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Wv-i系列插入式抗振型渦街流量計在鍋爐風量檢測中的應用案例
已閱:1557  2016/6/13 12:28:08

Wv-i系列插入式抗振型渦街流量計

在鍋爐風量檢測中的應用案例

循環流化床(CFB)鍋爐爐膛負壓控制回路的實現,首先面臨的難題在于:爐膛負壓常呈現超過100%的強烈波動,須經由截止頻率極低的低通濾波濾除后,方可得出正確的負壓信號,由此引發高達30秒左右的測量滯后,常規的單回路調節系統極易產生失控,須引用一次風、二次風、引風風量信號,才能實現爐膛負壓的自動控制。

常見的風量測量采用差壓式流量計,包括機翼測風裝置、巴類流量計、橫截面流量計、雙喉徑流量計、V錐流量計等,我公司在之前數十套CFB項目DCS工程中發現:除非帶有自動吹掃裝置,上述差壓式流量計普遍存在三個月后連流量趨勢都不能正確反應的現象,直接導致爐膛負壓控制回路的失敗。

與用戶共同分析下確認:普遍的原因在于—導壓孔/管的堵塞,導致微弱的差壓不能正確傳遞至差壓變送器,致使風量檢測徹底失敗。

同時,由于電廠通常不具備潔凈的儀表空氣,吹掃系統的電磁閥易產生泄漏,直接破壞差壓的檢測,也往往難于實現預期的成效。

無奈之下,只能采用風門開度或風機變頻器頻率輸出擬合流量的方法,勉強實現爐膛負壓的控制。

在鍋爐風管的設計中,為盡可能降低壓力損失帶來的能耗,通常采用加大風管流通面積的方法,降低風速,以二階關系大幅度降低壓損帶來的能耗,卻因此對于風量檢測提出艱巨的挑戰:

1.直管段長度嚴重不足

2.低流速導致流量信號微弱

3.低壓力/甚至負壓(煙氣)、高溫輸送的氣體,密度低,由此進一步減弱流量信號。

4.即使是通常被認為潔凈的一次風、二次風、返料風,內含的灰塵等雜質,在一定的運行時間下,依舊會堵塞傳遞微弱壓力的導壓孔/導壓管,更勿論臟污的煙氣,缺乏可操作性的。

通常,風管上伴有強烈振動,甚至干擾微差壓變送器的測量,對于振動敏感的流量計,應用于風量檢測,通常認為是不可思議的錯誤。

由于我公司的渦街流量計在研發時確定的最主要目標是大幅度提升流量計的現場適應能力,尤其是制約渦街流量計的主要問題——對振動干擾敏感的問題,在首臺樣機研發成功后,派出專人,在我公司承擔DCS工程的CFB項目中,實測風管振動數據,找出振動最為強烈的測量現場,最后選定江蘇宜興某自備電廠進行現場試驗。現場照片見下圖:



從照片中可以看到:

1.測振儀顯示振動強度高達24m/s²,即2.448倍重力加速度,風管上的水平加強筋因風管振裂而后增設,未加防護處理,明顯呈現遠超原設計加強筋的銹蝕。

2.直管段長度不足2D,難于滿足一般流量計的安裝要求,特別是該管道連續通過2個轉彎,并且緊貼風機,流場嚴重畸變,同時,必然伴生漩渦,進一步破壞流量計工作條件,極易導致流量計無法檢測。

該測點工藝條件如下:

1.流體類型:流化床煙氣

2.管徑:1.5×0.9m  流量:14000~45000m³/h,常用溫度: 20℃ 壓力:2kPa  直管段1.9D,管道振動2.4g

根據以上條件,選用我公司Wv-i系列插入式抗振型渦街流量計,一舉獲得成功。

下圖為DCS歷史趨勢畫面(20067月):

其中:綠色(藍色)曲線為風門開度,黃色(紅色)曲線為流量。



下圖為未經任何維護,運行近1年后(20075月)的DCS歷史記錄:



從中可以看出:從2006727日 到200757日,經過近一年的使用,流量計運行穩定,示值準確。由此可以確定:鍋爐風對于我公司渦街流量計而言,可視為潔凈流體,徹底解決臟污維護問題。分析原因在于:我產品獨特的設計結構沒有各種傳遞信號的縫隙和孔洞,不易粘附臟物,能夠徹底將渦街流量計的抗臟污性能發揮出來。。

由于我產品插入桿直徑為36mm,并且插入管內的長度為管道相應尺寸的一半,附加壓力損失低至難以檢測,更能產生顯著的節能效力。

流化床鍋爐風量檢測的困難為行業所共知,在此之前絕無渦街流量計成功用于風量檢測的先例,原因在于渦街的致命缺陷:對機械振動干擾敏感。

此現場振動強度超過2.4g,為我公司承擔的數十家DCS工程電廠中,振動最為強烈的風管,而我公司產品在此測點的成功應用,直接驗證產品具備了顛覆傳統認知的抗振動干擾能力,我們也由此確定:歷時4年的抗振性能艱苦研發,終于實現首步預期目的。

渦街流量計對上/下游直管段長度的坎坷要求為設計人員所詬病,在直管段不足時,渦街流量計甚至不能產生卡門渦街,表現為連流量趨勢也不能反映,測量徹底失敗,我公司針對此缺陷研制的雙發生體結構及獲得發明專利的“鎖頻環”信號處理系統,再次顛覆渦街流量計直管段要求的傳統認識,結合遙遙領先的抗振能力,在提升渦街流量計現場適應能力的道路上,取得重大突破。

經過長時間運行,在未對流量計系數及量程進行任何修正的前提之下,流量計示值與下游工藝核算基本吻合,現場采用皮托管多點標定,確認誤差小于7%,完全滿足控制及操作需求。

至此可以判定,我公司流量計在此低壓、強烈振動、直管段嚴重不足的測點中測量成功。

總結:

1、類似于電廠鍋爐風等介質對于渦街流量計而言,屬于潔凈介質,如果結構設計合理,將會展現遠超過差壓式流量計的抗污能力,可杜絕過去使用差壓式流量計所必須的維護。

2、從整體來看,對機械振動敏感仍然是限制渦街流量計流量計使用的最大難題,如果抗振問題能夠解決,將徹底取代氣體檢測中所有氣體流量計。在實際使用中,風管的振動強度,很有可能會突破我廠限制,因此在使用時候必須慎重。

3、在此案例中,我們發現,不足2D的直管段所產生的流場畸變十分危險,系統誤差在7%之內,雖已滿足工藝需求,也已挑戰我公司產品對于直管段要求的極限,遠低于產品應有的1.5級精度等級,因此在選用中仍需注意。

4、Wv系列產品在此場所的應用成功,直接證明了產品所具備的國際遙遙領先的抗振能力,并直接展現了渦街流量計在能夠抵御免疫戰場振動下所表現出來的未來流量計所特有的高性能。

 
 
 

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