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。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2.4×10-5Pa?s，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)20000Nm3/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)火力發(fa)電📐插入(ru)式流✊量(liang)計在熱(re)電🎯行業(ye)的應用(yong)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(biao)定結果(guo)及安裝(zhuang)位置
　　綜(zong)上分析(xi)，插入式(shi)流量計(ji)最合适(shi)的安裝(zhuang)位置爲(wei)圖5的紅(hong)色💰标注(zhu)🛀位置。爲(wei)了便于(yu)實際工(gong)程中的(de)安裝，進(jin)一步🤟給(gei)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(ji)沿豎直(zhi)方向插(cha)入深🥵度(du)爲400mm，距🏃‍♀️離(li)左彎頭(tou)起始線(xian)(直管段(duan)與主流(liu)方向下(xia)遊彎頭(tou)交接處(chu))594.5mm。至此，插(cha)入式流(liu)量傳感(gan)器的最(zui)終位置(zhi)确定，進(jin)而分析(xi)其計量(liang)精度。


　　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)，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)對熱一(yi)次風管(guan)道進行(hang)數值模(mo)拟，風量(liang)管道的(de)流場分(fen)布規律(lü)，并據此(ci)尋找流(liu)場穩定(ding)的位置(zhi)，進而确(que)定流量(liang)🤩計的安(an)裝位置(zhi)；
3)通過對(dui)安裝後(hou)的流量(liang)計進行(hang)工況條(tiao)件下的(de)分析，确(que)定了插(cha)入🥵式流(liu)量計的(de)儀表系(xi)數、計量(liang)精度和(he)最㊙️小差(cha)壓值，均(jun)可滿足(zu)🔆計量需(xu)求。由于(yu)左右風(feng)室管道(dao)的結構(gou)對稱，一(yi)🐅次風熱(re)風左支(zhi)管數值(zhi)🔱模拟結(jie)果可對(dui)稱移植(zhi)到一次(ci)風熱風(feng)右支管(guan)使用。

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