摘(zhai)要:在熱(re)電行業(ye)中，同一(yi)工況下(xia)不同類(lei)型的流(liu)量計往(wang)往會達(da)到不同(tong)的測量(liang)精度等(deng)級，進而(er)影響到(dao)後續生(sheng)産運行(hang)🔴。以計算(suan)流體力(li)學爲依(yi)據，采用(yong)數字化(hua)分析技(ji)術和工(gong)況标定(ding)的方法(fa)，分析了(le)現場旋(xuan)翼式流(liu)量計❌産(chan)生測量(liang)誤差的(de)原因，選(xuan)擇了合(he)适的位(wei)置安裝(zhuang)插入式(shi)流量計(ji) ，并得到(dao)了插入(ru)式流量(liang)計的精(jing)度等級(ji)。結果表(biao)明，在同(tong)一工❗況(kuang)下，合理(li)的流量(liang)計安裝(zhuang)位置以(yi)及合适(shi)的流量(liang)👅計類型(xing)，能夠顯(xian)🎯著提高(gao)工業現(xian)場流量(liang)的測量(liang)精度。
0引(yin)言
　　流量(liang)儀表在(zai)熱電行(hang)業的應(ying)用非常(chang)普遍，流(liu)量測量(liang)與供熱(re)💛發電的(de)經濟性(xing)和安全(quan)性緊密(mi)相關。随(sui)着工🆚業(ye)自☎️動化(hua)🌐水平的(de)提高，對(dui)流量測(ce)量儀表(biao)精度的(de)要求也(ye)越來越(yue)嚴格。熱(re)電💞行業(ye)現場常(chang)常存在(zai)大管徑(jing)、直管段(duan)不足、流(liu)量波☔動(dong)大等複(fu)雜工況(kuang)，相同工(gong)況下，不(bu)同的流(liu)量計類(lei)型和安(an)裝位置(zhi)所能達(da)到的精(jing)度等級(ji)不同[1-7。對(dui)某熱電(dian)廠一次(ci)風熱風(feng)左支管(guan)風量測(ce)量進行(hang)了數字(zi)化分析(xi)和工況(kuang)标定，分(fen)析現場(chang)原本采(cai)用的旋(xuan)翼式流(liu)量💚計産(chan)生計量(liang)誤差的(de)原因，選(xuan)取合理(li)的位置(zhi)安裝插(cha)入式流(liu)量計并(bing)進行數(shu)字化标(biao)定，解決(jue)了測量(liang)精度問(wen)題。
1.某熱(re)電廠工(gong)況條件(jian)
　　某熱電(dian)廠一次(ci)風總進(jin)風管後(hou)方進入(ru)空氣預(yu)熱器加(jia)☁️熱後🍉，分(fen)成💋左右(you)兩條支(zhi)管進入(ru)左右風(feng)室，由于(yu)左右支(zhi)管結構(gou)對📱稱，因(yin)此隻取(qu)其中左(zuo)風室支(zhi)管進行(hang)建模研(yan)究。該測(ce)量管道(dao)管徑D爲(wei)800mm，管道具(ju)體尺寸(cun)見圖1(d)。


　　管(guan)道内介(jie)質爲150~160℃的(de)空氣，密(mi)度爲0.8509kg/m3,動(dong)力粘度(du)爲2.4×10-5~Paos，操作(zuo)壓力爲(wei)9000~9500Pa，數字🛀🏻化(hua)标定時(shi)選取刻(ke)度流量(liang)45000Nm3/h，最大流(liu)量40000Nm3/h，常用(yong)流量爲(wei)20000Nm'/h,最小流(liu)量10000Nm3/h。
　　根據(ju)現場測(ce)量獲得(de)三号鍋(guo)爐一次(ci)風管道(dao)尺寸，确(que)🌈定管道(dao)計算模(mo)型。見圖(tu)1(a)爲一次(ci)風總進(jin)風管道(dao)，風機位(wei)于🔴流量(liang)計安裝(zhuang)位置下(xia)🧡層約6.7D處(chu)，流體自(zi)下向上(shang)流動，管(guan)道上方(fang)彎頭距(ju)離✌️流量(liang)計安裝(zhuang)位置大(da)于6D，此處(chu)安裝直(zhi)管⛹🏻‍♀️段長(zhang)度符合(he)插入式(shi)流量計(ji)的直管(guan)段要求(qiu)，因此不(bu)必進行(hang)模拟分(fen)析。一次(ci)風總進(jin)風管道(dao)後🏃🏻方進(jin)入空氣(qi)預熱器(qi)加熱後(hou)分成左(zuo)右兩條(tiao)支💃🏻管進(jin)🎯入左右(you)風室，由(you)于左右(you)支管結(jie)構對稱(cheng)，因此隻(zhi)取其中(zhong)一次風(feng)熱風左(zuo)支管進(jin)行建模(mo)研究。圖(tu)1(b)、(c)
　　爲所研(yan)究一次(ci)風熱風(feng)左支管(guan)出口垂(chui)直管道(dao)和一☁️次(ci)風🔴熱風(feng)左🌂支管(guan)入口水(shui)平管道(dao)。根據三(san)号鍋爐(lu)一次風(feng)熱風左(zuo)支管管(guan)道參❤️數(shu)建立三(san)維模型(xing)，見圖1(d),圖(tu)中标注(zhu)🌂位置爲(wei)原旋翼(yi)式流量(liang)計安裝(zhuang)位置。
2流(liu)場分析(xi)
　　根據數(shu)字化流(liu)場分析(xi)技術，采(cai)用現場(chang)提供的(de)運行參(can)數對管(guan)🚩道流場(chang)進行數(shu)值計算(suan)，以常用(yong)流量20000Nm3/h爲(wei)例，其分(fen)析結果(guo)見圖2。流(liu)體從☀️右(you)側入口(kou)向下進(jin)入管道(dao)，經過彎(wan)🛀頭後水(shui)平流動(dong)🈚，在第二(er)個彎頭(tou)後存在(zai)T形支管(guan)，原有旋(xuan)翼型流(liu)量計安(an)裝在T形(xing)支管上(shang)方，由圖(tu)2(d)可🙇🏻知，此(ci)處流場(chang)受彎頭(tou)影響并(bing)未恢複(fu)，又因爲(wei)T形支管(guan)影響，此(ci)處流速(su)分布并(bing)不均勻(yun)，原旋翼(yi)型流量(liang)計安裝(zhuang)在此處(chu)容易産(chan)生計量(liang)誤差。



　　在(zai)流量計(ji)安裝直(zhi)管段沿(yan)流體流(liu)動方向(xiang)每隔0.5m取(qu)一🏃🏻‍♂️個橫(heng)截✂️面，共(gong)7個面積(ji)相等截(jie)面，流速(su)分布見(jian)圖3(a)，各橫(heng)截面平(ping)均🔞流速(su)分布見(jian)圖⭕3(b)，可以(yi)看出，随(sui)着與彎(wan)頭距離(li)的增❗大(da)截面平(ping)均流速(su)波動逐(zhu)漸減小(xiao)。現場原(yuan)旋翼型(xing)流量計(ji)安裝坐(zuo)标爲Z=1.4m附(fu)近📱，見圖(tu)3(b)，與彎頭(tou)距離較(jiao)短，此處(chu)流場受(shou)彎頭影(ying)響🛀🏻明顯(xian)，流速波(bo)動劇烈(lie)，引起流(liu)量測量(liang)不準，根(gen)據直管(guan)段各截(jie)面流速(su)分布選(xuan)擇流速(su)平穩截(jie)面安裝(zhuang)插入式(shi)流量計(ji)見圖3(b)。
　　圖(tu)4爲插入(ru)式流量(liang)計模型(xing)圖，該插(cha)入式流(liu)量計的(de)取壓孔(kong)位于傳(chuan)感器下(xia)端，且正(zheng)負壓側(ce)角.度保(bao)持一定(ding)的匹配(pei)關系，流(liu)㊙️量計表(biao)面采用(yong)表面噴(pen)塗技術(shu)，可保證(zheng)介質不(bu)易在🔞取(qu)壓孔堵(du)塞，防止(zhi)髒污🌐介(jie)質中的(de)粘性雜(za)質粘連(lian)探頭或(huo)阻塞管(guan)道,現場(chang)安裝時(shi)可根據(ju)需要配(pei)備吹掃(sao)裝置。該(gai)插入式(shi)流量計(ji)所需直(zhi)管段短(duan)，例如該(gai)工況👄的(de)管道類(lei)型隻需(xu)要4D的直(zhi)管段。還(hai)具有量(liang)程比大(da)、精度高(gao)、可在線(xian)安裝等(deng)優點。

3标定(ding)結果及(ji)安裝位(wei)置
　　綜上(shang)分析，插(cha)入式流(liu)量計最(zui)合适的(de)安裝位(wei)置爲圖(tu)🍓5的紅色(se)标👣注位(wei)置。爲了(le)便于實(shi)際工程(cheng).中的安(an)裝，進㊙️一(yi)步給出(chu)了插♋入(ru)式🔞流量(liang)計的安(an)裝位置(zhi)，見圖5，插(cha)入式流(liu)量計沿(yan)豎直方(fang)向💃插入(ru)深度爲(wei)400mm,距離左(zuo)彎頭起(qi)始線(直(zhi)管段與(yu)主流方(fang)向下遊(you)彎頭交(jiao)接💃🏻處)594.5mm。至(zhi)此，插入(ru)式流量(liang)傳感器(qi)的最終(zhong)位置确(que)定，進而(er)分析其(qi)計量精(jing)度。

流量(liang)計類型(xing)	工況/(Nm3/h)	差(cha)壓/Pa	儀表(biao)系數K	結(jie)果
插入(ru)式流量(liang)計	刻度(du)流量45000	1047.232	0.504575772	平(ping)均儀表(biao)系數：0.5051線(xian)性度：0.65%
	最(zui)大流量(liang)40000	826.948	0.504727053
	常用流(liu)量20000	205.972	0.505663118
	最小(xiao)流量10000	52.537	0.500615235

　　根(gen)據表1可(ke)得，測風(feng)管道上(shang)安裝插(cha)入式流(liu)量計後(hou)的平💘均(jun)儀表系(xi)👈數爲0.5051，儀(yi)表線性(xing)度0.65%，符合(he)1級精度(du)表，最小(xiao)流量的(de)工況下(xia)産生差(cha)壓值52.54Pa，能(neng)夠滿足(zu)工程測(ce)量需求(qiu)。
4結論
　　綜(zong)上所述(shu)，通過對(dui)一次風(feng)熱風左(zuo)支管風(feng)量測量(liang)進‼️行數(shu)⁉️值模🤞拟(ni)的研究(jiu)，發現原(yuan)有旋翼(yi)型流量(liang)計計量(liang)不準的(de)原因爲(wei)安裝位(wei)置處流(liu)場受彎(wan)頭.影響(xiang)并未恢(hui)複，又受(shou)到T形支(zhi)管影響(xiang)，流速分(fen)布并📱不(bu)均勻，采(cai)用以下(xia)手段🥵可(ke)以提高(gao)風量測(ce)量👈的精(jing)度。
1)選擇(ze)不同測(ce)量原理(li)的、管道(dao)長度能(neng)夠滿足(zu)性能與(yu)直管段(duan)要求的(de)流量計(ji);
2)對熱-次(ci)風管道(dao)進行數(shu)值模拟(ni)，研究風(feng)量管道(dao)的流場(chang)分布規(gui)律，并據(ju)此尋找(zhao)流場穩(wen)定的位(wei)置，進而(er)确定流(liu)量計的(de)安裝位(wei)置;
3)通過(guo)對安裝(zhuang)後的流(liu)量計進(jin)行工況(kuang)條件下(xia)的分析(xi)⚽，确定了(le)插入式(shi)流量計(ji)的儀表(biao)系數、計(ji)量精度(du)和最小(xiao)差壓值(zhi)，均可滿(man)足計量(liang)需求。由(you)于左右(you)風室管(guan)道的結(jie)構對稱(cheng)，一🌂次風(feng)熱風左(zuo)支管數(shu)值模拟(ni)結果可(ke)對稱移(yi)植到一(yi)次風熱(re)風右支(zhi)♊管使用(yong)。

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