作者：江蘇山川智慧智能儀表科技集團(tuán)有限公司

電站鍋爐煙氣流量測(cè)量的流量計(jì)如何選擇
1.SCR常用煙道流速測(cè)量?jī)x器

目前,對(duì)于電站大型燃煤機(jī)組上使用的脫硝方法,選擇性催化還原法SCR是應(yīng)用很**的。把NH3作為還原劑,通過噴氨格柵嘖人煙道并且和煙氣完全混合,從而進(jìn)人到催化劑層床,在它的作用下把NOx還原成N2和H2O,這就是SCR的工作原理。在這個(gè)SCR的工藝流程中,要計(jì)算出NH3的噴人量,就必須對(duì)煙氣流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)。對(duì)于煙氣的流量監(jiān)測(cè),其流速測(cè)量?jī)x表的種類和方式很多。不過,目前主要有差壓式和熱導(dǎo)式流量計(jì)兩種方式的儀表,它們的應(yīng)用在電廠煙風(fēng)速度測(cè)量中很**和常見。

1.1差壓式流量計(jì)

在流體流速測(cè)量方面,應(yīng)用很**且使用歷史悠久的類測(cè)量方法,就是差壓式測(cè)量法。它是以伯努利定理為依據(jù),通過測(cè)量流體流過節(jié)流件時(shí)所產(chǎn)生的前后差壓,來得到流體的流量和流速。對(duì)于總壓和靜壓之間的差的有效測(cè)量,求得的值就是動(dòng)壓。差壓式流量計(jì)在求得動(dòng)壓的值后,就能得出介質(zhì)流速的值。在差壓式流量計(jì)中,一般存在阿牛巴、威力巴和皮托管三類,適用于對(duì)于大截面氣體流速進(jìn)行的測(cè)量。這三類流量計(jì),構(gòu)成很相似、原理基本相同。他們的構(gòu)成,基本上都是由以差壓變送器等為主的壓力測(cè)量部件、導(dǎo)壓部件和以傳感器為主的取壓部件等元件構(gòu)成。阿牛巴流量計(jì)是平均皮托管的另一個(gè)稱呼方式。它通過多點(diǎn)取壓的方式,對(duì)于多個(gè)取壓點(diǎn)的平均速度進(jìn)行結(jié)果測(cè)量。在阻力方面、安裝方便程度和精度方面,阿牛巴流量計(jì)比普通皮托管具有更多優(yōu)勢(shì)。只是在高粉塵的煙氣中,它的取壓孔比較容易堵塞,進(jìn)而對(duì)它的穩(wěn)定運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生一定的影響取壓部件同樣為多點(diǎn)取壓型的威力巴流量計(jì),設(shè)計(jì)的是彈頭型的外形,并且改進(jìn)了取壓孔的位置,從而對(duì)于防堵、差壓脈動(dòng)和精度等方面都有了較大幅度的改善。用插人到管道的一個(gè)圓柱形探測(cè)管組成的,就是普通的皮托管,它的原理比較簡(jiǎn)單,流通面上面一個(gè)點(diǎn)的速度的值,就是它的測(cè)量結(jié)果。基于對(duì)SCR區(qū)域煙氣的高塵、高溫、震動(dòng)和大截面等因素進(jìn)行綜合有效的考慮,在這些因素的影響下,明顯不適合選用的就是普通皮托管型的流量計(jì);而對(duì)于另外兩個(gè)類型的流量計(jì)—阿牛巴和威力巴的流量計(jì)的選用,它們的傳感部件除了要求具有耐高溫、防腐和防磨等特性之外,還應(yīng)該注意對(duì)傳感部件采取適當(dāng)?shù)姆蓝麓胧?必要的時(shí)候還可以加裝反吹裝置來防堵

1.2熱導(dǎo)式流量計(jì)

通過熱傳導(dǎo)原理,將流動(dòng)中的流體和熱源之間進(jìn)行熱量交換的關(guān)系進(jìn)行利用而設(shè)計(jì),對(duì)流體進(jìn)行流量測(cè)量的儀表,就是熱導(dǎo)式氣體流量計(jì)。兩個(gè)溫度傳感器是熱導(dǎo)式氣體流量計(jì)的典型傳感元件。采用這個(gè)原理的熱式流量計(jì),它的兩個(gè)溫度傳感器被分別置人在氣流的兩個(gè)金屬細(xì)管里,一個(gè)細(xì)管經(jīng)電熱絲來加熱,另外一個(gè)溫度傳感器則測(cè)試并跟隨氣流溫度,兩個(gè)傳感器產(chǎn)生一定的溫度差△T氣流會(huì)隨著質(zhì)量流速增加而帶走更多熱量,導(dǎo)致了△T變小,為保證△T的恒定,需要對(duì)電熱絲加熱功率進(jìn)行控制,這就是常說的“恒溫差法”;另外,保持一個(gè)恒定加熱功率,隨著流量增加而計(jì)算ΔT變化量,被普遍稱之為“恒功率法”。氣體的物理性質(zhì),會(huì)隨著氣體溫度和氣體成分的變化而受到不同程度的影響,并且使對(duì)應(yīng)的系數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化,從而對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確程度產(chǎn)生一定的影響。在SCR的煙氣中,由于二氧化碳和氮所占的體積具有jue對(duì)性的優(yōu)勢(shì),因此設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候,溫度變化范圍一般在10攝氏度上下浮動(dòng),對(duì)于氣體的物理性質(zhì)影響則比較小。熱導(dǎo)式流量計(jì)和差壓式流量計(jì)兩者相比,前者在防堵灰、安裝方便程度、耐磨損和阻力等各方面,均具有定而眀顯的優(yōu)勢(shì)。它的故障概率很低,組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,并且產(chǎn)生的阻力很小。這些特征,都使它能在高粉塵和高溫環(huán)境下的SCR煙道有很好的施用,是一種很不錯(cuò)的可用于煙氣流量進(jìn)行測(cè)量的流量計(jì)。

2.測(cè)量位置的選擇

無論是差壓式流量計(jì)還是熱導(dǎo)式流量計(jì),對(duì)于流場(chǎng)里某個(gè)線上的多個(gè)點(diǎn)或者某一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行的流速測(cè)量是他們的共同特征和依據(jù)。需要提出的是,在電站鍋爐的煙道里,流場(chǎng)情況比較復(fù)雜、直管段短而且煙道的截面比較大的情況下,尤其是面對(duì)流場(chǎng)情況變化比較大、并且負(fù)荷情況各自不同的情形,該如何處理這些因素引起的測(cè)量誤差,是一個(gè)業(yè)內(nèi)的難題所在。在這樣的前提條件下,如果只是單對(duì)于個(gè)別點(diǎn)的流速作為全部截面的平均流速進(jìn)行選擇和應(yīng)用,那么誤差率一定非常大,對(duì)于測(cè)量全部流速就不能得到整體的反應(yīng)。在這樣的情況下,很重要的一點(diǎn)就是選取好的測(cè)量位置。SCR工藝流程中,一般可以根據(jù)煙道里流場(chǎng)的均勻程,可以把測(cè)點(diǎn)放在把從省煤器出口到空氣預(yù)熱器入口的SCR區(qū)域分成噴氨格柵前、噴氨格柵到反應(yīng)器人口處、反應(yīng)器、反應(yīng)器出口到空氣預(yù)熱器處四個(gè)不同位置的部位。通過一定程度的測(cè)試和實(shí)踐,在SCR的區(qū)域里,選擇在噴氨格柵到反應(yīng)器人口處,以及反應(yīng)器里這兩個(gè)位置的部分是流速測(cè)量點(diǎn)應(yīng)該考慮的部位。因?yàn)檫@些部位的流場(chǎng)ZUI為均勻,所以應(yīng)該優(yōu)先而著重選擇這兩個(gè)部位。若因?yàn)榱鲌?chǎng)原因,以及工藝布置等原因無法布置流量測(cè)點(diǎn)在這些部位,那么還可以在反應(yīng)器里的第層的催化劑入口的上方進(jìn)行選擇和布置,只是選擇這兩個(gè)位置進(jìn)行布置的話,必須考慮到支撐梁和吹灰系統(tǒng)對(duì)于布置選擇的適當(dāng)影響

3.不同流量計(jì)的選型

單點(diǎn)測(cè)量是一般的熱導(dǎo)式流量計(jì)的特征,而差壓式流量計(jì)里的阿牛巴流量計(jì)和威力巴流量計(jì),都是以多點(diǎn)取樣為主要測(cè)量特征進(jìn)行的。這些流量計(jì)的選型,一般應(yīng)該對(duì)它們的耐高溫、防堵灰、防腐和防磨等傳感部件的這些特征進(jìn)行相應(yīng)的考慮,要對(duì)差壓式流量計(jì)進(jìn)行反吹裝置的加裝,這些都是在具體實(shí)踐操作中非常值得把握的細(xì)節(jié)和關(guān)鍵。另外,保證測(cè)量準(zhǔn)確的關(guān)鍵因素,離不開正確選擇測(cè)量位置。這些因素累加下來,流量的測(cè)量應(yīng)盡量選擇在噴氨格柵到反應(yīng)器人口處的煙道上,這對(duì)SCR工藝的措施和要求不僅必要,而且很重要。

4.結(jié)語

在SCR工藝?yán)?為了能對(duì)噴入的NH3量進(jìn)行有效而很好的計(jì)算,就需要對(duì)于煙氣的流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確檢測(cè)。一般的做法是對(duì)于煙道里的煙氣流速進(jìn)行測(cè)量,再通過煙道面積和煙氣流速的積,來求出煙氣量的有效值,這是由于一般情況下,鍋爐煙風(fēng)道截面積非常大并且造成直接測(cè)量風(fēng)量困難而采用的變通方法。同時(shí),煙風(fēng)道的流速量,還因受到電站鍋爐大型煙風(fēng)道受布置因素制約而直管段一般比較短的嚴(yán)重限制,而顯得非常困難。在流速測(cè)量點(diǎn)的流場(chǎng)受負(fù)荷變化影響比較大,從而煙氣里有著非常高的含塵量,并且磨損和儀表堵塞的現(xiàn)象都非常嚴(yán)重。對(duì)于電站鍋爐大型煙風(fēng)道使用何種流速測(cè)量?jī)x表選型和位置的選擇非常重要,應(yīng)當(dāng)根據(jù)他們各自不同的特征,進(jìn)行***為貼近實(shí)際的選擇,為煙氣流量測(cè)量提供良好的方式和計(jì)算方法。本文列舉的差壓式流量計(jì)和熱導(dǎo)式流量計(jì),是**應(yīng)用于各類電廠煙風(fēng)速度測(cè)量的儀表,并且

在實(shí)踐中收到了良好的測(cè)量效果,對(duì)于煙氣流量測(cè)量非常適用,可以根據(jù)他們的各自特征進(jìn)行有效的篩選和更好的應(yīng)用。