摘要:在(zài)熱電行(háng)業中，同(tong)一工況(kuang)下不同(tóng)類型的(de)流量計(jì)往往會(huì)達到不(bu)同的測(cè)量精度(dù)等級，進(jin)而影響(xiang)到後續(xu)生産運(yun)行。以計(ji)算流體(tǐ)力學爲(wèi)依據，采(cǎi)用數字(zì)化分析(xi)技術和(hé)工況标(biao)定的方(fāng)法，分析(xi)🔞了現場(chang)旋翼💞式(shi)流量計(jì)産生測(ce)量誤差(chà)的原👉因(yīn)，選擇了(le)合适的(de)位置安(ān)裝插入(rù)式流量(liàng)計 ，并得(dé)到了插(chā)入式流(liu)量計的(de)精度等(deng)級。結果(guǒ)表明，在(zài)同一工(gong)況下💜，合(he)理的流(liu)量計安(an)裝位置(zhi)以及合(he)适的流(liu)量計類(lèi)型，能夠(gòu)顯著提(ti)✂️高工業(ye)現場流(liu)量的測(cè)量精度(dù)。
0引言
　　流(liu)量儀表(biao)在熱電(dian)行業的(de)應用非(fei)常普遍(biàn)，流量測(cè)量與供(gòng)熱發♋電(diàn)的經濟(jì)性和安(ān)全性緊(jin)密相關(guān)。随着工(gōng)業自動(dòng)化水平(píng)的提高(gāo)，對流量(liang)測量儀(yi)表精度(dù)的要求(qiú)也越來(lái)越嚴格(gé)。熱電行(hang)業現場(chang)常常💛存(cún)在大管(guan)徑、直管(guan)段不足(zu)、流量波(bō)動大等(děng)複雜工(gong)況，相同(tóng)工況下(xia)，不同的(de)流量計(jì)類型和(hé)安裝位(wei)置所能(néng)達到的(de)精度等(děng)級不同(tóng)[1-7。對某熱(rè)電廠一(yi)次風熱(re)風左支(zhi)管風🐆量(liang)測量進(jin)行了數(shù)字化🔆分(fen)析和🔞工(gōng)況标定(dìng)🛀🏻，分析現(xian)場原本(běn)采🏃‍♂️用的(de)旋翼式(shì)流量計(jì)産生計(ji)量誤差(cha)的原因(yīn)，選取合(hé)理的位(wei)置安裝(zhuang)插入式(shi)流量🔞計(jì)并進行(háng)數字化(huà)标定，解(jiě)決了測(cè)量精度(du)問題。
1.某(mǒu)熱電廠(chang)工況條(tiao)件
　　某熱(rè)電廠一(yi)次風總(zǒng)進風管(guan)後方進(jìn)入空氣(qì)預熱器(qì)加✔️熱🔴後(hòu)，分成左(zuo)右兩條(tiao)支管進(jin)入左右(you)風室，由(yóu)于左右(yòu)支管結(jie)構對稱(cheng)，因此隻(zhi)取其中(zhong)左風室(shì)支管進(jìn)行建模(mó)研究。該(gai)測量管(guǎn)道管徑(jing)D爲☀️800mm，管道(dào)具❄️體尺(chǐ)寸見圖(tu)1(d)。


　　管道内(nei)介質爲(wei)150~160℃的空氣(qì)，密度爲(wei)0.8509kg/m3,動力粘(zhan)度爲2.4×10-5~Paos，操(cao)作壓💞力(li)爲💃9000~9500Pa，數字(zì)化标定(ding)時選取(qu)刻度流(liú)量45000Nm3/h，最大(dà)流量40000Nm3/h，常(cháng)用流量(liang)爲20000Nm'/h,最小(xiǎo)流量10000Nm3/h。
　　根(gēn)據現場(chang)測量獲(huò)得三号(hào)鍋爐一(yī)次風管(guǎn)道尺寸(cun)，确定管(guan)道計算(suan)模型。見(jian)圖1(a)爲一(yī)次風總(zǒng)進風管(guǎn)道，風機(ji)位于流(liu)量計安(an)裝位置(zhì)下層約(yue)6.7D處，流體(tǐ)自下向(xiàng)上流動(dòng)，管道🙇🏻上(shang)方彎頭(tou)距離流(liú)量計安(an)裝位置(zhì)大于6D，此(ci)處安裝(zhuang)直管段(duàn)長度符(fu)合插入(rù)式流量(liàng)計的👣直(zhí)管段要(yao)‼️求，因此(ci)不必進(jìn)行模拟(nǐ)分析。一(yi)次風總(zǒng)進風管(guǎn)道後🌈方(fang)進入空(kōng)氣👣預熱(rè)器加熱(rè)後分成(cheng)左右兩(liang)條支管(guan)進入左(zuǒ)右風室(shì)，由于左(zuǒ)右支管(guan)結構對(duì)稱，因此(cǐ)隻取其(qí)中一次(ci)風熱風(fēng)左支管(guan)進行建(jiàn)模研究(jiu)。圖1(b)、(c)
　　爲所(suo)研究一(yi)次風熱(rè)風左支(zhi)管出口(kou)垂直管(guǎn)道和一(yi)次風‼️熱(re)風左支(zhī)管入口(kou)水平管(guan)道。根據(jù)三号鍋(guo)爐一次(cì)風熱風(fēng)左支🚶‍♀️管(guǎn)管道參(cān)數建立(li)三維模(mó)型，見圖(tú)1(d),圖中标(biao)注位置(zhi)爲原旋(xuán)翼式流(liú)量計安(ān)裝位置(zhi)。
2流場分(fen)析
　　根據(jù)數字化(huà)流場分(fen)析技術(shu)，采用現(xiàn)場提供(gòng)的運行(háng)參數⭕對(duì)管道流(liú)場進行(hang)數值計(ji)算，以常(cháng)用流量(liang)20000Nm3/h爲例🚶，其(qí)分析結(jié)果見圖(tú)2。流體從(cóng)右側入(rù)口向下(xia)進入管(guǎn)道，經過(guo)彎頭後(hòu)水平流(liú)動🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，在第(di)二個彎(wān)頭後存(cún)在T形支(zhi)🏃🏻‍♂️管，原有(yǒu)旋翼型(xing)流量計(ji)安裝在(zai)T形支管(guan)上方，由(yóu)圖2(d)可知(zhī)，此處流(liu)場受彎(wan)頭影響(xiang)并未恢(hui)複，又因(yin)爲T形支(zhi)管影響(xiǎng)，此處流(liu)速分布(bu)并不均(jun)勻，原旋(xuan)翼型流(liu)量計安(an)裝在此(cǐ)處容易(yì)産✨生計(ji)量誤差(cha)。



　　在流量(liàng)計安裝(zhuāng)直管段(duàn)沿流體(ti)流動方(fang)向每隔(gé)0.5m取一✉️個(ge)橫截面(mian)，共7個面(miàn)積相等(děng)截面，流(liu)速分布(bu)見圖3(a)，各(gè)橫截面(mian)平均流(liu)速分布(bu)🐪見圖🈚3(b)，可(ke)以看出(chu)，随着與(yǔ)彎頭距(jù)離的增(zēng)大截面(mian)平均流(liú)♍速波動(dong)逐漸減(jian)小。現場(chang)原旋翼(yi)型流量(liang)計安裝(zhuāng)坐标爲(wèi)Z=1.4m附近，見(jian)圖3(b)，與彎(wan)頭距離(lí)較🤟短，此(ci)處流場(chang)受彎頭(tóu)影響明(ming)顯，流速(su)波動劇(jù)烈，引起(qi)流量測(cè)量不準(zhǔn)，根據直(zhí)管段各(ge)截面流(liú)速分布(bù)🥰選擇流(liu)速平穩(wen)截面安(ān)✂️裝插入(rù)♉式流量(liàng)計🐪見圖(tu)3(b)。
　　圖4爲插(cha)入式流(liú)量計模(mó)型圖，該(gai)插入式(shi)流量計(jì)的取✂️壓(yā)孔‼️位于(yu)傳感器(qi)下端，且(qiě)正負壓(yā)側角.度(du)保持一(yī)定的匹(pǐ)配關系(xi)，流量計(jì)表面采(cǎi)用表面(mian)噴塗技(ji)術，可保(bǎo)證介質(zhì)不易在(zài)取壓孔(kǒng)堵塞，防(fáng)止髒污(wu)⛹🏻‍♀️介質中(zhong)的粘性(xìng)雜質粘(zhan)連探頭(tóu)或阻塞(sai)管道,現(xian)場安裝(zhuang)時可根(gēn)據需要(yao)配備吹(chuī)掃裝置(zhì)。該插入(ru)式流量(liang)計所需(xū)直管段(duan)短，例如(ru)該工✊況(kuang)的管道(dao)類型隻(zhi)需要4D的(de)直管段(duàn)。還具有(yǒu)量程比(bi)大、精度(du)高、可在(zài)㊙️線安裝(zhuāng)等優點(dian)。

3标(biāo)定結果(guǒ)及安裝(zhuang)位置
　　綜(zong)上分析(xi)，插入式(shi)流量計(ji)最合适(shì)的安裝(zhuāng)位置爲(wèi)圖5的紅(hong)色标注(zhu)位置。爲(wèi)了便于(yú)實際工(gōng)程.中的(de)安裝，進(jìn)一步給(gěi)出了插(cha)入式🚶流(liu)量👈計的(de)安裝位(wei)置，見圖(tu)5，插入式(shi)流量計(jì)沿豎直(zhi)方向插(cha)入深度(dù)爲400mm,距離(lí)左彎頭(tou)起🍉始線(xian)(直管段(duàn)與主流(liu)方向下(xia)遊彎頭(tou)交接處(chu))594.5mm。至此，插(chā)入式流(liú)量傳感(gan)器的最(zuì)終位置(zhì)确定，進(jin)㊙️而分析(xī)其計量(liàng)精度。

流(liu)量計類(lei)型	工況(kuàng)/(Nm3/h)	差壓/Pa	儀(yi)表系數(shù)K	結果
插(chā)入式流(liu)量計	刻(kè)度流量(liang)45000	1047.232	0.504575772	平均儀(yi)表系數(shu)：0.5051線性度(du)：0.65%
	最大流(liú)量40000	826.948	0.504727053
	常用(yong)流量20000	205.972	0.505663118
	最(zuì)小流量(liang)10000	52.537	0.500615235

　　根據表(biao)1可得，測(ce)風管道(dao)上安裝(zhuāng)插入式(shì)流量計(jì)後的平(ping)均🈲儀表(biao)🙇‍♀️系數爲(wèi)0.5051，儀表線(xiàn)性度0.65%，符(fu)合1級精(jing)度表，最(zui)小🤟流量(liàng)的工況(kuàng)下産生(shēng)差壓值(zhi)52.54Pa，能夠滿(mǎn)足工程(chéng)測量需(xū)求。
4結論(lùn)
　　綜上所(suo)述，通過(guò)對一次(ci)風熱風(feng)左支管(guan)風量測(cè)量進行(hang)數值模(mo)拟的研(yán)究，發現(xiàn)原有旋(xuan)翼型流(liu)量計計(ji)量不準(zhǔn)🔴的原因(yīn)爲安裝(zhuang)位置處(chu)流場受(shòu)彎頭.影(yǐng)響并未(wèi)👄恢複，又(yòu)受到T形(xíng)支管影(ying)響，流速(sù)分布并(bing)不均勻(yún)，采用以(yǐ)下手段(duàn)可以提(tí)高🍉風量(liang)測量的(de)精度。
1)選(xuǎn)擇不同(tong)測量原(yuan)理的、管(guan)道長度(dù)能夠滿(mǎn)足性能(néng)與直管(guǎn)♉段要求(qiú)🧡的流量(liàng)計;
2)對熱(re)-次風管(guan)道進行(háng)數值模(mo)拟，研究(jiu)風量管(guǎn)道的流(liú)場分布(bu)規律🤟，并(bìng)據此尋(xún)找流場(chǎng)穩定的(de)位置，進(jìn)而确定(dìng)流量計(jì)的安裝(zhuāng)位置;
3)通(tōng)過對安(ān)裝後的(de)流量計(jì)進行工(gōng)況條件(jian)下的分(fen)析，确定(ding)🙇🏻了插入(rù)式流量(liang)計的儀(yi)表系數(shu)、計量精(jing)度和最(zui)小差壓(ya)值，均可(kě)滿足計(ji)量需求(qiú)。由于左(zuo)右風室(shì)管道的(de)結構對(duì)稱，一次(ci)風熱風(feng)左支管(guan)數值模(mó)拟結果(guo)可對稱(chēng)移植到(dào)一次風(fēng)熱風右(yòu)支🐕管使(shǐ)用。

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