一种基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统及方法与流程

本发明属于烟气测量，涉及一种基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统及方法。

背景技术：

1、烟气流量参数是目前大型燃煤锅炉的重要监控参数之一，对于锅炉燃烧系统的设备运行状态评估及安全稳定运行监控具有重要意义，特别是随着数字化电厂及碳排放量监测的需求日益增长，对于烟气流量的精准可靠测量具有重要工程应用价值。然而，受投资费用及环保改造等因素影响，目前大型燃煤机组普遍布置紧凑，烟气系统中往往难以满足常规流量测量装置(如矩阵式流量计、超声波流量计等)的安装及测量要求，且大型燃煤锅炉的烟风系统还存在管道截面面积大(管道当量直径大于2m)而流速低(通常小于15m/s)、烟气含尘量及含湿量大且含有硫酸氢氨等成分而易造成测量元件堵塞等问题，对烟气流量的实时可靠准确测量仍是亟需解决的技术难题，目前轴流式引风机已应用于锅炉烟风系统中，而轴流式引风机均具有将烟气动压转化为静压升的扩压器结构，针对扩压器的烟气流量测量基本上处于空缺状态，如果实现扩压器的烟气流量测量已成为行业的研究方向。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统及方法，该系统及方法能够测量扩压器的烟气流量。

2、为达到上述目的，本发明所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，包括防堵多点取压装置、引压管路、阀门及就地仪表箱；

3、所述防堵多点取压装置安装于所述扩压器内，所述就地仪表箱包括工控触屏一体机以及设置于所述工控触屏一体机内的压力变送器、大气压力计以及可编程逻辑控制器，其中，防堵多点取压装置的出口与压力变送器的入口相连通，压力变送器的输出端及大气压力计的输出端与可编程逻辑控制器的输入端相连接。

4、所述防堵多点取压装置的出口经引压管路及阀门与压力变送器的入口相连通。

5、所述就地仪表箱还包括电源开关。

6、所述防堵多点取压装置为复合式笛型管结构。

7、所述引压管路采用cems恒功率伴热管线。

8、可编程逻辑控制器的采样周期ts＝0.2s～0.6s。

9、所述扩压器为圆锥筒结构，扩压筒的扩张角β＝5°～20°。

10、本发明所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量方法，包括以下步骤：

11、通过防堵多点取压装置对扩压器的流量测量截面进行取压，再经压力变送器转换为平均总压及平均静压

12、计算流量测量系统的平均流量系数

13、然后将流量测量系统的平均流量系数平均总压及平均静压输入至可编程逻辑控制器中，所述可编程逻辑控制器根据所述平均总压pt及平均静压ps计算烟气的实际体积流量qv。

14、所述流量测量系统的平均流量系数为：

15、

16、

17、其中，为烟气温度，为地大气压力，qv-test为通过现场标定试验人工测量得到的某一试验工况下的体积流量，k为试验工况数，j为试验工况序号，j＝1,2,…,k，εj为第j个试验工况下拟合得到的流量系数，a为测量面的面积，ρ0为标况下的介质密度。

18、所述烟气的实际体积流量qv为：

19、

20、本发明具有以下有益效果：

21、本发明所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统及方法在具体操作时，通过在扩压器上安装防堵多点取压装置，以实时测量烟气的总压及静压，并基于现场标定试验获取得到该流量测量系统的平均流量系数，进而基于动压与体积流量的关系实时获取得到烟气的流量，实现对扩压器烟气流量的测量。

技术特征：

1.一种基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，其特征在于，包括防堵多点取压装置(5)、引压管路(6)、阀门(14)及就地仪表箱(7)；

2.根据权利要求1所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，其特征在于，所述防堵多点取压装置(5)的出口经引压管路(6)及阀门(14)与压力变送器(8)的入口相连通。

3.根据权利要求1所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，其特征在于，所述就地仪表箱(7)还包括电源开关(11)。

4.根据权利要求1所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，其特征在于，所述防堵多点取压装置(5)为复合式笛型管结构。

5.根据权利要求2所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，其特征在于，所述引压管路(6)采用cems恒功率伴热管线。

6.根据权利要求1所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，其特征在于，可编程逻辑控制器(12)的采样周期ts＝0.2s～0.6s。

7.根据权利要求1所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，其特征在于，所述扩压器(4)为圆锥筒结构，扩压筒的扩张角β＝5°～20°。

8.一种基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量方法，其特征在于，基于权利要求1所述的基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量方法，其特征在于，所述流量测量系统的平均流量系数为：

10.根据权利要求9所述基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量方法，其特征在于，所述烟气的实际体积流量qv为：

技术总结本发明公开了一种基于轴流风机扩压器结构的烟气流量测量系统及方法，包括防堵多点取压装置、引压管路、阀门及就地仪表箱；所述防堵多点取压装置安装于所述扩压器内，所述就地仪表箱包括工控触屏一体机以及设置于所述工控触屏一体机内的压力变送器、大气压力计以及可编程逻辑控制器，其中，防堵多点取压装置的出口与压力变送器的入口相连通，压力变送器的输出端及大气压力计的输出端与可编程逻辑控制器的输入端相连接，该系统及方法能够测量扩压器的烟气流量。技术研发人员：丹慧杰,牛拥军,闫宏,郑金,李启明,石清鑫,孙大伟,雷鸣,董博祎受保护的技术使用者：华能长江环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23