一、火电厂送风系统的特点
近几年随着
火电厂
自动化水平的提高，自动调节的投入率大大提高，锅炉的负荷、给煤量及配风量需实现在线准确检测和自动协调控制。准确的风量测量有助于选择*燃烧工况和风量调节，提高安全性和经济效益。锅炉一、二次风配风合理，各风管内风速均匀，对保证锅炉稳定燃烧，提高锅炉效率，有着重要的影响。但是迄今为止，火电厂仍存在风量测量比较困难、测量的准确度比较低、流量计的通用性差等问题。引起这些问题的原因，主要和火电厂中送风系统的特点有关：
（l）流体性质的多样性。压力与温度参数的高低、流体含尘量的多少、流体粘度的差别、单相流体与多相流体的区别等等，这些物性会影响流体状态，在流量测量中必须加以考虑，但又很难。
（2）管路系统的多样性。管道直与弯的区别、圆截面与非圆截面的区别、直管段长短不一样，风道内部布置各种加强支撑、角铁等部件，这些因素都会影响流动状态和流速分布，使流量测量复杂化。
（3）流动状态的多样性。由于流体的物性和管道布置的不同，会影响到流体的流动状态，诸如旋转流和脉动流、层流和紊流、流动是否达到充分发展等等。
（4）直管段短，且空间布置状态复杂。火电厂中，风机一般布置在厂房内锅炉底部烟道后部两侧。该布置使风道的直管段很短，在需要测量流量的部位，有时几乎没有直管段，而且分布有T形管道、L形管道、调节风门等，这使得风道内介质的流动状态较为复杂，很难实现风量的准确测量。
以上四种影响流量测量的因素，要求我们必须针对被测对象的实际情况选择合适的流量计。
二、常用风量测量装置的比较
目前，国内许多电站锅炉（包括新设计的锅炉）的风量测量一般采用均速管、文丘里管等测风装置。然而，由于受风管道（箱）布置空间限制，其一、二次风管道没有足够的直段，在测风装置所处的位置，气流不稳定，流场冷、热态差别大，热态时不同工况的流场差别大，进而影响到测量结果的准确性和稳定性。
2.1均速管
均速管流量传感器由一根横贯管道内径的检测杆与检测杆内迎流面的多点测压引压管和背流面的静压测量管构成。如图1所示。它具有以下特点：结构简单、重量轻、制造成本低；安装、拆卸非常简单；维护方便；不可恢复性压力小，当管道从100～1800mm，均速管流量传感器的不可恢复性压力损失仅占差压的2％～15％，而常用的孔板流量计的不可恢复性压力损失要占差压的40％～80％；适用范围宽广，可用于气体、液体、蒸汽等流体；在充分发展紊流的流场中，准确度及稳定性较好。
均速管流量传感器具有上述优点的同时，其结构形式与测量原理也决定了它的一些局限性。为了得到一个理想的速度分布，必须在传感器前后有一定的直管段，根据管道布置情况及上游侧局部阻力件形式，传感器前直管段要求为管道内径的7～25倍。被测流体应是单相的，不含污秽、沉淀物，对于成份复杂的流体，须与单一成份的流体类似时方能使用。由于均速管流量传感器的放大作用不大，输出差压低，一般要配性能较好、价格较高的电容式微差压变送器。在测量低速、高温的气体流量时，输出差压很低，有时只有几个毫米水柱，很难找到合适的微差压变送器，且稳定性不易保证。
2.2双文丘里管
双文丘里测速管是一种用于测量锅炉一、二次风和大口径管道（烟道、风管）中气体流速的差压感受元件，如图2所示。
它以国外引进装置为原型，主要是由一支全压管和一套双文丘里管组成。双文丘里管是由内、外两个大小不同，但线型相似的圆形文丘里管，套装在同一轴线上并连成一体组装而成。引出管的正压管与对着流向的四个迎着流向的小孔，引出的全压中包括动压头，动压随流速的增加而升高。引出管的负压管，取自内文丘里管的喉部处，经过内外两个文丘里管的流速收缩作用，使喉部处的静压流速的增加而迅速降低。双文丘里测速管的这种结构形式，使其获得高差压倍率效果。其具有以下特点：
（l）双文丘里测速管的灵敏度较高，在同样风速时，双文丘里测速管产生的差压可以是其它测速装置（如均速管）产生的差压值的许多倍。在大口径管道、低静压、低压损条件下的流速测量中，其特点尤其突出。
（2）双文丘里测速管的结构简单，体积小，它的压力损失很小，只占其产生的差压的1％左右。
（3）双文丘里测速管要求的直管段很短，实验数据表明，其直管段只是外文丘里管长度的1.7倍。但是在实际应用中，为保证被测量处形成典型的紊流状态，双文丘里测速管前zui后留有管道直径或当量直径的5倍直管段。
另外，文丘里管测风装置自身也有缺陷。在测量含尘气流时，灰尘只进不出，造成取压管路堵塞，再加上锅炉启、停炉时冷、热态的变化，所形成的水气与测风装置感压管路中的灰尘会形成硬块，很难清除，维护工作量大，从而造成所测量结果不准确。因此，为防止管道中的粉尘堵塞测量孔，管线需增加连续吹扫装置。
2.3横截面式流量计
近年来出现了一些新的用于风量测量的流量计，如横截面式流量计，也在一些电厂中得到了应用，如图3所示。横截面式流量计采用速度面积法，将测量流速的截面分割成若干小的单元面积，通过测量每个单元面积的流速，然后经过计算、汇总获得总的流量。横截面式流量计是针对工业现场没有直管段的情况而设计的一种新型流量计。由于没有足够的直管段，通过管道横截面上各点的流速不一样，实际风速分布没有一定的规律可遵循。
横截面流量计主要由整流器和按一定规律排列的平均速度取压管组成，将流速不同的动压经装置变成较平稳的信号。横截面流量计与其他流量计相比，具有两个突出的优点，一是无需任何直管段。只要有250～350mm的安装位置，就能保证测量的准确度。二是无需现场标定。三是正压孔与静压孔都为迎流方向，可以降低堵塞的可能性。但由于横截面式流量传感器的放大作用不大，输出差压低，一般要配性能较好、价格较高的微差压变送器。
三、土耳其SILOPI电厂风量测量装置选择
土耳其SILOPI电厂1×135MW循环流化床机组，对自动化水平的要求较高，准确连续地测量锅炉的风量，是机组实现自动化控制和运行的必要条件之一。风量测量采用了一种新型的横截面式风量测量装置。由于该机组的一次风、二次风的风道截面比较大，对于大风道的风量测量，仅有一个测量点是不够的，为了能准确地测量出锅炉风量，采用的办法是在大风道截面上严格按标准采用等截面多点测量原理，测量截面的平均速度。具体方案是根据各测量管道截面尺寸的大小、直管段长、短等因素来确定测量点数，并将多个测量点的等截面有机地组装在一起，正压侧与正压侧相连，负压侧与负压侧相连，正、负压侧各引出一根总的引压管，分别与差压变送器的正负端相连，测得截面的平均速度，然后计算出风量。
对于上风箱人口二次风量的测量装置，风道口径2000×810×5，由于风道大，直管段短，截面风速容易分布不均匀。为了确保准确测量风量，风道截面上按等截面多点测量原理布置16个风量测量点，在风道内将16个风量测量探头的正压侧与正压侧、负压侧与负压侧相互连接，引出1组正、负压信号至差压变送器。其等截面布置风量测量点见图4。
从现场反应的情况看，一、二次风的设计风量与实测风量基本一致，各测点处风量实测结果稳定，对应关系好，能满足锅炉自动投入的要求。
四、结束语
目前大多数新建的锅炉风道的直管段都比较短，给风量的准确测量带来了一定的难度。准确测量锅炉风量有助于进行*燃烧工况调节，提高安全比和经济效益。但是，风速测量受到诸多因素影响，比如管道的口径小，形状及工艺管路布置，介质的流动状态，安装条件与质量等。土耳其SILOPI电厂工程1×135MW流化床机组的一、二次风采用横截面式风量测量装置，测量结果与设计值基本一致，各测点处风量实测结果稳定，取得了较好的应用效果。另外，今后工艺专业在管路设计时应多考虑管路的走向，在需安装风量测量装置的地方留出足够的直管段，为风量的准确测量创造有利条件。
