CN207007253U - 一种均压室、包含它的管道及包含它的风烟流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种均压室、包含它的管道及包含它的风烟流量测量装置，均压室，为等腰三角形薄壁空腔结构，等腰三角形的顶角为60～120°，等腰三角形的底边上设有至少3个全压取压口，等腰三角形的顶点位置设有排灰口，所有的全压取压口和排灰口均与薄壁空腔连通。上述均压室尤其适用于大型垂直风烟道且气体流向为由上至下的风烟道气体流量测量，包括它的风烟流量测量装置具有防堵灰、耐高温、测量精度高、测量值稳定等显著优势。

Description

一种均压室、包含它的管道及包含它的风烟流量测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种均压室、包含它的管道及包含它的风烟流量测量装置，属于气体流量测量技术领域。

背景技术

在现代企业生产中，锅炉每小时都需送入大量的风，同时产出大量的烟气。随着我国经济体制改革的深入、经济核算单位的细分，实行成本核算与管理、充分降低能耗已成发展趋势，而大管道含尘气体流量的测量，其意义显得越来越重大，亦愈来愈被人们所关注与重视。

工业生产过程，在温度、压力、流量、液位四大热工参数的测量中，流量测量要达到预期的精确度和可靠性，自控工程师普遍认为难度最大，尤其是大管道风量、烟气流量测量，更显棘手，究其原因：一则被测量流体普遍具有温度高、含尘量大、腐蚀性强等特点；二则输送流体的管道截面积大、直管段短、弯头多，且流量变化范围大、静压小、流速低。因此，要准确测量大管道风量、烟气流量，既要合理设计、选择流量测量装置，又要正确安装、使用流量测量装置，只有全方位的管控才能保证测量值的准确可靠。

以火力发电厂为例，进一步说明目前大管道风量、烟气流量测量的现状。

电站锅炉一、二次风风量控制直接关系着锅炉稳定燃烧、经济运行、防止结焦、降低污染物排放等系列重要指标，是火电厂安全、经济、环保运行的主要工作内容。一次风、二次风经回转式空气预热器预热，不仅吸收烟气中大量热量，而且通过换热元件携带了大量灰粒，具有高温、含尘的特点，给风量测量装置长期稳定可靠工作带来相当大的挑战。此外，电站锅炉的排烟量测量也尤为重要，在SCR工艺中，必须根据实时烟气流量计算喷氨量；在烟囱入口，出于环保监测需要，也必须准确测量烟气总量；烟气流量测量还直接关系到热平衡计算、燃烧效率评价的准确性。烟气与一次风、二次风相比，不仅具有更高的温度和含尘浓度，而且在锅炉尾部烟道还具有湿度大、腐蚀性强的特点，因此烟气量的测量难度会更大。

电站锅炉一次风、二次风及烟气的特点决定了风烟流量测量装置长时间使用后很容易磨损和堵塞，其中又以堵塞问题尤为棘手。常规的差压式流量测量装置全压口和静压口插入气流中，气流中携带的粉尘由于与测量装置撞击、随气流流动和摩擦静电的作用，容易粘结在取压口及其连通管道内。当气体温度低于酸露点和水露点时，粉尘的粘性显著增大，导致测量装置内粉尘结块，更加剧了测量装置的堵塞问题。这种堵塞发生在风量测量装置的内部，只能用压缩空气定时吹扫的办法加以解决，给热工专业带来很大的维护工作量。

火力发电厂风烟系统管道截面积大，管道内布置挡板调节门、支撑杆等构件，受布置空间限制，一般直管段较短且弯头较多，造成管道内流场较为紊乱，流动截面速度分布、温度分布严重不均，单点或少数几个点测得的平均动压值不能代表整个流动截面的总风量或总烟气量的变化。

此外，现有的风量或烟气流量测量装置压损也较大，应用于火力发电厂很不经济，如文丘里管、机翼型流量计采用对管道节流的方式增大流量测量装置的压差信号，但同时增加了气流流动阻力，进而导致厂用电率增加。

实用新型内容

本实用新型提供一种均压室、包含它的管道及包含它的风烟流量测量装置，以提高工业生产过程中风量和烟气流量测量的稳定性和准确性

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种均压室，其特征在于：为等腰三角形薄壁空腔结构，等腰三角形的顶角为60～120°，等腰三角形的底边上设有至少3个全压取压口，等腰三角形的顶点位置设有排灰口，所有的全压取压口和排灰口均与薄壁空腔连通。

上述等腰三角形薄壁空腔结构为形状为等腰三角形的箱体结构，除了取压口和排灰室外，为密闭结构。

作为一种常识，等腰三角形有一个顶角和两个底角，与顶角相对的边为底边，与两个底角相对的边分别为两腰。

上述均压室尤其适用于大型垂直风烟道、且气体流向为由上至下的风烟道气体流量测量，能够适应高温、粉尘环境；利用上述均压室取压时，等腰三角形的底边部位迎气流。

上述均压室也适用于具有较大倾角风烟道、且气体流向为由上至下的风烟道气体流量测量，上述较大倾角指风烟道中心线与水平面之间夹角＞45°。

为了提高均压室的均压效果，

为了提高取压的稳定性，等腰三角形的底边设有延伸腔体，延伸腔体与等腰三角形连通。以增加薄壁空腔内空间大小。延伸腔体除了与等腰三角形连通之处，其它为密闭结构。

为了兼顾获取稳定的全压和防止均压室积灰，排灰口通流截面总和与全压取压口通流截面总和的比值介于0.05～0.2之间。

为了进一步增强均压室的防堵灰特性，上述均压室，还包括清灰针，清灰针一端悬吊在均压室内部、另一端伸出排灰口。在流体动能作用下，清灰针作无规则振打，保证排灰口通畅。

安装有上述均压室的管道，包括管道本体和安装在管道本体内一个以上的均压室，当均压室有两个以上时，所有的均压室均通过连通管连通。

为了兼顾获取稳定的全压和防止均压室积灰，当管道本体为矩形风烟道时，全压取压口等间距布置，当测量截面均压室个数不少于3个时，各均压室也等间距布置。

为了兼顾获取稳定的全压和防止均压室积灰，当管道本体为圆形风烟道时，全压取压口非等间距布置，而是根据同心圆等面积法确定。

为了兼顾获取稳定的全压和防止均压室积灰，当管道本体为圆形风烟道时，均压室的底边沿圆形风道的直径布置，当测量截面均压室个数不少于2个时，所有的均压室互相交叉、且周向对称布置。

上述周向对称也即，当均压室为两个时，互相垂直，当均压室为三个时，相邻两均压室的夹角为60°。

包括上述均压室的风烟流量测量装置，还包括静压取压装置和平均全压引压管，静压取压装置设在均压室的下游，平均全压引压管一端位于均压室内、另一端引至均压室外。通过均压室获取全压，并在其下游设静压取压装置获取静压，全压与静压之差的大小反应气体流量大小，数学关系为压差的0.5次方与气体流量成正比，符合伯努利方程原理。

烟气或风的流动方向与从上游到下游的方向一致。

上述均压室与静压取压装置共同构成风烟流量测量装置感压装置，

上述风烟流量测量装置，还包括差压变送器、温度测量元件和流量计算显示模块，平均全压引压管一端位于均压室内、另一端引至差压变送器，静压取压装置与差压变送器连接，差压变送器连接和温度测量元件均与流量计算显示模块连接。上述平均全压与平均静压的差值为平均动压，经差压变送器转换为电信号，传输至流量计算显示模块，结合温度测量元件提供的温度电信号，实时计算所测气体流量。

为了获取通流截面的平均静压，静压取压装置设有两个以上相互连通的静压取压口。

本实用新型风烟流量测量装置使用时，将其插入对应的管道中，插入管道中产生阻力的部件主要是均压室，其迎流面几乎完全提供了流量测量信号，而传统流量测量装置(如多点式风量测量装置、机翼式风量测量装置等)均无法实现此点且差距明显，因此本实用新型可谓以最小的阻力损失代价获取了最为可靠的流量测量信号，节能优势尤为明显。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

本实用新型风烟流量测量装置对大管道气体流速分布不均的场合适应性强；由于均压室特殊的薄壁空腔结构，不易积灰，且进一步采用清灰针的设计，最大限度减小了积灰倾向；本实用新型的气体流量测量装置具有防堵灰、耐高温、测量精度高、测量值稳定等显著优势。

附图说明

图1为本实用新型实施例1布置于垂直矩形烟道内均压室的结构示意图。

图2为图1俯视结构示意图。

图3为本实用新型实施例2布置于垂直圆形风道内均压室的结构示意图。

图4为图3俯视结构示意图。

图中，1为全压取压口，2为排灰口，3为气流方向。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图所示的均压室，为等腰三角形薄壁空腔结构，等腰三角形的顶角为90°(允许的加工范围是60～120°，顶角越小越利于排灰，然而考虑到安装等问题，可在60～120°之间根据实际需要来具体选择)，等腰三角形的底边上设有至少3个等间距布置的全压取压口，等腰三角形的顶点位置设有排灰口，所有的全压取压口和排灰口均与薄壁空腔连通。

排灰口通流截面总和与全压取压口通流截面总和的比值为0.1(实际操作中，比值越小信号越稳定，然而综合考虑排灰的问题，优选在0.05～0.2之间)。

将上述3个均压室等间距安装于电厂尾部烟道上(矩形管)，所有的均压室均通过连通管连通。

包含上述均压室的风烟流量测量装置，还包括平均全压引压管、静压取压装置、差压变送器、温度测量元件和流量计算显示模块，静压取压装置设在管内均压室的下游，平均全压引压管一端位于均压室内、另一端引至差压变送器，静压取压装置也引至差压变送器，差压变送器连接和温度测量元件均与流量计算显示模块连接。

通过均压室获取全压，并在其下游设静压取压装置获取静压，全压与静压之差的大小反应气体流量大小，数学关系为压差的0.5次方与气体流量成正比，符合伯努利方程原理。上述平均全压与平均静压的差值为平均动压，经差压变送器转换为电信号，传输至流量计算显示模块，结合温度测量元件提供的温度电信号，实时计算所测气体流量。

本实用新型风烟流量测量装置使用时，将其插入对应的管道中，插入管道中产生阻力的部件主要是均压室，其迎流面几乎完全提供了流量测量信号，而传统流量测量装置(如多点式风量测量装置、机翼式风量测量装置等)均无法实现此点且差距明显，因此本实用新型可谓以最小的阻力损失代价获取了最为可靠的流量测量信号，节能优势尤为明显；对大管道气体流速分布不均的场合适应性强；由于均压室特殊的薄壁空腔结构，不易积灰，且进一步采用清灰针的设计，最大限度减小了积灰倾向；具有防堵灰、耐高温、测量精度高、测量值稳定等显著优势。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是：将上述2个均压室垂直交叉安装于电厂磨煤机入口风道上(圆管)，全压取压口非等间距布置，而是根据同心圆等面积法确定；均压室的底边沿圆形风道的直径布置。

实施例3

与实施例1基本相同，所不同的是：等腰三角形的底边设有延伸腔体，延伸腔体与等腰三角形连通。以增加薄壁空腔内空间大小。

实施例4

与实施例1基本相同，所不同的是：均压室，还包括清灰针，清灰针一端悬吊在均压室内部、另一端伸出排灰口。在流体动能作用下，清灰针作无规则振打，保证排灰口通畅。

Claims (10)

1.一种均压室，其特征在于：为等腰三角形薄壁空腔结构，等腰三角形的顶角为60～120°，等腰三角形的底边上设有至少3个全压取压口，等腰三角形的顶点位置设有排灰口，所有的全压取压口和排灰口均与薄壁空腔连通。

2.如权利要求1所述的均压室，其特征在于：等腰三角形的底边设有延伸腔体，延伸腔体与等腰三角形连通。

3.如权利要求1或2所述的均压室，其特征在于：排灰口通流截面总和与全压取压口通流截面总和的比值介于0.05～0.2之间。

4.如权利要求1或2所述的均压室，其特征在于：还包括清灰针，清灰针一端悬吊在均压室内部、另一端伸出排灰口。

5.安装有权利要求1-4任意一项所述的均压室的管道，其特征在于：包括管道本体和安装在管道本体内一个以上的均压室，当均压室有两个以上时，所有的均压室均通过连通管连通。

6.如权利要求5所述的管道，其特征在于：当管道本体为矩形风烟道时，全压取压口等间距布置，当测量截面均压室个数不少于3个时，各均压室也等间距布置。

7.如权利要求5所述的管道，其特征在于：当管道本体为圆形风烟道时，全压取压口非等间距布置，而是根据同心圆等面积法确定。

8.如权利要求5或7所述的管道，其特征在于：当管道本体为圆形风烟道时，均压室的底边沿圆形风道的直径布置，当测量截面均压室个数不少于2个时，所有的均压室互相交叉、且周向对称布置。

9.包含权利要求1-4任意一项所述的均压室的风烟流量测量装置，其特征在于：还包括静压取压装置和平均全压引压管，静压取压装置设在均压室的下游，平均全压引压管一端位于均压室内、另一端引至均压室外。

10.如权利要求9所述的风烟流量测量装置，其特征在于：还包括差压变送器、温度测量元件和流量计算显示模块，平均全压引压管一端位于均压室内、另一端引至差压变送器，静压取压装置与差压变送器连接，差压变送器连接和温度测量元件均与流量计算显示模块连接。