一种具有三组独立差压输出的阵列式风量测量装置

技术领域

本发明涉及风量测量装置技术领域，尤其是一种具有三组独立差压输出的阵列式风量测量装置。

背景技术

目前国内现有的气体流量测量装置种类较多，主要有机翼型、文丘里型、阿牛巴型、孔板型、多点靠背管型等类型，不同的设备条件会选用不同的类型的气体流量测量装置。在国内大型电站锅炉上所采用的上述类型风量测量装置，在使用中各有优缺点。但随着国内大型电站锅炉自动化控制程度的不断提高，对锅炉风道的风量测量装置的测量准确性和性能可靠性提出了更加严格的要求，基本不允许有误判或偶然故障等问题，否则将会对电站产生严重影响。

现有的风量测量装置多为差压型装置，其结构特征每套装置只能输出一组差压，即使带三台变送器，也是一个引出母管上引出的，非三组独立的差压信号。通常现场风道的直管段较短，没有足够空间在风道内单独布置多套独立风量测量装置，且前后安装的独立风量测量装置之间会相互影响，无法保证测量准确性是，所以不能简单通过增加独立的风量测量装置提高系统的稳定性。另外现有的锅炉容量大，风道截面也大，断面上的速度场分布也很不均匀，部分风量测量装置的测点较少，分布不合理，不能保证风量的测量准确性。一般风道内被测气体为含尘气流，容易进入风量测量装置的管路内，长时间积累容易造成堵头，也会导致风量测量装置的测量误差。而且风量测量装置连接差压变压器的引压管通常有几十米长，且孔径小，其连接处容易因密封或焊接问题部分位置泄露或堵头，导致系统测量数据不准确，导致误判。国内机组上时有因为误判导致风机跳闸，严重影响电力生产。

差压型风量测量装置的测量原理基于靠背管测速原理，将两根平行设置的气管垂直插入风道内，其中一根气管的迎风面端部为带有一定角度的斜剖口，称动压管，另一根为端部平口结构，称为静压管。当气流在风道由流动，以一定速度吹向两根气管时，在迎风面的斜剖口处气流的速度能会转变成压力能，从而使得动压管内会产生高于风道内静压的压力，称之为正压，而静压管采用了平口设计，其感受的是风道内的静压，称之为负压。两者差值的大小，就可以反映出来风道内空气流速的大小。速度越大，差压就越大。

对于国内大型的发电厂锅炉，由于容量越来越大，与之配置的风道也越来越大，而为避免造成过大风阻，风量测量装置的气管直径较小，风道内气流分布也极不均匀，风道内的气流又含有大量的粉尘。对于这样的风道，既要准确地测量出流量，做到长期可靠使用，在风量测量装置的设计和制造带来了挑战。

发明内容

为了克服上述现有问题的不足，本发明提供了一种具有三组独立差压输出的阵列式风量测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有三组独立差压输出的阵列式风量测量装置，包括安装在风道上的正压管组件及负压管组件，所述正压管组件包括正压测量管、一次均压管、二次均压管、正压输出管及三次均压管，所述二次均压管沿左右方向水平设置在风道的中部，且其两端密封，三根所述正压输出管穿过风道的顶面与二次均压管连通，且其连接点分别在二次均压管的两端及中部，所述二次均压管的上下两侧沿竖直方向分别均布设有四根正压测量管，上下两侧的四根正压测量管均在正压输出管的左右两侧间隔设置，所述正压测量管的两端均设有斜剖口，所述二次均压管的三个连接点处分别连通有四根一次均压管，十二根所述一次均压管均上下对称设置，且其另一端连通各正压测量管的中部，其中左右两侧四根正压测量管的中部均连通有一根一次均压管，另外四根正压测量管中部的左右两侧各连通有一根一次均压管，相邻的两根所述正压输出管的上端均连通设有三次均压管，所述负压管组件包括三根负压测量管，所述负压测量管穿过风道的顶面伸入风道，且分别设置在三根正压输出管的正后方。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述负压测量管的下端低于二次均压管的底部。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，相邻的两根所述负压测量管的上端均连通设有三次均压管。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述斜剖口与水平面的夹角为60度至80度。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述三次均压管为中部连通的十字形复合管，且均位于风道的顶面上方。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述正压测量管、一次均压管、二次均压管、正压输出管、三次均压管及负压测量管为方管或圆管。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，左右两侧所述正压输出管的轴线与风道相邻的左右侧壁的距离等于相邻两根正压输出管的轴线的距离，上下两侧的八个所述斜剖口的中心与风道相邻的上下侧壁的距离等于风道的高度的1/8，且其余八个斜剖口的中心与风道相邻的上下侧壁的距离等于风道的高度的3/8，左右两侧的八个所述斜剖口的中心与风道相邻的左右侧壁的距离等于风道的宽度的1/8，且其余八个所述斜剖口的中心与风道相邻的左右侧壁的距离等于风道的宽度的3/8。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述正压测量管、一次均压管、正压输出管、负压测量管及三次均压管的截面尺寸相同，所述二次均压管的截面尺寸是正压测量管的截面尺寸的2-3倍。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述二次均压管设有清灰吹扫装置。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述清灰吹扫装置包括清灰管，所述清灰管穿过风道的顶面与二次均压管连通，且其上端口部安装有堵头。

本发明的有益效果是，在风道的横截面上均布设置了16个正压测点，通过16个正压测点的三级均压和3个负压测点的一级均压，测量出风道内的平均风速，经过计算得出风道的流量，均压效果好，测量结果准确度高，且测量值波动小，三级均压结构导出三组独立的差压信号，系统可靠性更高，使用成本低，风量测量装置在风道内风阻小，大部分管路采用竖直或大角度倾斜布置，管内不易积灰，二次均压管内设置有清灰吹扫装置，定期采用压缩空气进行吹扫，确保测量装置长期稳定使用，且清灰操作简单，可直接在风道外部操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的前视结构示意图；

图2是图1中X处放大图；

图3是图1中B-B处剖视图；

图4是图1中E-E处剖视图；

图5是图4中A-A处剖视图；

图6是图5中Y处放大图；

图7是图5中Z处放大图；

图8是本发明的后视结构示意图；

图中，正压测量管1，斜剖口11，一次均压管2，二次均压管3，正压输出管4，负压测量管5，三次均压管6，清灰管7，安装套8，风道9。

具体实施方式

如图1-8是本发明的结构示意图，一种具有三组独立差压输出的阵列式风量测量装置，包括安装在风道9上的正压管组件及负压管组件，所述正压管组件包括正压测量管1、一次均压管2、二次均压管3、正压输出管4及三次均压管6，所述二次均压管3沿左右方向水平设置在风道9的中部，且其两端密封，三根所述正压输出管4穿过风道9的顶面与二次均压管3连通，且其连接点分别在二次均压管3的两端及中部，所述二次均压管3的上下两侧沿竖直方向分别均布设有四根正压测量管1，上下两侧的四根正压测量管1均在正压输出管4的左右两侧间隔设置，所述正压测量管1的两端均设有斜剖口11，所述二次均压管3的三个连接点处分别连通有四根一次均压管2，十二根所述一次均压管2均上下对称设置，且其另一端连通各正压测量管1的中部，其中左右两侧四根正压测量管1的中部均连通有一根一次均压管2，另外四根正压测量管1中部的左右两侧各连通有一根一次均压管2，相邻的两根所述正压输出管4的上端均连通设有三次均压管6，所述负压管组件包括三根负压测量管5，所述负压测量管5穿过风道9的顶面伸入风道9，且分别设置在三根正压输出管4的正后方。

测量时，正压测量管1的16个斜剖口11为16个测点，16个测点的压力在一次均压管2第一次均衡压力，后在二次均压管3内第二次均衡压力，并传递至三根正压输出管4，三根正压输出管4内的压力经三次均压管6第三次均压，三级均压结构压力得到充分均衡。正压输出管4及负压测量管5的上端通过引压管与三组差压变送器连接。如果16个测点的差压配用16个差压变送器，则管道内的信号管路敷设是很难实现的。

该结构整体对称，测点分散度好，充分感应风道9内各处压力。整体强度好，受力均衡，最大限度减少管路占用的流通面积，减小在风道内的风阻，减小风量测量装置的安装对风道结构的不良影响。

三组正压输出管4彼此连通，均可输出准确的压力信号，大大提高了风量测量装置的可靠性，保证其无故障运行。

所述斜剖口11即正压测量管1端面上的斜面结构，如图1所示，斜剖口11正对风向的上游。

所述负压测量管5采集的负压值相对均匀，不必要设置太多测点。

垂直和大角度倾斜布置，减少粉尘在管路内的聚集。

所述三次均压管6可水平设置，可以位于风道9内。

所述正压输出管4及负压测量管5与风道9的顶面连接处均设有安装套8，所述正压输出管4及负压测量管5穿过安装套8。通过设置安装套8提高管路安装的稳定性。

优选的，所述负压测量管5的下端低于二次均压管3的底部。负压测量管5的下端开口避开前方管路，减小前方管路后方气流的影响，提高静压测量准确性。

优选的，相邻的两根所述负压测量管5的上端均连通设有三次均压管6。对静压进行均衡，提高静压测量准确性。

优选的，所述斜剖口11与水平面的夹角为60度至80度。更优选的，夹角为65度至75度。提高正压压力值，测量更准确。

优选的，所述三次均压管6为中部连通的十字形复合管，且均位于风道9的顶面上方。所述十字形复合管即两根交叉设置的气管，改善三次均衡的效果。

优选的，所述正压测量管1、一次均压管2、二次均压管3、正压输出管4、三次均压管6及负压测量管5为方管或圆管。

优选的，左右两侧所述正压输出管4的轴线与风道9相邻的左右侧壁的距离等于相邻两根正压输出管4的轴线的距离，上下两侧的八个所述斜剖口11的中心与风道9相邻的上下侧壁的距离等于风道9的高度的1/8，且其余八个斜剖口11的中心与风道9相邻的上下侧壁的距离等于风道9的高度的3/8，左右两侧的八个所述斜剖口11的中心与风道9相邻的左右侧壁的距离等于风道9的宽度的1/8，且其余八个所述斜剖口11的中心与风道9相邻的左右侧壁的距离等于风道9的宽度的3/8。各测点根据风道9的尺寸阵列设置，最优化测量数据的准确性。

优选的，所述正压测量管1、一次均压管2、正压输出管4、负压测量管5及三次均压管6的截面尺寸相同，所述二次均压管3的截面尺寸是正压测量管1的截面尺寸的2-3倍。加大二次均压管3的尺寸，改善二次均衡效果。

优选的，所述二次均压管3设有清灰吹扫装置。

优选的，所述清灰吹扫装置包括清灰管7，所述清灰管7穿过风道9的顶面与二次均压管3连通，且其上端口部安装有堵头。

所述清灰管7的下端设置两个接口，分别与二次均压管3的长度方向的1/3及2/3处连通，使用时打开其上端口部的堵头，向管内通入高压空气，二次均压管3内的积灰即可通过各一次均压管2从斜剖口11处吹出，清理操作简便，清理效果好。

所述清灰管7的管路设置在正压管组件的管路的正后方，且间隔一定距离，减小其对正压测点的影响。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。