摘要：在熱電行業(yè)中，同一工況下不(bú)同類型的流量計(jì)🌈往往會達到不同(tong)的測量精度等級(ji)，進而影響到☁️後續(xù)生産運行⁉️。以計算(suan)流😘體力學爲依據(jù)，采用數字化分析(xī)技術和🚶工況标定(dìng)的方法，分析了現(xiàn)場旋翼式流量計(ji)産生測量誤差的(de)原🥵因，選擇了合适(shi)的位💘置安裝插入(rù)式流量計，并得到(dào)了插入式流量計(ji)
的精度等級。結果(guǒ)表明，在同一工況(kuang)下，合理的流量計(ji)安裝位🧑🏽🤝🧑🏻置以及合(he)适的流量計類型(xing)，能夠顯著提高工(gōng)👣業現場流量的✏️測(ce)量🏃精度。
0引言
流量(liang)儀表在熱電行業(yè)的應用非常普遍(biàn)，流量測量與供熱(re)發電的經濟性和(hé)安全性緊密相關(guan)。随着工🧑🏽🤝🧑🏻業自動化(huà)水平的提高，對流(liú)量測量儀表精度(du)的要求也越來越(yuè)嚴格。熱電行業現(xiàn)場常常存在大管(guan)徑、直管段不足、流(liu)量波動大等複✌️雜(zá)工況，相💋同工況下(xià)，不同的流量計類(lei)型和安裝位置所(suǒ)能達到的精度💰等(deng)級不同。對某⛱️熱電(dian)廠一次風👅熱風左(zuo)支管風量測量進(jìn)行了數字化㊙️分析(xī)和工況标定，分析(xī)現場原本采用的(de)旋翼式流量💞計産(chan)生計量誤差的🚶♀️原(yuán)因，選取☁️合理的位(wei)置安裝插入🥰式流(liú)量計并進行數字(zì)化标定，解決了測(ce)量精度問題。
1某熱(re)電廠工況條件
某(mou)熱電廠一次風總(zong)進風管後方進入(ru)空氣預熱器加熱(re)後，分㊙️成左右兩條(tiao)支管進入左右風(feng)室，由于左🌐右支管(guan)結構對🎯稱，因此隻(zhi)取其中左風室支(zhī)管進行建模研究(jiu)。該測🈚量管道管徑(jing)D爲800mm，管道具體尺寸(cùn)見圖1(d)。管道内介質(zhì)爲150～160℃的空氣，密度爲(wei)0.8509kg/m3，動力粘度爲2.4×10-5Pa?s，操作(zuò)壓力爲9000～9500Pa，數字化🐇标(biāo)定時選取刻度流(liu)量45000Nm3/h，最🈲大流量40000Nm3/h，常用(yong)流量爲20000Nm3/h，最小流✌️量(liàng)10000Nm3/h。
根據現場測量獲(huo)得三号鍋爐一次(cì)風管道尺寸，确定(ding)管道計算💘模型。見(jian)圖1(a)爲一次風總進(jìn)風管道，風機位于(yu)流量計安裝位🎯置(zhì)下層約6.7D處，流體自(zi)下向上流動，管道(dao)上方彎頭距離流(liú)量計安裝位置大(da)于6D，此處安裝直管(guan)段長度符合插入(rù)式流量計的直管(guǎn)段要求，因此不必(bi)進行模拟分析。一(yī)次風總進風管道(dao)後方進入空氣預(yù)熱器加熱後分成(chéng)左右兩條支管進(jin)入左右風室，由于(yu)左右支💛管結構對(duì)稱，因此隻取其中(zhōng)一次風熱風左支(zhī)管進行建模研究(jiu)。圖☀️1(b)、(c)火力發電插入(rù)式流量計在熱電(dian)行業的應用爲所(suo)研究一次❗風熱風(fēng)左支管出口垂直(zhí)💰管道和一次風熱(rè)風左支管入口水(shuǐ)平管道。根據三号(hào)鍋爐一次風熱風(fēng)左支管管道參數(shù)建立三維模型，見(jian)圖1(d)，圖中标注位置(zhi)爲原旋翼式流量(liang)計安裝位置。
2流場(chang)分析
根據數字化(hua)流場分析技術，采(cai)用現場提供的運(yun)行參數對管道流(liu)場進行數值計算(suan)，以常用流量20000Nm3/h爲例(li)，其分析結果見圖(tu)2。流體從右側入口(kou)向下進入管道📧，經(jīng)過彎⭐頭後水平流(liu)動🐕，在第二個彎頭(tóu)⚽後存在T形支🌏管，原(yuan)有旋翼型流量計(ji)安裝在T形支管上(shang)方，由圖2(d)可知，此處(chù)流場☁️受彎頭影響(xiang)并未恢複，又因爲(wèi)T形支管影響，此處(chù)流速🔞分布并不均(jun1)勻，原旋翼型流量(liang)計安裝在此處容(róng)易産生計量誤差(chà)。
在流量計安裝直(zhi)管段沿流體流動(dong)方向每隔0.5m取一個(gè)橫截面，共7個面積(ji)相等截面，流速分(fen)布見圖3(a)，各橫截面(mian)平均流速分布🔞見(jian)圖3(b)，可以看出，随着(zhe)與彎頭距離的增(zēng)🈚大截面平均流速(sù)波動逐漸減小。現(xian)場原旋翼型流量(liang)計安裝坐标爲Z=1.4m附(fu)近，見圖3(b)，與彎頭距(ju)離較短，此處流場(chǎng)受彎頭影響明顯(xian)，流速波動劇烈，引(yǐn)起流量測量不❗準(zhǔn)🔴，根據直管段各截(jié)面流速分布選擇(ze)流速平穩🌈截面安(ān)🌈裝插入式流量計(ji)見圖3(b)。
圖4爲插入式流量(liàng)計模型圖，該插入(ru)式流量計的取🌏壓(yā)孔位于⭐傳感器下(xià)端，且正負壓側角(jiao)度保持一定的匹(pi)♊配關系，流❌量計✍️表(biao)面采用表面噴塗(tú)技術，可保證介質(zhi)不易在取壓孔堵(du)塞，防止髒污介質(zhi)中的粘性雜質粘(zhan)連探頭或🙇♀️阻塞管(guan)道，現場安裝時可(kě)根據🔆需要配備吹(chui)掃裝置。該插入式(shì)流量計✔️所需直管(guǎn)段短，例如該工況(kuang)的管道類型隻需(xu)要4D的直管段。還具(jù)有量程比大、精度(dù)高、可在線安裝等(děng)優點。
3标定結果及(jí)安裝位置
綜上分(fen)析，插入式流量計(jì)最合适的安裝位(wei)置爲圖5的紅🧑🏽🤝🧑🏻色🚶♀️标(biāo)注💔位置。爲了便于(yu)實際工程中的安(an)裝，進一步給出📱了(le)插🔞入式流量計的(de)安裝位置，見圖5，插(chā)入式流量計沿豎(shu)直方向插入深度(du)爲400mm，距離左彎頭起(qi)始線(直管段與主(zhǔ)流方向下遊彎頭(tou)交接處)594.5mm。至此，插✂️入(rù)式流量傳感器的(de)最終位置确定，進(jin)而分析其計🌐量精(jing)度。
根(gēn)據表1可得，測風管(guǎn)道上安裝插入式(shi)流量計後的平💞均(jun1)儀表系數爲0.5051，儀表(biao)線性度0.65%，符合1級精(jing)度表，最小☂️流量的(de)工況下😘産生🈲差壓(ya)🈲值52.54Pa，能夠滿足工程(cheng)測量需🌈求。
4結論
綜(zong)上所述，通過對一(yī)次風熱風左支管(guǎn)風量測量進行數(shu)值模拟，發現原有(you)旋翼型流量計計(jì)量不準的原因爲(wèi)安裝位置處流場(chǎng)受彎頭影響并未(wèi)恢複，又✍️受到T形✊支(zhī)管影響，流速👌分布(bu)并不均勻，采用以(yi)下手段可以提高(gāo)風量測量的精度(du)。
1)選擇不同測量原(yuán)理的、管道長度能(néng)夠滿足性能與㊙️直(zhi)管段要求💋的流量(liàng)計；
2)對熱一次風管(guan)道進行數值模拟(nǐ)，風量管道的流場(chang)🐉分布✨規律，并據此(ci)尋找流場穩定的(de)位置，進而确定👌流(liú)量計的👄安裝位置(zhì)；
3)通過對安裝後的(de)流量計進行工況(kuàng)條件下的分析，确(que)定了插入🏃♂️式流量(liàng)計的儀表系數、計(jì)量精度和最🥰小差(cha)壓值，均可☂️滿足計(jì)量需求。由于左右(you)風室管道的結構(gou)對稱，一次風熱風(feng)左支🈲管數值模拟(ni)結果可對稱移植(zhí)到一次風熱風右(yòu)支管使用。
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