火电大管道风量测量系统

　　温室效应、节能减排已成为全人类所关注的课题,在2009年的哥本哈根会议上,我国宣布到2020年,将在2005年基础上,将单位GDP产值降耗40%~45%。在保持国民经济稳定、较快发展的前提下,要达到这个减排指标面临很大的困难与压力。虽然我国近年已将节能减排放在国策中的重中之重,竭尽全力,加大力度,但与发达国家相比,仍存在较大的差距。我国中小火电厂供电耗煤为380~500g/kW·h;大型电厂为320~354 g/kW·h,如全部达到国外先进水平299g/kW·h (日本),每年可节约1亿t煤,减排SO2180万,t CO22·2亿,t火电的技改应是我国节能减排的重点[1]。

　　“十一五”火电节能减排主要依靠行政手段进行产业结构调整,关停产值小、能耗大的中小企业,仅火电就关停了5000多万kW机组,这终究只是权宜之计,今后的重点还是应用科学发展观,采取节能新技术促进节能减排。

　　近些年,我国火电的节能减排重点是除尘、脱硫,尚未对提高风量测量准确度以增加锅炉热效率引起足够的重视。锅炉的燃烧,是碳与氧的化学反应,应有一个恰当的燃料/空气比,才能有效地完成这个化学反应。空气(氧)不足,燃烧不完全;空气过多则造成锅炉热效率降低。长期以来,由于风量测不准,风量仅做为辅助调节参数,为避免供氧不足引起熄火,往往采取过氧运行,过氧量达2% ~3%,导致10% ~15%的空气被无谓的加热、输运、排放,造成锅炉热效率不高。前三年我国电厂平均净效率仅34·43%,而国际先进水平已达40%以上。据相关资料估算①,如风量准确度为8% ~10%,锅炉热效率仅为70% ~74%,如采取多项措施,将风量测量准确度提高至2% ~3%,则可将锅炉热效率提高至80% ~84%,我国火电装机达5·5亿kW,如普通采取措施提高风量测量准确度,将有力促进我国节能减排,具有重大的意义。

　　1　火电风量检测的特点与其检测仪表

　　1·1　火电风量的特点

　　(1)管径可达5~6m以上,多为矩形管,且组合复杂,直管段长度极短,往往不足1D,流速分布复杂,且随负荷不断变化,不可能存在固定不变的平均流速点。

　　(2)管内存在漩涡,其大小及位置随流量不断变化。

　　(3)为减小压力损失(管道压损与流速大小按几何级数增长),管内流速多低至5~10m/s,在常温下,空气的总静压差仅15~60Pa。

　　(4)气体中常含有粉尘,采取常用的差压仪表易于堵塞。

　　(5)由于流量分布复杂,如提高准确度多采用速度面积法,测取几十点流速推算流量,每一点流速的大小、流体物性、加权个数等均不相同,计算复杂。

　　1·2　已使用过的检测仪表

　　(1)测量点　基于取样原理,通过测管道中某一特定点(圆中心或0·242R)流速来推算流量。如插入式涡轮、涡街、双文丘里、热式等,其前提是前直管段长度应达到30~50D (D为管内径)。