插入式多點陣列測量裝置
一、 概述
在火力發(fā)電廠，鍋爐燃燒是否穩(wěn)定直接關(guān)系到其運行的安全性和經(jīng)濟性。燃燒不穩(wěn)定，不僅影響鍋爐的效率，而且可能造成滅火。燃燒的經(jīng)濟性，就要求保持合理的風(fēng)煤比，合理的一，二次風(fēng)配比及送，吸風(fēng)量的協(xié)調(diào)。由于風(fēng)道截面積很大，直管段長度很短，要求壓力損失小，插入式多點均速流量測量裝置測量進(jìn)入鍋爐的風(fēng)量，煙道的煙量和大容量機組回?zé)嵴羝髁康臏y量取得了良好的使用效果。
插入式多點均速流量測量裝置是從基爾管的基礎(chǔ)上開發(fā)，按照速度面積法布置的一種新型流量傳感器。它是節(jié)流式流量傳感器與速度面積法測量方法的結(jié)合。傳感器由多個基爾管探頭按照速度面積法插入管道，將取壓信號匯入引壓管，從而得到流量。其測量精度高，主要應(yīng)用在石化、冶金、熱電行業(yè)有含塵煙氣的超大管徑的流量測量中。其造價相對較低，運輸、安裝更為便捷。
二、 測量原理
為了克服均速管測量低速氣流量差壓信號過小的缺點，產(chǎn)生一種基于均速管和文丘里管原理的流速測量傳感器——基爾管如圖所示：當(dāng)平行流的來流流速為v0時，來流遇到小文丘里管受阻，流速降至V1靜壓由p增至p1，在小文丘里的喉部又降至p2，故基爾管可以增大壓差提高靈敏度。一般可以提6～10倍。
由于管道中的流速不等于常數(shù)，實際風(fēng)速分布也沒有一定規(guī)律可遵循，但可以將測量流速的截面分割為許多小的單元面積Ai。假設(shè)每個單元面積內(nèi)的流速為Vi，則總的流量就等于流過多個所有小單元面積的流量之和。即：
Q=Σni=1AniVni
此方法稱之為速度面積法。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已肯定了這種方法，并制定了相應(yīng)的測量規(guī)范。當(dāng)單元面積分割得愈多，所測的流量應(yīng)愈準(zhǔn)確。并在實際應(yīng)用中得到了證實。
單元面積劃分的原則
1、矩型管道：將矩型管道的長邊和短邊分別按等長度的原則，將矩型管道的橫截面平均分若干個面積相同的小單元。測量每個小單元中心點的流速，再將所有小單元的流速之和平均，即是整個大橫截面積的平均流速。（如圖）
2、圓形管道：將圓形管道截面分割成若干個面積相等的同心圓環(huán)（為圓），測出每個圓環(huán)的流速，然后再將所有圓環(huán)（包括圓）的流速平均化，即得到該圓截面的平均流速。（如圖）
而插入式多點均速流量測量裝置是是以上兩種流量測量方法的結(jié)合。它是基于利用速度面積法的概念發(fā)展而來。根據(jù)其結(jié)構(gòu)尺寸及工況的不同將傳感器插入多個測速點的位置上，通過均壓環(huán)室取其平均差壓值，就可以準(zhǔn)確測得通過整個管道截面的流量。它是節(jié)流式流量傳感器與速度面積法測量方法的結(jié)合。
流量計算公式：
Qv=（π/4）D2·K·（2Δp/ρ）0.5
式中：
Qv——體積流量；
D ——管道通徑；
K ——儀表系數(shù)，與裝置結(jié)構(gòu)有關(guān)；
Δp ——差壓；
ρ ——被測流體密度；
三、特點
1、采用多點測量，可以真實反映管道流場狀況使測量結(jié)果精度很高。
2、而采用整體式的結(jié)構(gòu)又使其在大管徑的測量上運輸、安裝方便。
3、多點測量，可很好解決超大、異型管道的流量測量問題。
4、差壓值大，可解決大管徑、低流速的流量測量難題。
5、流阻小，功耗低。
6、系統(tǒng)壓差值大,穩(wěn)定性好,幾乎不用維護(hù)和保養(yǎng)。
7、使用范圍寬,可根據(jù)使用條件和用戶要求設(shè)計制造,便于安裝 。
8、因其*的結(jié)構(gòu)，長期使用不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
9、精度高，量程比可達(dá)1:10，連同裝置在內(nèi)的直管段總長僅為風(fēng)管當(dāng)量直徑的1.5D。
10、要求前直管段為0.5～1.5D，無需后直管段。
四、主要技術(shù)參數(shù)
1、測量介質(zhì)：空氣、煤氣、煙氣、鍋爐一、二次風(fēng)等各種介質(zhì)；
2、管道：圓管﹑矩形管；
3、管道適用范圍： Dn=100～15000mm B×H=300×300～9000×9000mm；
4、基本誤差限： ±1.0%；
5、公稱壓力： Pn≤16MPa；
6、流體溫度： t≤650℃；
7、精度等級：1級1.5級 2.5級
2、管道：圓管﹑矩形管；
3、管道適用范圍： Dn=100～15000mm B×H=300×300～9000×9000mm；
4、基本誤差限： ±1.0%；
5、公稱壓力： Pn≤16MPa；
6、流體溫度： t≤650℃；
7、精度等級：1級1.5級 2.5級
五、結(jié)構(gòu)形式及安裝方式
BYM-CDH是有多個流量傳感器按一定方法排列組合而成。插入式多點均速流量測量裝置根據(jù)安裝形式有插入式、整體式。在配置上分為基本配置和一體化配置。從結(jié)構(gòu)布置上分為：單點單個測量，單點雙重測量，多點多重測量。
結(jié)構(gòu)如圖所示
1． 單個測點安裝結(jié)構(gòu)簡圖（當(dāng)管道尺寸小于300mm選用）
2． 單點多重安裝結(jié)構(gòu)簡圖（當(dāng)管道尺寸為300～1000mm選用）
1、測量管道2、取壓引嘴3、引壓導(dǎo)管4、后支撐5、翼型支撐6、法蘭
圓形管道安裝簡圖
1、測量管道2、取壓引嘴3、引壓導(dǎo)管4、后支撐5、翼型支撐6、法蘭
矩形管道安裝簡圖
3． 多點多重結(jié)構(gòu)簡圖（當(dāng)管道尺寸為1000～4000mm選用）
矩形管道安裝結(jié)構(gòu)簡圖 圓形管道安裝結(jié)構(gòu)簡圖
4． 組合整體使用安裝結(jié)構(gòu)簡圖（當(dāng)管道尺寸大于4000mm選用）
矩形管道結(jié)構(gòu)安裝圖
六、安裝注意事項：
1、安裝時，應(yīng)盡量避免管道阻力件對流量測量的影響，盡量避開彎管、閥門等構(gòu)件在管道中形成的渦流區(qū)。
2、確定安裝位置后，按要求沿管道軸線方向開一個孔，要將法蘭安放到管道孔上并焊接，施焊時注意法蘭盤對稱軸線與管道軸線平行，并確保插入式文丘里管流量測量裝置插入管道的中心線上，其全壓測量管必須正迎流速方向安裝。
3、為保證焊接不變形，安裝時不應(yīng)拆開法蘭，需進(jìn)行整體安裝，并緊固螺栓，確保密封性。
4、垂直管道上，插入式文丘里系列流量測量裝置可以在管道的任一水平角度插入管道內(nèi)。
5、在水平管道上，插入式文丘里系列流量測量裝置測氣體是從管道垂直方向插入。
