脫硫煙氣流量計流量測量的技術難點及解決方案, 以及全截面矩陣式煙氣流量計在白音華金山電廠脫硫系統中的應用及效果。

1、煙氣流量計概述：

  隨著國家對節能減排及總量排放的要求越來越高, 環保部門對各電力企業的脫硫煙氣排放量的流量測量準確性越來越重視。針對畢托管、熱式流量計、巴類等傳統的流量測量裝置對安裝環境要求高、測量偏差較大等問題也發放了有關文件。

  經過充分的調研和論證分析, 針對內蒙古白音華金山電廠脫硫工況的實際情況, 在脫硫系統的凈煙氣流量測量裝置上采用了全截面矩陣式煙氣流量計, 得到了滿意的效果。

2、脫硫煙氣流量計主要技術難點：

  脫硫煙氣裝置測量的難點主要體現在以下幾個方面。

2.1、脫硫煙氣管道的管徑大、速度不均問題：

  現有的差壓式的流量測量裝置的計算模型都是Q=V*S. (Q為流量, V為速度, S代表管道截面) , 但是管道內部的速度場分布很不均勻 (尤其是大尺寸管道) , 截面的不同位置速度差別很大, 所以取壓點位置的選擇決定管道流量測定結果的準確性。為獲得準確可靠的管道流量測量結果, 這就要求取壓點不應是截面的某一個點而是在全截面上布置具有代表性的多個取壓點。白音華金山電廠原采用的測量裝置為單取壓點的畢托管測量裝置, 無法滿足大管徑管道煙氣流量測量的要求。

2.2、脫硫裝置前后直管道長度難以滿足測量要求問題：

 從節約和工藝的要求上一般脫硫裝置前后都很少有較長的直管段, 只要比較順利地連通管道就行;而在這有限的直管段中, 又要設置必須的管道附件, 如煙氣擋板, 膨脹節、三通等;這就使得煙氣的流場非常錯亂。而傳統煙氣流量測量裝置需要直管段長度必須不低于前四后二 (取壓點前后直管段長度分別不小于4倍和2倍管道橫截面當量直徑) , 才能保證測量的準確性。白音華金山電廠脫硫煙氣管道尺寸是10m×7m, 當量直徑是8.2m (2AB/ (A+B) ) , 為保證準確性應有49.2m左右的直管段, 現場無法滿足實際測量需求。

2.3、測量裝置的堵塞問題：

  和鍋爐的一、二次風風量測量裝置產生堵塞的情況相比, 脫硫煙氣測量裝置的堵塞更為嚴重而難以解決;造成一、二次風測風裝置的堵塞的是空氣中干燥的灰塵, 而脫硫煙氣在經過脫硫裝置后 (無論是否有GGH) , 煙氣中已攜帶大量水分, 煙氣顆粒物以灰漿形式積存在測量裝置上, 簡單地說一、二次風的測量的是氣、固兩相流, 而脫硫煙氣測量的是氣、固、液三相混合流, 運行工況更復雜, 堵塞更嚴重。為保證測量裝置正常運行, 必須解決裝置堵塞問題, 否則一旦出現堵塞, 必然影響測量結果準確性, 甚至無差壓輸出, 即使采用壓縮空氣吹掃也難以*解決。

2.4、測量裝置的腐蝕問題：

  煙氣在脫硫過程中會使用具有腐蝕性的脫硫劑, 同時煙氣中的硫化物也會部分溶解在脫硫煙氣攜帶的水分中, 具有很強的腐蝕性, 煙氣測量裝置*處在腐蝕性環境中運行, 必然產生腐蝕。

3、煙氣流量計流量測量裝置的原理及特點：

3.1、測量裝置的原理：

測量裝置是基于靠背管原理, 測量裝置的取壓管設置在煙氣管道內, 煙氣在管道內流動時, 迎風面取壓管受到氣流沖擊而產生壓力能, 管道壓力較高, 其壓力稱為“全壓”;背風面取壓管不受氣流沖擊, 管道壓力為煙氣管道內靜壓力, 其壓力稱為“靜壓”。全壓與靜壓之差稱為差壓, 差壓的大小與管道內介質流速 (量) 有關, 流速 (量) 越大, 差壓越大;反之, 差壓越小。測量裝置通過測量差壓大小, 再由相關模型計算公式輸出煙氣管道內流速 (量) 。

3.2、自清灰防堵塞裝置—解決裝置堵塞的問題：

針對脫硫煙氣易堵塞情況, 測量裝置上增設自清灰防堵塞裝置, 即在取壓管垂直管道內設置有自清灰棒, 在氣流沖擊下自清灰棒無規則擺動并與取壓管壁撞擊將其上附著的灰塵清掃下來, 實現自清灰作用。

3.3、全截面取壓點的矩陣式分布—解決直管段不滿足和管道附件多的問題：

  脫硫煙氣風道尺寸較大、直管段長度不同, 造成風道橫截面不同位置風速不同, 因此僅有一個取樣點的傳統測量裝置是無法獲得準確的測量結果。為解決這一問題, 全截面矩陣式煙氣測量裝置提出了采用矩陣式多點設置取壓點的測量方式, 即根據風道尺寸大小將整個風道橫截面劃分成多個取壓區域, 每個區域設置1個取壓點, 這些取壓點的所有迎風面取壓管相連, 背風面取壓管相連, 并各自引出一根總引壓管, 總引壓管 (全壓、靜壓) 中的壓力為橫截面各取壓區域的平均壓力, 通過模型計算公式輸出煙氣管道內平均流速 (量) 。該測量裝置充分考慮了橫截面不同位置風速變化對壓力 (流量) 的影響, 對直管段長度不作硬性要求, 也不需要設置煙氣擋板等附件。

4、煙氣流量計測量裝置的功能優點：

  (1) *解決了脫硫含塵煙氣風速、風量測量裝置堵塞問題, 全截面矩陣式煙氣測量裝置利用流體本身動能推動清灰棒自動清灰, 不需要外加氣體吹掃, 免停機維護, 可以做到*免維護穩定運行。

  (2) 全截面矩陣式煙氣測量裝置采用設置多點取壓方式, 獲得流道內流體的平均流速 (量) , 其測量結果準確可靠。

  (3) 全截面矩陣式煙氣測量裝置可采用垂直或水平布置方式, 對測量點前后直管道長度沒有過多要求, 一般滿足直管段長度不小于管道當量直徑即可, 其安裝方式靈活, 可以適用不同尺寸流道測量要求。

  (4) 全截面矩陣式煙氣測量裝置取壓管道安裝在風道內部, 其擋風面積相對整個風道尺寸可以忽略, 對風道流體壓力損失幾乎沒有。

  (5) 耐腐蝕—全截面矩陣式煙氣測量裝置采用316L為材質, 可保證在機組1~2個大修期內不被腐蝕。