作者：江蘇山川智慧智能儀表科技集團有限公司

電站鍋爐煙氣流量測量的流量計如何選擇
1.SCR常用煙道流速測量儀器

目前,對于電站大型燃煤機組上使用的脫硝方法,選擇性催化還原法SCR是應(yīng)用很**的。把NH3作為還原劑,通過噴氨格柵嘖人煙道并且和煙氣完全混合,從而進(jìn)人到催化劑層床,在它的作用下把NOx還原成N2和H2O,這就是SCR的工作原理。在這個SCR的工藝流程中,要計算出NH3的噴人量,就必須對煙氣流量進(jìn)行實時的檢測。對于煙氣的流量監(jiān)測,其流速測量儀表的種類和方式很多。不過,目前主要有差壓式和熱導(dǎo)式流量計兩種方式的儀表,它們的應(yīng)用在電廠煙風(fēng)速度測量中很**和常見。

1.1差壓式流量計

在流體流速測量方面,應(yīng)用很**且使用歷史悠久的類測量方法,就是差壓式測量法。它是以伯努利定理為依據(jù),通過測量流體流過節(jié)流件時所產(chǎn)生的前后差壓,來得到流體的流量和流速。對于總壓和靜壓之間的差的有效測量,求得的值就是動壓。差壓式流量計在求得動壓的值后,就能得出介質(zhì)流速的值。在差壓式流量計中,一般存在阿牛巴、威力巴和皮托管三類,適用于對于大截面氣體流速進(jìn)行的測量。這三類流量計,構(gòu)成很相似、原理基本相同。他們的構(gòu)成,基本上都是由以差壓變送器等為主的壓力測量部件、導(dǎo)壓部件和以傳感器為主的取壓部件等元件構(gòu)成。阿牛巴流量計是平均皮托管的另一個稱呼方式。它通過多點取壓的方式,對于多個取壓點的平均速度進(jìn)行結(jié)果測量。在阻力方面、安裝方便程度和精度方面,阿牛巴流量計比普通皮托管具有更多優(yōu)勢。只是在高粉塵的煙氣中,它的取壓孔比較容易堵塞,進(jìn)而對它的穩(wěn)定運行會產(chǎn)生一定的影響取壓部件同樣為多點取壓型的威力巴流量計,設(shè)計的是彈頭型的外形,并且改進(jìn)了取壓孔的位置,從而對于防堵、差壓脈動和精度等方面都有了較大幅度的改善。用插人到管道的一個圓柱形探測管組成的,就是普通的皮托管,它的原理比較簡單,流通面上面一個點的速度的值,就是它的測量結(jié)果。基于對SCR區(qū)域煙氣的高塵、高溫、震動和大截面等因素進(jìn)行綜合有效的考慮,在這些因素的影響下,明顯不適合選用的就是普通皮托管型的流量計;而對于另外兩個類型的流量計—阿牛巴和威力巴的流量計的選用,它們的傳感部件除了要求具有耐高溫、防腐和防磨等特性之外,還應(yīng)該注意對傳感部件采取適當(dāng)?shù)姆蓝麓胧?必要的時候還可以加裝反吹裝置來防堵

1.2熱導(dǎo)式流量計

通過熱傳導(dǎo)原理,將流動中的流體和熱源之間進(jìn)行熱量交換的關(guān)系進(jìn)行利用而設(shè)計,對流體進(jìn)行流量測量的儀表,就是熱導(dǎo)式氣體流量計。兩個溫度傳感器是熱導(dǎo)式氣體流量計的典型傳感元件。采用這個原理的熱式流量計,它的兩個溫度傳感器被分別置人在氣流的兩個金屬細(xì)管里,一個細(xì)管經(jīng)電熱絲來加熱,另外一個溫度傳感器則測試并跟隨氣流溫度,兩個傳感器產(chǎn)生一定的溫度差△T氣流會隨著質(zhì)量流速增加而帶走更多熱量,導(dǎo)致了△T變小,為保證△T的恒定,需要對電熱絲加熱功率進(jìn)行控制,這就是常說的“恒溫差法”;另外,保持一個恒定加熱功率,隨著流量增加而計算ΔT變化量,被普遍稱之為“恒功率法”。氣體的物理性質(zhì),會隨著氣體溫度和氣體成分的變化而受到不同程度的影響,并且使對應(yīng)的系數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化,從而對測量的準(zhǔn)確程度產(chǎn)生一定的影響。在SCR的煙氣中,由于二氧化碳和氮所占的體積具有jue對性的優(yōu)勢,因此設(shè)備運行的時候,溫度變化范圍一般在10攝氏度上下浮動,對于氣體的物理性質(zhì)影響則比較小。熱導(dǎo)式流量計和差壓式流量計兩者相比,前者在防堵灰、安裝方便程度、耐磨損和阻力等各方面,均具有定而眀顯的優(yōu)勢。它的故障概率很低,組成結(jié)構(gòu)簡單,并且產(chǎn)生的阻力很小。這些特征,都使它能在高粉塵和高溫環(huán)境下的SCR煙道有很好的施用,是一種很不錯的可用于煙氣流量進(jìn)行測量的流量計。

2.測量位置的選擇

無論是差壓式流量計還是熱導(dǎo)式流量計,對于流場里某個線上的多個點或者某一個點進(jìn)行的流速測量是他們的共同特征和依據(jù)。需要提出的是,在電站鍋爐的煙道里,流場情況比較復(fù)雜、直管段短而且煙道的截面比較大的情況下,尤其是面對流場情況變化比較大、并且負(fù)荷情況各自不同的情形,該如何處理這些因素引起的測量誤差,是一個業(yè)內(nèi)的難題所在。在這樣的前提條件下,如果只是單對于個別點的流速作為全部截面的平均流速進(jìn)行選擇和應(yīng)用,那么誤差率一定非常大,對于測量全部流速就不能得到整體的反應(yīng)。在這樣的情況下,很重要的一點就是選取好的測量位置。SCR工藝流程中,一般可以根據(jù)煙道里流場的均勻程,可以把測點放在把從省煤器出口到空氣預(yù)熱器入口的SCR區(qū)域分成噴氨格柵前、噴氨格柵到反應(yīng)器人口處、反應(yīng)器、反應(yīng)器出口到空氣預(yù)熱器處四個不同位置的部位。通過一定程度的測試和實踐,在SCR的區(qū)域里,選擇在噴氨格柵到反應(yīng)器人口處,以及反應(yīng)器里這兩個位置的部分是流速測量點應(yīng)該考慮的部位。因為這些部位的流場ZUI為均勻,所以應(yīng)該優(yōu)先而著重選擇這兩個部位。若因為流場原因,以及工藝布置等原因無法布置流量測點在這些部位,那么還可以在反應(yīng)器里的第層的催化劑入口的上方進(jìn)行選擇和布置,只是選擇這兩個位置進(jìn)行布置的話,必須考慮到支撐梁和吹灰系統(tǒng)對于布置選擇的適當(dāng)影響

3.不同流量計的選型

單點測量是一般的熱導(dǎo)式流量計的特征,而差壓式流量計里的阿牛巴流量計和威力巴流量計,都是以多點取樣為主要測量特征進(jìn)行的。這些流量計的選型,一般應(yīng)該對它們的耐高溫、防堵灰、防腐和防磨等傳感部件的這些特征進(jìn)行相應(yīng)的考慮,要對差壓式流量計進(jìn)行反吹裝置的加裝,這些都是在具體實踐操作中非常值得把握的細(xì)節(jié)和關(guān)鍵。另外,保證測量準(zhǔn)確的關(guān)鍵因素,離不開正確選擇測量位置。這些因素累加下來,流量的測量應(yīng)盡量選擇在噴氨格柵到反應(yīng)器人口處的煙道上,這對SCR工藝的措施和要求不僅必要,而且很重要。

4.結(jié)語

在SCR工藝?yán)?為了能對噴入的NH3量進(jìn)行有效而很好的計算,就需要對于煙氣的流量進(jìn)行實時的準(zhǔn)確檢測。一般的做法是對于煙道里的煙氣流速進(jìn)行測量,再通過煙道面積和煙氣流速的積,來求出煙氣量的有效值,這是由于一般情況下,鍋爐煙風(fēng)道截面積非常大并且造成直接測量風(fēng)量困難而采用的變通方法。同時,煙風(fēng)道的流速量,還因受到電站鍋爐大型煙風(fēng)道受布置因素制約而直管段一般比較短的嚴(yán)重限制,而顯得非常困難。在流速測量點的流場受負(fù)荷變化影響比較大,從而煙氣里有著非常高的含塵量,并且磨損和儀表堵塞的現(xiàn)象都非常嚴(yán)重。對于電站鍋爐大型煙風(fēng)道使用何種流速測量儀表選型和位置的選擇非常重要,應(yīng)當(dāng)根據(jù)他們各自不同的特征,進(jìn)行***為貼近實際的選擇,為煙氣流量測量提供良好的方式和計算方法。本文列舉的差壓式流量計和熱導(dǎo)式流量計,是**應(yīng)用于各類電廠煙風(fēng)速度測量的儀表,并且

在實踐中收到了良好的測量效果,對于煙氣流量測量非常適用,可以根據(jù)他們的各自特征進(jìn)行有效的篩選和更好的應(yīng)用。