一种大型垂直烟风煤粉管道阵列式流量测量装置

技术领域

本发明属于电站锅炉监测与控制技术领域，涉及一种大型垂直烟风煤粉管道阵列式流量测量装置。

背景技术

火电厂的大型烟风煤粉管道的流量测量，关系到火电厂的风煤配比，自动化控制水平以及安全经济运行，到目前为至，带粉气流的测量一直是困扰电厂的一大难题。解决带粉气流的测量首先要解决两类问题，第一类使防磨、防堵、耐高温和防腐蚀问题，第二类是大型烟风煤粉管道的管内流速分配不均匀问题。对于第一类问题，可采用不同介质不同材料来解决，而设计的核心是材料选取的适用性、经济性问题，比如高温炉烟需要采用12Cr1MoV,而脱硫后烟道则需要316L不锈钢甚至更高的防腐材质，对于煤粉管道，则需要耐磨性能更加优异，设计时采用价格高昂的硬质合金和不锈钢巧妙搭配。对于第二类问题，火电厂目前对大型烟风煤粉管道的带粉气流测量普遍采用阵列式测量装置，阵列式风量测量装置对于水平烟道非常适用，煤粉或烟尘不易堆积，通过自然沉降下落到烟风煤粉管道中，而对于垂直管道，由于结构原因，目前的阵列式流量测量装置都无法解决积灰和堵灰问题，有些即使采用压缩空气吹扫，维护人员频繁吹扫和人工清灰，有些还设计成复杂的压缩空气自动反吹扫装置，设计复杂，成本高，故障频繁，仍然无法彻底解决堵灰难题，而造成变送器因压缩空气吹扫而损坏的事件却时有发生，给电站锅炉安全经济运行埋下隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种大型垂直烟风煤粉管道阵列式流量测量装置，该装置能够有效解决大型垂直烟风煤粉管道带粉气流的测量问题。

为达到上述目的，本发明所述的大型垂直烟风煤粉管道阵列式流量测量装置包括动压扩容缓冲管、静压扩容缓冲管、劈尖型动压传感器、平行静压传感器、动压传压管、静压传压管、动压取样孔、静压取样孔及泄灰密封堵头；

动压扩容缓冲管的前端及静压扩容缓冲管上端均倾斜插入于烟风煤粉管道内，动压扩容缓冲管的下端及静压扩容缓冲管的下端均封闭，各劈尖型动压传感器连通于动压扩容缓冲管上，各平行静压传感器分别连通于静压扩容缓冲管上，各劈尖型动压传感器及各平行静压传感器均位于烟风煤粉管道内，动压扩容缓冲管的上端设置有动压取样孔，静压扩容缓冲管的上端设置有静压取样孔，各劈尖型动压传感器正对烟风煤粉管道内的气流方向，各平行静压传感器的开口方向与烟风煤粉管道内的气流方向平行。

劈尖型动压传感器经动压传压管与动压扩容缓冲管相连通。

平行静压传感器经静压传压管与静压扩容缓冲管相连通。

动压扩容缓冲管的下端及静压扩容缓冲管的下端均通过泄灰密封堵头封闭。

动压扩容缓冲管与静压扩容缓冲管背靠背焊接。

烟风煤粉管道与动压扩容缓冲管及静压扩容缓冲管均呈45°夹角。

劈尖型动压传感器为75°角的劈尖型动压传感器，且劈尖型动压传感器与动压扩容缓冲管之间呈45°夹角。

劈尖型动压传感器的数目与平行静压传感器的数目相同，且一个劈尖型动压传感器与一个平行静压传感器形成一对传感器，各对传感器在烟风煤粉管道内等截面布置。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的大型垂直烟风煤粉管道阵列式流量测量装置在具体操作时，各劈尖型动压传感器和动压传压管之间相连通，在实际运行中内部气流不均匀且有扰动，即各劈尖型动压传感器的压力存在差别，从而使得粉尘或煤粉从压力较低的一侧吹出去，同时即使有少量粉尘进入动压扩容缓冲管或静压扩容缓冲管中，由于本发明采用倾斜安置的方式，使粉尘在运行中也会在扩容缓冲管内缓冲沉降，最终从底部压力较低的传感器探头吹出去，以解决积灰和堵灰问题，继而解决大型垂直烟风煤粉管道带粉气流的测量问题。

附图说明

图1为本发明的安装示意图；

图2为本发明中动压取样孔及静压取样孔的局部视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明中劈尖型动压传感器的安装位置图。

其中，1为动压扩容缓冲管、2为静压扩容缓冲管、3为劈尖型动压传感器、4为平行静压传感器、5为动压传压管、6为静压传压管、7为动压取样孔、8为静压取样孔、9为泄灰密封堵头、10为烟风煤粉管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1至图4，本发明所述的大型垂直烟风煤粉管道阵列式流量测量装置包括动压扩容缓冲管1、静压扩容缓冲管2、劈尖型动压传感器3、平行静压传感器4、动压传压管5、静压传压管6、动压取样孔7、静压取样孔8及泄灰密封堵头9；动压扩容缓冲管1的前端及静压扩容缓冲管2上端均倾斜插入于烟风煤粉管道10内，动压扩容缓冲管1的下端及静压扩容缓冲管2的下端均封闭，各劈尖型动压传感器3连通于动压扩容缓冲管1上，各平行静压传感器4分别连通于静压扩容缓冲管2上，各劈尖型动压传感器3及各平行静压传感器4均位于烟风煤粉管道10内，动压扩容缓冲管1的上端设置有动压取样孔7，静压扩容缓冲管2的上端设置有静压取样孔8，各劈尖型动压传感器3正对烟风煤粉管道10内的气流方向，各平行静压传感器4的开口方向与烟风煤粉管道10内的气流方向平行。

劈尖型动压传感器3经动压传压管5与动压扩容缓冲管1相连通；平行静压传感器4经静压传压管6与静压扩容缓冲管2相连通；动压扩容缓冲管1的下端及静压扩容缓冲管2的下端均通过泄灰密封堵头9封闭。

动压扩容缓冲管1与静压扩容缓冲管2背靠背焊接；烟风煤粉管道10与动压扩容缓冲管1及静压扩容缓冲管2均呈45°夹角；劈尖型动压传感器3为75°角的劈尖型动压传感器，且劈尖型动压传感器3与动压扩容缓冲管1之间呈45°夹角；劈尖型动压传感器3的数目与平行静压传感器4的数目相同，且一个劈尖型动压传感器3与一个平行静压传感器4形成一对传感器，各对传感器在烟风煤粉管道10内等截面布置。

动压扩容缓冲管1在迎风面，静压扩容缓冲管2在背风面。

本发明不用设置外部吹扫装置，防磨防堵，利用烟风煤粉管道10内的介质波动自动吹扫和清灰。

本发明的具体工作过程为：

首先将本发明倾斜45°安装在垂直的烟风煤粉管道10上，其中，劈尖型动压传感器3为迎风设计并安装，并与动压扩容缓冲管1成45°夹角。静压传压管6上带有平行静压传感器4，与气流方向平行，用于感知烟风煤粉管道10内的静压，带粉气流在烟风煤粉管道10内流动时，迎风面受气流冲击，压力较高，其压力称为动压，背风侧的平行静压传感器4的压力较低，用于感应烟风煤粉管道10内的静压，将劈尖型动压传感器3检测得到的动压与平行静压传感器4检测得到的静压之差作为差压，该压差的大小与烟风煤粉管道10内风速的平方呈正比，各劈尖型动压传感器3将压力传递到动压扩容缓冲管1进行压力自动平均，各平行静压传感器4将压力传递到静压扩容缓冲管2进行压力自动平均，通过动压取样孔7、静压取样孔8测量整个动压扩容缓冲管1及静压扩容缓冲管2的平均差压值，用于计算管道介质流量和流速。

带粉气流在流经本发明时，难免会将粉尘或煤粉带到劈尖型动压传感器3及动压传压管5内，本发明设置多个劈尖型动压传感器3和动压传压管5，且各劈尖型动压传感器3和动压传压管5之间互通，且实际运行中内部气流不均匀且有扰动，即各劈尖型动压传感器3的压力存在差别，从而使得粉尘或煤粉从压力较低的一侧吹出去，同时即使有少量粉尘进入动压扩容缓冲管1或静压扩容缓冲管2中，由于本发明采用倾斜安置的方式，使粉尘在运行中也会在扩容缓冲管内缓冲沉降，最终从底部压力较低的传感器探头吹出去。对于一些带粘性或大块易卡塞的条状异物，如果年久无法自动吹出，则通过泄灰密封堵头9人工排除，在测量时，通过动压取样孔7及静压取样孔8，再借助外接的差压变送器测量动压传压管5与静压传压管6中的压力差，再结合温度和流通面积修正正确地计算出管内的流速或流量。

在安装时只需在烟风煤粉管道10上开孔，再将本发明插入并固定于烟风煤粉管道10上，再将两线制的变送器信号线连接到计算机或DCS系统即可进行流速和流量的组态计算，也可采用无线压力变送器，将信号通过无线网络传送到DCS系统。

本发明采用多点阵列式等截面探头布置，彻底解决大型烟风煤粉管道带粉气流测量难题，安装操作方便，适用新建大型火电机组的总风，磨煤机出口管道流量、烟气流量等带粉气流测量，以及存量火电机组自动化及控制系统水平提升改造，经济效益显著。

以上仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明的保护范围之内。