口垂直(zhí)管道和一(yī)次風✊熱風(feng)左支管入(rù)口水平管(guǎn)道。根據三(sān)号鍋爐一(yī)😄次風熱風(fēng)左支🐉管管(guǎn)道參數建(jian)立三維模(mó)型，見圖1(d),圖(tú)中标注位(wei)置爲原旋(xuan)翼式流量(liang)🌏計安裝位(wei)置。
2流場分(fen)析
　　根據數(shù)字化流場(chang)分析技術(shù)，采用現場(chang)提供的運(yun)行參數對(duì)管道流場(chang)進行數值(zhi)計算，以常(chang)用流量20000Nm3/h爲(wei)例，其分⭕析(xī)結果見圖(tú)2。流體從右(yòu)側入口向(xiang)下進入管(guan)道，經過彎(wan)頭後水平(ping)流動😍，在第(dì)二個彎頭(tou)後存在T形(xíng)支管，原有(yǒu)旋翼型流(liu)量計安裝(zhuāng)在T形支管(guǎn)上方，由圖(tu)2(d)可💞知，此處(chù)流場受彎(wān)頭影響并(bing)未恢複，又(yòu)因爲T形支(zhi)管🏃🏻‍♂️影響，此(ci)處流速分(fen)布并不均(jun1)勻，原旋翼(yì)型流量計(jì)安裝在此(ci)處容易産(chǎn)‼️生計量誤(wu)差。



　　在流量(liàng)計安裝直(zhí)管段沿流(liu)體流動方(fāng)向每隔0.5m取(qǔ)一個💞橫👣截(jie)面，共7個面(mian)積相等截(jie)面，流速分(fèn)布見圖3(a)，各(ge)橫💯截面平(ping)均流速分(fèn)布見圖3(b)，可(ke)以看出，随(sui)着與彎頭(tóu)距離的增(zeng)大截面平(ping)均流速波(bo)動🔱逐漸減(jian)小。現場原(yuán)旋翼型流(liú)量計安裝(zhuāng)坐标爲Z=1.4m附(fù)近，見圖3(b)，與(yu)彎頭距離(lí)較短，此處(chù)流場受彎(wān)頭影響明(míng)顯，流速波(bō)動劇烈，引(yǐn)起流量測(ce)量不準，根(gēn)據直管段(duan)各🔴截面流(liú)速分布選(xuǎn)擇流速平(ping)穩截面安(ān)裝插入✔️式(shì)流量計見(jian)圖3(b)。
　　圖4爲插(cha)入式流量(liang)計模型圖(tu)，該插入式(shì)流量計的(de)取壓孔位(wei)🏃‍♀️于傳感器(qi)下端，且正(zhèng)負壓側角(jiǎo).度保持一(yī)定💔的匹配(pèi)關系，流量(liàng)計✉️表面采(cai)用表面噴(pen)塗技術，可(ke)保證介質(zhi)不易在取(qu)壓孔堵塞(sai)，防止髒污(wu)介質中的(de)粘性雜質(zhì)粘連探頭(tóu)或阻塞管(guan)道,現場安(ān)裝時可根(gēn)據🏃‍♀️需要配(pèi)備吹掃裝(zhuang)置。該插入(rù)式流量計(jì)所需直管(guǎn)段短，例如(ru)該工況的(de)管道類型(xing)隻需要4D的(de)直管段。還(hai)具有量程(cheng)比大、精度(dù)高、可在線(xiàn)安裝等優(you)點。

3标定結果(guo)及安裝位(wèi)置
　　綜上分(fen)析，插入式(shi)流量計最(zui)合适的安(an)裝位置爲(wei)圖5的紅色(sè)标🙇‍♀️注位置(zhi)。爲了便于(yú)實際工程(cheng).中的安裝(zhuang)，進一步給(gěi)出了插入(ru)式流量計(ji)的安裝位(wei)置，見圖5，插(chā)入式流量(liàng)計沿豎直(zhi)方向插入(ru)深度爲400mm,距(ju)離左彎頭(tóu)起始線(直(zhi)管段與主(zhu)流方向下(xia)遊彎頭交(jiao)接處)594.5mm。至此(ci)，插入式流(liu)量傳感器(qi)的最終位(wèi)置确定，進(jìn)而分析其(qi)計量精度(dù)。

流量計類(lei)型	工況/(Nm3/h)	差(chà)壓/Pa	儀表系(xì)數K	結果
插(chā)入式流量(liang)計	刻度流(liú)量45000	1047.232	0.504575772	平均儀(yí)表系數：0.5051線(xian)性度：0.65%
	最大(da)流量40000	826.948	0.504727053
	常用(yòng)流量20000	205.972	0.505663118
	最小(xiǎo)流量10000	52.537	0.500615235

　　根據(ju)表1可得，測(ce)風管道上(shang)安裝插入(rù)式流量計(ji)後的平🙇🏻均(jun)儀表💃🏻系數(shu)爲0.5051，儀表線(xiàn)性度0.65%，符合(he)1級精度表(biao)，最小流量(liàng)的工況下(xià)産生差壓(yā)值52.54Pa，能夠滿(man)足工程測(ce)量需求。
4結(jie)論
　　綜上所(suo)述，通過對(dui)一次風熱(rè)風左支管(guan)風量測量(liàng)進行數值(zhi)模拟的研(yán)究，發現原(yuan)有旋翼型(xing)流量計計(jì)量不準的(de)原因爲安(an)裝位置處(chù)流場受彎(wān)頭.影響并(bing)未恢複，又(you)♊受到T形支(zhi)管影響，流(liú)速分布并(bing)不均勻，采(cai)用🆚以下手(shǒu)段可以提(ti)高👉風量測(ce)量的精度(dù)。
1)選擇不同(tong)測量原理(lǐ)的、管道長(zhǎng)度能夠滿(mǎn)足性能與(yu)💃🏻直管段🐉要(yào)求的流量(liang)計;
2)對熱-次(ci)風管道進(jin)行數值模(mo)拟，研究風(fēng)量管道的(de)流場分布(bù)規律，并據(jù)此尋找流(liú)場穩定的(de)位置，進而(ér)确定流量(liang)計的安裝(zhuāng)位置;
3)通過(guò)對安裝後(hòu)的流量計(ji)進行工況(kuàng)條件下的(de)分析🌂，确定(ding)了插入式(shi)流量計的(de)儀表系數(shu)、計量精度(dù)和最🐇小差(cha)✊壓值，均可(ke)滿足計量(liang)需求。由于(yú)左右風室(shì)管道的結(jie)構對稱，一(yi)次風熱風(fēng)左支管數(shù)值模拟結(jié)果可對稱(cheng)移植到一(yī)次風熱風(feng)右支管使(shi)用。

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