FGD系統(tǒng)煙氣流速測量儀表選型.docx

1、FGD系統(tǒng)煙氣流速測量儀表選型FlueGasFlowRateMeasuringInstrumentSelectionforFGDSystems閆國瑞北京國電清新環(huán)保技術(shù)股份有限公司內(nèi)蒙古呼和浩特010206【摘要FGD的全稱為濕法煙氣脫硫，是火力發(fā)電廠、化工廠廠用高壓幕汽鍋爐等應(yīng)用斌廣泛的脫硫裝置。煙氣流速是環(huán)保監(jiān)測和數(shù)據(jù)上傳環(huán)保局采集終端的一個重要參數(shù)，涉及與環(huán)保部門的排放總量的結(jié)算。因為濕法煙氣脫硫系統(tǒng)入口煙氣溫度和流速較高且含有大最的燃煤灰塵，因此對風量深量裝置提出了較高的要求.甚至需要特殊的風量測量裝置。而濕法煙氣脫硫系統(tǒng)出口煙氣中溫度雖然較低（一般在48幻52Y之間），但是因其含有大

2、堂的水蒸氣和石膏漿液，熱導式風量測量裝置、文丘里風量測量裝置、機翼式風量測量裝置、節(jié)流差壓風量測量裝置、超聲波風量測量裝置等都無法正常使用，因此濕法煙氣脫琉系統(tǒng)出口、入口煙氣流速測量裝置的選型工作是十分重要的工作，錯誤的選型會導致后續(xù)工作極度被動，因此有必要介紹一下相關(guān)經(jīng)驗?！娟P(guān)健詞JFGD薦列式風速刑信儀【中圖分類號JTK223-25【文獻標識碼】A2004年前投入的機組脫硫系統(tǒng)-般都是在機組正常投產(chǎn)后新增加的，因此脫硫系統(tǒng)面積狹小，煙道直管段較短且變徑和彎頭較多，煙道內(nèi)氣流不穩(wěn)定和流速分布不均勻，造成煙氣流速測址不準確甚至無法正常測量，以最常見的風流liH十的選型應(yīng)用為例，按時期先后大致如

3、下：節(jié)流差壓式流量計（標準節(jié)流孔板、文丘里管、多孔孔板平衡流量計等），渦街流量計，差壓式流域計（均速管流量計、彎管流鼠計、皮托管流量汁、防堵防腐陣列式流量計），熱式質(zhì)量流量計等。但是根據(jù)數(shù)年的工作經(jīng)驗判斷，適用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)煙氣流最測量的流量計有皮托管流量計、陣列式流量計、熱式質(zhì)量流量計等，兒種流量計各有優(yōu)缺點，F(xiàn)面對它們進行一些分析探討，以期合理選型正確使用。收稿日期：2012-03-18作者簡介：閏國瑞（1976-）,男，助理工程師?，F(xiàn)從事發(fā)電廠熱控儀表安裝及調(diào)試工作。1防堵防腐陣列式流量計防堵防腐陣列式流量測仙裝置的原理也是根據(jù)差壓原理來進行工作，裝置如圖1所示，正用側(cè)取壓管t下兩端

4、做成斜剖面，取壓管之間用聯(lián)絡(luò)管相連通，最終將壓力引到引壓管，引壓管與變送器的正壓側(cè)連接，靜壓管在背向流體流向的一側(cè)，整體形狀與正壓取樣管相同，只是取壓口改為在取斥管的管壁上開的若干直徑為58mm的小孔，孔的方向指向流體去向，靜壓引壓管與變送器的負拒側(cè)連接。本裝置為插入式安裝，煙道施工不需預留空間，煙道施工完成后即可安裝。安裝時裝置應(yīng)垂直于代流方向，正壓測斜剖面取壓孔面向氣流來向。直管段可按前4后1的比列適當調(diào)整。差壓變送器的安裝位置應(yīng)高于測雖裝置，如果條件允許應(yīng)將變送器安裝在煙道頂部，這樣可以有效避免儀表管內(nèi)積灰。測量裝置到變送器之間的儀表管路應(yīng)密封艮好，否則灰塵回堵塞管路，無法準確測量。煙氣

5、流量補償公式如卜.：0=19.82xAx273.15+T8273.15+T8圖1陣列式風量測裝置結(jié)構(gòu)原理圖。表示流量，單位為t/h;K表示測量裝置的系數(shù)，一般左=0.83；P。表示當?shù)卮髿鈮?，單位為Pa；P表示煙道內(nèi)靜壓（表壓），單位Pa；7表示介質(zhì)溫度，單位為R表示測量裝置產(chǎn)生的差壓,單位為Pa；推薦差壓變送器上網(wǎng)量程為200Pao1）防堵防腐陣列式流址計的優(yōu)點：a、具有本質(zhì)防堵功能，不需外加任何吹掃裝置；b、對煙道直管段要求不高，可按前4后1的比列適當調(diào)整；c、節(jié)流損失小，幾乎沒有節(jié)流損失；d、測最準確，維護費用低，響應(yīng)速度快。2）防堵防腐陣列式流量計的缺點：a、價格昂貴；b、體積較大,安

6、裝不方便。因此該裝置適用于煙道直管段較短，流速分布不均勻的脫硫吸收塔入口煙道煙氣流速的測量。2熱式質(zhì)量流量計熱式氣體質(zhì)量流量計是利用熱傳導技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)氣體質(zhì)量流最的測鼠。流量計的測量探頭帶有兩個鈕電阻傳感元件，分別為7、弓（見圖2）,它們被置于流體中，其中感溫元件n通過加熱功率p,使其溫度升至n；另一個感溫元件2不加熱，用于檢測介質(zhì)溫度，設(shè)為，2。于是兩個傳感元之間產(chǎn)生溫差在流量為零時，最大，隨著流量。的增大，傳感元件4的熱址被帶走下降，小。故上述加熱功率p、溫差與質(zhì)量流量。之間將會產(chǎn)生一定的關(guān)系。根據(jù)熱力學第一定律，得出下列方程式：可用下式表示：P4T=Ki+KQQ上式中K.KzK,是與

7、氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。從上式可看出通過測量加熱功率P,溫差的變化即可求得質(zhì)量流量。*1）熱式質(zhì)量流量計的優(yōu)點：a、不受介質(zhì)溫度和壓力變化的影響；b、便于安裝；.c、水分、油等其他雜志影響較??；d、沒有可動部件，維護量??；e、響應(yīng)速度快,測量精度高。2）熱式質(zhì)量流量計的缺點：a、該裝置測量的是煙道內(nèi)某一點的流速，因此不適用于流速分布不均勻的煙道；b、要求直管段較長,提供穩(wěn)定的流速場；，c、價格較昂貴；d、當煙氣內(nèi)含有水分和灰塵、漿液時，容易堵塞探頭，導致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。因此，該裝置使用于濕法煙氣脫硫吸收塔入口煙道直管段較長、流速穩(wěn)定的場合，不能用于測量濕法煙氣脫硫吸收塔出門煙氣流量的測量。3

8、皮托管流量計(S型)皮托管流速儀的測量結(jié)構(gòu)主要包括差壓變送器、皮托管、反吹電磁閥、溫度壓力補償?shù)?。其測噠原理如圖3所示，其一次取壓元件采用傳統(tǒng)的皮托管測量方式，在正確安裝后，皮托管的全壓、背壓取壓管將檢測到的動壓與靜壓分別傳遞到差壓變送器，差壓變送器將動壓與靜壓之差轉(zhuǎn)換為420mA電流傳送給顯示儀表或是CEMS系統(tǒng)計算機進行溫壓補償與數(shù)據(jù)處理。皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。反吹電磁閥主要用于臟污氣體(如脫硫吸收塔入口煙氣)測域時的系統(tǒng)反吹：當探頭檢測孔粘附、積淀灰塵污物時，電磁閥定時或按預定程序開啟，將壓縮空氣同時接入兩個取壓管進行吹除作業(yè)，正常測量時電磁閥則

9、處于關(guān)斷狀態(tài)。圖3皮托管流量計測量原理圖.皮托管流速儀為用戶提供標準(420mA)流速開方比例電流輸出(用戶也可選擇線性輸出)，需要特別說明的是由此電流計算得出的流速(見公式(2)是假定測量介質(zhì)為空氣且空氣狀態(tài)為常溫狀態(tài)(20%：,760mmHg)時的計算值，用戶欲獲得介質(zhì)在工況下的流速匕值需首先按公式(3)及公式(4)計算實際介質(zhì)相對空氣的密度補償系數(shù)Y和溫壓補償系數(shù)然后按公式(1)計算得到最終結(jié)果。若用戶還需計算工況或是標況F的流依值，則按公式(5)、公式(7)分別計算即可。其中速度分布系數(shù)為實時測算值。工況下煙氣流速的計算公式：V=KkKVq(1)式中：V一工況下煙氣計算流速，單位：；Y

10、煙氣相對空氣密度修正系數(shù)；k2溫壓補償系數(shù)；Vo空7常溫狀態(tài)(20%：,760mmHg)實測流速，單位:m/s；心膺牛實測流速的計算。式中：P實測壓差，單位:Pa；C皮托管儀表系數(shù)；p常溫狀態(tài)(20T,760mmHg)空氣密度，單位.：kg/m,p0=1.205kg/m;皮托管流速測量上限值，單位:泓；人出皮托管流速比例電流輸出值，單位:mA；煙氣相對空氣密度修正系數(shù)式中：Pi標準狀態(tài)(0r,760mmHg)煙氣密度(用戶提供)，單位：kg/m3；溫壓補償系數(shù)K/q+273.15)xT0L325廣V(小為X273.15式中：實測溫度，單位:PA安裝地大氣壓，單位:kPa；Ps實測管靜壓，單位:

11、kPa；工況F煙氣的瞬時流量的計算Q=3600xVx4總(5)式中：Q工況下煙氣的瞬時流量，單位:m3/h；A過流斷面面積，單位：m2；f過流斷面速度分布系數(shù)，實際測量計算值。標態(tài)煙，瞬時流量的計算。亍Qx（6）Pi式中：Qv標態(tài)下煙氣瞬時流量，單位:rn/A；P工作狀態(tài)煙氣密度（用戶提供），單位:kgIm推導過程如下：農(nóng)生虹_L（7）Pi命弓K；推導結(jié)果如下：。廣3600xVK4xfx（8）&=3600xVoxK）xK2xA慈乂二&K.=36OOxVoxx4xf1）皮托管流量計的優(yōu)點：a、安裝方便，采用插入式安裝，體積小重量輕，易于集成，必要時可以同時將測溫元件集成于該系統(tǒng)，用于溫度補償或?qū)?/p>

12、現(xiàn)穩(wěn)、壓、流一體化測量；1）、系統(tǒng)簡單，易于維護；c、成本低，可靠性較高；d、裝有管路吹掃系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動吹掃功能。2）皮托管流量計的缺點：a、該裝置測笊的是煙道內(nèi)某一點的流速，因此.不適用于流速分布不均勻的煙道；b、要求直管段較長，提供穩(wěn)定的流速場，選擇測量點時應(yīng)遠離風機、閥門、彎頭等易造成流態(tài)波動的元件，且測M：點上游應(yīng)有3d5d（d為圓形煙道的直徑）的直管段，以保證測鼠點處過流斷面速度分布規(guī)律符合要求。如果為矩形煙道，當量直徑d二2ab/（a+b）,其中a、b為矩形煙道的邊長。因此，該裝冒使用于濕法煙氣脫硫吸收塔出、入口煙道直管段較長、流速穩(wěn)定的場合。Vol.15No.3較長時都可以選

13、擇皮托管和熱式流量:計進行測缺煙氣流速，實現(xiàn)較高的信價比。當脫硫系統(tǒng)出入曰煙道直管段較低時，脫硫吸收塔入口煙氣流量可以選擇防堵防腐陣列式流量計，脫硫出曰可以選擇帶吹掃功能的皮托管進行流速測量。參考文獻11王曙華，莊武，沈寒宵.氣體流量計選型應(yīng)用J.玻璃，2009,(3).2紀綱.流量測雖儀表應(yīng)用技巧：M.北京：化學工業(yè)出版社，2003.3溫瑞媛，嚴世強，江.洪，翟茂林.化學工程基礎(chǔ)IMJ.北京：北京大學出版社,2003.4蔡武昌，孫淮清，紀綱.流詠測址方法和儀表的選用M：.北京:化學工業(yè)出版社,2001.Abstract:EGD.knownaswetfluegasdesulfurization

14、isathermalpowerplant,chemicalplantfactorywithhigh-pressuresteamboiler,themostwidelyuseddesulfurizationunit.ThefluegasflowrateisanimportantparameterinenvironmentalmonitoringanddatauploadEPAAcquisitionTerminal,involvedinasettlementwiththeenvironmentalprotectiondepartmentofthetotalemissions.Higherbecau

15、seofthewetFGDsysteminletfluegastemperatureandflowrate,andcontainalolofcoaldust,andthereforehigherairflowmeasuringdevice,orevenrequirespecialairflowmeasuringdevice.Wetfluegasdesulfurizationsystemoutletfluegastemperaturelow(generallybetween48X.-52.butbecauseitcontainsalotofwatervaporandgypsumslurry,thethermalconductivityofairflowmeasuringdevice,theVenturiairflowmeasurementdevices,wingtypeairflowmeasuringdevice,throttledifferentialpressureair(lowmeasuringdevice,ultrasonicwindmeasurementdevicesandsodoesnotworkproperly,wetfluegasdesulf