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Wv-i系列插入式抗振型涡街流量计在锅炉风量检测中的应用案例
已阅:1691  2016/6/13 12:28:08

Wv-i系列插入式抗振型涡街流量计

在锅炉风量检测中的应用案例

循环流化床(CFB)锅炉炉膛负压控制回路的实现,首先面临的难题在于:炉膛负压常呈现超过100%的强烈波动,须经由截止频率极低的低通滤波滤除后,方可得出正确的负压信号,由此引发高达30秒左右的测量滞后,常规的单回路调节系统极易产生失控,须引用一次风、二次风、引风风量信号,才能实现炉膛负压的自动控制。

常见的风量测量采用差压式流量计,包括机翼测风装置、巴类流量计、横截面流量计、双喉径流量计、V锥流量计等,我公司在之前数十套CFB项目DCS工程中发现:除非带有自动吹扫装置,上述差压式流量计普遍存在三个月后连流量趋势都不能正确反应的现象,直接导致炉膛负压控制回路的失败。

与用户共同分析下确认:普遍的原因在于—导压孔/管的堵塞,导致微弱的差压不能正确传递至差压变送器,致使风量检测彻底失败。

同时,由于电厂通常不具备洁净的仪表空气,吹扫系统的电磁阀易产生泄漏,直接破坏差压的检测,也往往难于实现预期的成效。

无奈之下,只能采用风门开度或风机变频器频率输出拟合流量的方法,勉强实现炉膛负压的控制。

在锅炉风管的设计中,为尽可能降低压力损失带来的能耗,通常采用加大风管流通面积的方法,降低风速,以二阶关系大幅度降低压损带来的能耗,却因此对于风量检测提出艰巨的挑战:

1.直管段长度严重不足

2.低流速导致流量信号微弱

3.低压力/甚至负压(烟气)、高温输送的气体,密度低,由此进一步减弱流量信号。

4.即使是通常被认为洁净的一次风、二次风、返料风,内含的灰尘等杂质,在一定的运行时间下,依旧会堵塞传递微弱压力的导压孔/导压管,更勿论脏污的烟气,缺乏可操作性的。

通常,风管上伴有强烈振动,甚至干扰微差压变送器的测量,对于振动敏感的流量计,应用于风量检测,通常认为是不可思议的错误。

由于我公司的涡街流量计在研发时确定的最主要目标是大幅度提升流量计的现场适应能力,尤其是制约涡街流量计的主要问题——对振动干扰敏感的问题,在首台样机研发成功后,派出专人,在我公司承担DCS工程的CFB项目中,实测风管振动数据,找出振动最为强烈的测量现场,最后选定江苏宜兴某自备电厂进行现场试验。现场照片见下图:



从照片中可以看到:

1.测振仪显示振动强度高达24m/s²,即2.448倍重力加速度,风管上的水平加强筋因风管振裂而后增设,未加防护处理,明显呈现远超原设计加强筋的锈蚀。

2.直管段长度不足2D,难于满足一般流量计的安装要求,特别是该管道连续通过2个转弯,并且紧贴风机,流场严重畸变,同时,必然伴生漩涡,进一步破坏流量计工作条件,极易导致流量计无法检测。

该测点工艺条件如下:

1.流体类型:流化床烟气

2.管径:1.5×0.9m  流量:14000~45000m³/h,常用温度: 20℃ 压力:2kPa  直管段1.9D,管道振动2.4g

根据以上条件,选用我公司Wv-i系列插入式抗振型涡街流量计,一举获得成功。

下图为DCS历史趋势画面(20067月):

其中:绿色(蓝色)曲线为风门开度,黄色(红色)曲线为流量。



下图为未经任何维护,运行近1年后(20075月)的DCS历史记录:



从中可以看出:从2006727日 到200757日,经过近一年的使用,流量计运行稳定,示值准确。由此可以确定:锅炉风对于我公司涡街流量计而言,可视为洁净流体,彻底解决脏污维护问题。分析原因在于:我产品独特的设计结构没有各种传递信号的缝隙和孔洞,不易粘附脏物,能够彻底将涡街流量计的抗脏污性能发挥出来。。

由于我产品插入杆直径为36mm,并且插入管内的长度为管道相应尺寸的一半,附加压力损失低至难以检测,更能产生显著的节能效力。

流化床锅炉风量检测的困难为行业所共知,在此之前绝无涡街流量计成功用于风量检测的先例,原因在于涡街的致命缺陷:对机械振动干扰敏感。

此现场振动强度超过2.4g,为我公司承担的数十家DCS工程电厂中,振动最为强烈的风管,而我公司产品在此测点的成功应用,直接验证产品具备了颠覆传统认知的抗振动干扰能力,我们也由此确定:历时4年的抗振性能艰苦研发,终于实现首步预期目的。

涡街流量计对上/下游直管段长度的坎坷要求为设计人员所诟病,在直管段不足时,涡街流量计甚至不能产生卡门涡街,表现为连流量趋势也不能反映,测量彻底失败,我公司针对此缺陷研制的双发生体结构及获得发明专利的“锁频环”信号处理系统,再次颠覆涡街流量计直管段要求的传统认识,结合遥遥领先的抗振能力,在提升涡街流量计现场适应能力的道路上,取得重大突破。

经过长时间运行,在未对流量计系数及量程进行任何修正的前提之下,流量计示值与下游工艺核算基本吻合,现场采用皮托管多点标定,确认误差小于7%,完全满足控制及操作需求。

至此可以判定,我公司流量计在此低压、强烈振动、直管段严重不足的测点中测量成功。

总结:

1、类似于电厂锅炉风等介质对于涡街流量计而言,属于洁净介质,如果结构设计合理,将会展现远超过差压式流量计的抗污能力,可杜绝过去使用差压式流量计所必须的维护。

2、从整体来看,对机械振动敏感仍然是限制涡街流量计流量计使用的最大难题,如果抗振问题能够解决,将彻底取代气体检测中所有气体流量计。在实际使用中,风管的振动强度,很有可能会突破我厂限制,因此在使用时候必须慎重。

3、在此案例中,我们发现,不足2D的直管段所产生的流场畸变十分危险,系统误差在7%之内,虽已满足工艺需求,也已挑战我公司产品对于直管段要求的极限,远低于产品应有的1.5级精度等级,因此在选用中仍需注意。

4、Wv系列产品在此场所的应用成功,直接证明了产品所具备的国际遥遥领先的抗振能力,并直接展现了涡街流量计在能够抵御免疫战场振动下所表现出来的未来流量计所特有的高性能。

 
 
 

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