摘要:
從
阿牛巴流量計發展到現今的AM氣體流量計的探頭變化原理及優勢,AM
氣體流量計在工業中的廣泛應用,就此予以分析和闡述。
1前言
AM氣體流量計的探頭有效地解決了堵塞問題,流量計算機的出現更提高了測量精度與準確性,并在節能減排上作出了重大的貢獻。
2概述
阿牛巴流量計(又稱笛形均速管流量計)是根據皮托管測速原理發展起來的一種新型差壓流量檢測元件,它輸出為差壓信號,與測量差壓的儀器儀表配套使用,可準確測量圓形管道、矩形管道中的多種液體、氣體和蒸汽 ( 過熱蒸汽和飽和蒸汽)的流量。在動力工業( 包括核工業 )、化學工業、石油和金屬冶煉等工業中得到廣泛應用。特別適用于各種方管或圓形管道的流體流量測量和要求直管段長度較短的大管徑流體的大流量測量,在風量測量中運用更為廣泛。
3阿牛巴的測量原理
阿牛巴流量計,它是一根沿直徑插入管道中的中空金屬桿,在迎向流體流動方向有成對的測壓孔,一般說來是兩對,但也有一對或多對的,其外形似笛。迎流面的多點測壓孔測量的是總壓,與全壓管相連通,引出平均全壓p1,背流面的中心處一般開有一只孔,與靜壓管相通,引出靜壓p2。均速管利用測量流體的全壓與靜壓之差Δp測量流速。
4AM氣流流量計的改進
早期的均速流量探頭,在截面設計上忽視了臨界流體的流動情況和空氣動力學原理,所以,其應用范圍受到很大的限制。其它截面類型探頭的限制因素如下:
•取壓孔易堵塞
•信號波動大
•精度不高
•受流體牽引力影響振動大
5AM氣體流量計的系統組成及性

5.1 AM氣流流量計傳感器
AM氣流流量計根據皮托-菲克亥爾摩Pitot-Fechheimer原理可準確偵測氣流。
(1)原理根據皮托管測速原理,通過測流體總靜壓之差推算流速,測點位置及數量按相關規范組成矩陣,充分反映管道中流速分布。
(2)流速計截面采用圓管,當管徑大于1m,空氣流速大于2 m/s時,雷諾數已超過106,采用圓截面管道已不存在“阻力危機”問題,而且還易于制造和降低成本。
(3)總壓孔總壓孔加工了一個凹形槽,當氣流偏斜±20%時,仍可準確測量差壓。
(4)靜壓孔根據菲克亥爾摩方法,圓管在迎向流向 ±30%處壓力分布,為理想靜壓孔的位置,因而流速系數等于1,可以避免壓力分布帶來的誤差,但在相同流速下,輸出差壓將比均速管小50%。菲克亥爾摩氣流偵測方式 (Fechheimer method),用于偵測靜壓,它適合應用在發電等行業。一般電廠的管段直線直徑小而且往往有偏搖或螺距現象。
兩個對立的靜壓孔所感應到的是方向相反,但是壓力平等的靜壓,因為兩個孔是由共同的連接裝置連接的,所以兩個數能取得平均值。在偏搖或螺
距(波動)±30°的情況下,都能偵測出準確的靜壓。
準確的靜壓偵測能力加上的凹孔設計,使AM公司的氣流儀器是市場上**能在高度偏搖或螺距(波動)在30度的環境內,照樣可以保持高測試準確度的儀器。
任何裝置裝入含粉塵的空氣內都可能會被堵塞。雖然AM公司的探頭和其他廠家比,是比較不容易堵塞的,但是為了保證長期并有效使用,AM公司認為反吹或清除裝置是必要,因為任何偵測孔都可能會進灰塵。而燃燒空氣總是含有粉塵。
5.2 AM氣體流量計直管段要求
在工程應用中,流量計的直管段長度是一個大問題,它不僅關系到成本,也關系到系統阻力,對節能也有影響。
5.3 AM三維熱態標定儀器及測試方法
AM公司打破了風量無法熱態標定的觀念,它采用設計理念,的方法開發出一整套高精度,自動生成三維立體數據的標定儀器,不管風量熱態都可以進行標定,例如,鍋爐正常運行時也可以進行標定,不會影響生產過程正常運行。三維實流熱態在線標定系統需要三維傳感器及配套在線流量計算機。由于皮托管不像標準孔板一樣屬于標準節流裝置,可以用標準數據冷態標定。按規定對非標準節流裝置應進行熱態實流標定,所謂實流標定就是用被測的氣體介質來標定,所謂熱態標定就是在線標定。隨著近年科技的發展,對非標準節流裝置的熱態實流標定也受到重視,并研究了不少應用方法。
5.4 自動及吹掃裝置
火電廠的進風、二次風都難免含有粉塵,通過測差壓來推算流量的儀表難免堵塞,長期制約了這類儀表(如:均速管)在火電廠的應用。為解決粉塵的堵塞,不少廠家采用了吹掃裝置取得了較好的效果,確保了流量計長期可靠的工作。該裝置可根據現場的需要設定吹掃的間隔時間(每小時、數小時或一天吹掃一次),而每次吹掃持續的時間也可在30~120s范圍內設定,吹掃時將自動關閉測量閥門,保證不影響測量數據,整個過程設定后均由計算機自動完成。
5.5 AM氣體流量計的廣泛應用及檢驗
AM的3維檢測技術問世主要解決了三個方面的風量測量問題:
(1)在低于AM工況要求時,提供參考“3D 標準”技術用于調整K系數。
(2)在檢測困難二關鍵位置時,提供“3D 標準”
技術確認在線系統的準確性。
(3)在新機組試運行和鍋爐技改項目完工,調試單位進行過濾風量測試標定時。
大管道氣體流量測量系統在國外已應用了十余年,據稱在美國火電已占有90%以上的市場。我國采用該技術僅數年,如:廣東汕頭電廠 600 MW 機組;福建湄洲灣電廠2×396MW機組;遼源電廠2×300MW 機組;綏中電廠2×1000MW 機組。
5.6 AM準確氣流檢測增加能源效率
使用AM氣流檢測技術的操作員能夠對實際氣流量和檢測流量放心。
(1)**測量流量可達到風量與燃煤的*佳比值,減少風機功耗,提高鍋爐熱效率;
(2)插入式多點流速計的壓損僅為滿管流量計的十幾分之一,且安裝、維修簡便;
(3)風量大小處于*佳狀態,使煤粉得以充分燃燒,減少CO的排放;
(4)維持燃燒火焰的*佳位置,避免火焰貼近爐壁,提高鍋爐的壽命;
(5)實現低氮燃燒,避免采用過于昂貴的SCR脫硝工藝,降低成本;
(6)實現空氣量隨鍋爐負荷進行調整,確保有效燃燒。