摘要:在熱(re)電行業中(zhong)，同一工況(kuang)下不同類(lei)型的流量(liang)計往往會(hui)達到不同(tong)的測量精(jing)度等級，進(jin)而影響到(dao)後續🐪生産(chan)運行。以計(ji)算流體力(li)學爲依據(ju)，采用數字(zi)化分析技(ji)術和工況(kuang)标定的方(fang)法，分析了(le)現場旋翼(yi)式流量計(ji)産生測量(liang)🛀誤差的原(yuan)因，選擇了(le)合适的位(wei)💁置安裝插(cha)入式流量(liang)計 ，并得到(dao)了插入式(shi)流量計的(de)精度等級(ji)。結果表明(ming)，在同一工(gong)況下，合理(li)的流量計(ji)安裝位置(zhi)以及合适(shi)的流量計(ji)類型，能夠(gou)顯著提高(gao)工業現場(chang)流量的測(ce)量精度。
0引(yin)言
　　流量儀(yi)表在熱電(dian)行業的應(ying)用非常普(pu)遍，流量測(ce)量☎️與🏃🏻供熱(re)發電🚩的經(jing)濟性和安(an)全性緊密(mi)相關。随着(zhe)工業自動(dong)化水平的(de)提高，對流(liu)量測量儀(yi)表精度的(de)要♍求也越(yue)來越嚴⭐格(ge)。熱電行業(ye)現場常常(chang)存在大管(guan)徑🏃🏻、直管段(duan)不足、流量(liang)波🌍動大等(deng)複雜工況(kuang)，相同工況(kuang)下🚩，不同的(de)流量☂️計類(lei)型和安裝(zhuang)位置所能(neng)達到的精(jing)度等級不(bu)同[1-7。對某⚽熱(re)電廠一次(ci)風熱風左(zuo)支管風量(liang)測💚量進行(hang)了數字化(hua)分析和工(gong)況标定，分(fen)析現場原(yuan)本采用的(de)旋翼式流(liu)量計産生(sheng)計量誤差(cha)的原因，選(xuan)取合理的(de)位置安裝(zhuang)插入式流(liu)量計并進(jin)行數字化(hua)标👅定，解決(jue)了測量精(jing)度問題。
1.某(mou)熱電廠工(gong)況條件
　　某(mou)熱電廠一(yi)次風總進(jin)風管後方(fang)進入空氣(qi)預熱器加(jia)😍熱後，分成(cheng)左右兩條(tiao)支管進入(ru)左右風室(shi)，由于左👨‍❤️‍👨右(you)支管結構(gou)對稱，因😄此(ci)隻取其中(zhong)左風室支(zhi)管進行建(jian)模研究。該(gai)測量管道(dao)管徑D爲800mm，管(guan)道具體尺(chi)寸見圖🈲1(d)。


　　管(guan)道内介質(zhi)爲150~160℃的空氣(qi)，密度爲0.8509kg/m3,動(dong)力粘度爲(wei)2.4×10-5~Paos，操作壓力(li)爲☂️9000~9500Pa，數字化(hua)标定時選(xuan)取刻度流(liu)量45000Nm3/h，最大流(liu)量40000Nm3/h，常用流(liu)量爲20000Nm'/h,最小(xiao)流量10000Nm3/h。
　　根據(ju)現場測量(liang)獲得三号(hao)鍋爐一次(ci)風管道尺(chi)寸，确👅定管(guan)道計算模(mo)型。見圖1(a)爲(wei)一次風總(zong)進風管道(dao)，風機😍位于(yu)流量😘計安(an)裝位置下(xia)層約6.7D處，流(liu)體自下向(xiang)上流動，管(guan)道上方彎(wan)頭距離🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流(liu)量計安裝(zhuang)位置大于(yu)6D，此處安裝(zhuang)直管段長(zhang)度符⭕合插(cha)入式💋流量(liang)計的直管(guan)段要🌍求，因(yin)此不必進(jin)行模拟分(fen)🔴析。一次風(feng)總進風管(guan)道後♊方進(jin)入空氣預(yu)🌈熱器加熱(re)後分成左(zuo)右兩條支(zhi)管進入左(zuo)右風🈚室，由(you)于🥵左右支(zhi)管結構對(dui)稱，因此隻(zhi)取其✍️中一(yi)次風熱風(feng)左支管進(jin)行建模研(yan)究。圖1(b)、(c)
　　爲所(suo)研究一次(ci)風熱風左(zuo)支管出口(kou)垂直管道(dao)和一♍次風(feng)☔熱風左支(zhi)管入口水(shui)平管道。根(gen)據三号鍋(guo)爐一次風(feng)熱風左支(zhi)🈲管管道參(can)🈚數建立三(san)維模型，見(jian)圖1(d),圖中标(biao)注位置爲(wei)原旋翼式(shi)流量計安(an)裝位置。
2流(liu)場分析
　　根(gen)據數字化(hua)流場分析(xi)技術，采用(yong)現場提供(gong)的運行參(can)數對管道(dao)流場進行(hang)數值計算(suan)，以常用流(liu)量20000Nm3/h爲例，其(qi)分析結果(guo)見圖2。流體(ti)從右側入(ru)口向下進(jin)入管道，經(jing)過彎頭後(hou)水平流動(dong)，在第二個(ge)彎頭後存(cun)在T形支管(guan)，原有旋翼(yi)型流量計(ji)安裝在T形(xing)支管上方(fang)，由圖2(d)可知(zhi)，此處流場(chang)受彎頭影(ying)響🛀并未恢(hui)複，又因爲(wei)T形支管🔴影(ying)響，此處流(liu)速分布并(bing)不均勻，原(yuan)旋翼型流(liu)量🐆計安💘裝(zhuang)在此處🐆容(rong)易産生計(ji)量誤差。



　　在(zai)流量計安(an)裝直管段(duan)沿流體流(liu)動方向每(mei)隔0.5m取一個(ge)橫截面，共(gong)☀️7個面積相(xiang)等截面，流(liu)速分布見(jian)圖3(a)，各橫截(jie)面平均流(liu)速分布見(jian)圖3(b)，可以看(kan)出，随着與(yu)彎頭距💋離(li)的增大截(jie)面平均流(liu)速波動逐(zhu)漸減小。現(xian)場原旋翼(yi)型流量計(ji)安裝坐标(biao)爲Z=1.4m附近，見(jian)圖3(b)，與彎頭(tou)距離較🈲短(duan)，此處流場(chang)受彎頭影(ying)響明顯，流(liu)速波🏃動劇(ju)烈，引起流(liu)量測量不(bu)準，根據直(zhi)管段各截(jie)面流速分(fen)布選擇流(liu)速平穩🔞截(jie)面安裝插(cha)入式流量(liang)計見圖3(b)。
　　圖(tu)4爲插入式(shi)流量計模(mo)型圖，該插(cha)入式流量(liang)計的取壓(ya)孔位于傳(chuan)感器下端(duan)，且正負壓(ya)側角.度保(bao)持一定😘的(de)匹配關系(xi)，流💚量計表(biao)面采用表(biao)面噴塗技(ji)術，可保證(zheng)介質不易(yi)在🐪取壓孔(kong)堵塞，防止(zhi)髒污介質(zhi)中的粘性(xing)雜質粘連(lian)探頭或阻(zu)塞管道,現(xian)場安裝時(shi)可根據需(xu)要配備吹(chui)🤞掃裝置。該(gai)插入式流(liu)量計所需(xu)直管段短(duan)，例如該工(gong)況的管道(dao)類型隻需(xu)要4D的直管(guan)段。還具🛀🏻有(you)量程比💚大(da)、精度高、可(ke)在線安裝(zhuang)等優點。

3标定(ding)結果及安(an)裝位置
　　綜(zong)上分析，插(cha)入式流量(liang)計最合适(shi)的安裝位(wei)置爲圖5的(de)紅色标✨注(zhu)位置。爲了(le)便于實際(ji)工程.中的(de)安裝，進一(yi)步給出了(le)插入式流(liu)量計的安(an)裝位置，見(jian)圖5，插入式(shi)流量計沿(yan)豎直方向(xiang)插入深度(du)爲400mm,距離左(zuo)彎頭起🏃🏻始(shi)線(直管段(duan)與主流🈲方(fang)向下遊彎(wan)頭交接處(chu))594.5mm。至此，插入(ru)式流量傳(chuan)感器的最(zui)終位置确(que)定，進而分(fen)析其計量(liang)精度。

流量(liang)計類型	工(gong)況/(Nm3/h)	差壓/Pa	儀(yi)表系數K	結(jie)果
插入式(shi)流量計	刻(ke)度流量45000	1047.232	0.504575772	平(ping)均儀表系(xi)數：0.5051線性度(du)：0.65%
	最大流量(liang)40000	826.948	0.504727053
	常用流量(liang)20000	205.972	0.505663118
	最小流量(liang)10000	52.537	0.500615235

　　根據表1可(ke)得，測風管(guan)道上安裝(zhuang)插入式流(liu)量計後的(de)平均儀表(biao)⭕系數爲0.5051，儀(yi)表線性度(du)0.65%，符合1級精(jing)度表，最小(xiao)流量的工(gong)況下産生(sheng)🙇‍♀️差壓值52.54Pa，能(neng)夠滿足工(gong)程測量需(xu)求。
4結論
　　綜(zong)上所述，通(tong)過對一次(ci)風熱風左(zuo)支管風量(liang)測量進行(hang)數值模拟(ni)的研究，發(fa)現原有旋(xuan)翼型流量(liang)計計量不(bu)準✊的原🐅因(yin)爲安裝位(wei)置處流場(chang)受彎頭.影(ying)響并未恢(hui)複，又🏃受到(dao)T形支管影(ying)響，流速分(fen)布并不均(jun)勻，采用以(yi)下手段可(ke)以提高風(feng)量測量的(de)精度。
1)選擇(ze)不同測量(liang)原理的、管(guan)道長度能(neng)夠滿足性(xing)能與直🆚管(guan)段要求❌的(de)流量計;
2)對(dui)熱-次風管(guan)道進行數(shu)值模拟，研(yan)究風量管(guan)道的流場(chang)分布🥵規律(lü)，并據此尋(xun)找流場穩(wen)定的位置(zhi)，進而确✌️定(ding)流量計的(de)安裝位置(zhi);
3)通過對安(an)裝後的流(liu)量計進行(hang)工況條件(jian)下的分析(xi)，确定了插(cha)入式流量(liang)計的儀表(biao)系數、計量(liang)精度和最(zui)小差壓值(zhi)，均可滿足(zu)計量需求(qiu)。由于左右(you)風室管道(dao)的結構✍️對(dui)稱，一次風(feng)熱風左支(zhi)管數值模(mo)拟結果可(ke)對稱移植(zhi)到一次風(feng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼熱風右支(zhi)🔞管使用。

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