脱硫烟气流量计

脱硫烟气流量计流量测量的技术难点及解决方案, 以及全截面矩阵式烟气流量计在白音华金山电厂脱硫系统中的应用及效果。

1、烟气流量计概述：

  随着国家对节能减排及总量排放的要求越来越高, 环保部门对各电力企业的脱硫烟气排放量的流量测量准确性越来越重视。针对毕托管、热式流量计、巴类等传统的流量测量装置对安装环境要求高、测量偏差较大等问题也发放了有关文件。

  经过充分的调研和论证分析, 针对内蒙古白音华金山电厂脱硫工况的实际情况, 在脱硫系统的净烟气流量测量装置上采用了全截面矩阵式烟气流量计, 得到了满意的效果。

2、脱硫烟气流量计主要技术难点：

  脱硫烟气装置测量的难点主要体现在以下几个方面。

2.1、脱硫烟气管道的管径大、速度不均问题：

  现有的差压式的流量测量装置的计算模型都是Q=V*S. (Q为流量, V为速度, S代表管道截面) , 但是管道内部的速度场分布很不均匀 (尤其是大尺寸管道) , 截面的不同位置速度差别很大, 所以取压点位置的选择决定管道流量测定结果的准确性。为获得准确可靠的管道流量测量结果, 这就要求取压点不应是截面的某一个点而是在全截面上布置具有代表性的多个取压点。白音华金山电厂原采用的测量装置为单取压点的毕托管测量装置, 无法满足大管径管道烟气流量测量的要求。

2.2、脱硫装置前后直管道长度难以满足测量要求问题：

 从节约和工艺的要求上一般脱硫装置前后都很少有较长的直管段, 只要比较顺利地连通管道就行;而在这有限的直管段中, 又要设置必须的管道附件, 如烟气挡板, 膨胀节、三通等;这就使得烟气的流场非常错乱。而传统烟气流量测量装置需要直管段长度必须不低于前四后二 (取压点前后直管段长度分别不小于4倍和2倍管道横截面当量直径) , 才能保证测量的准确性。白音华金山电厂脱硫烟气管道尺寸是10m×7m, 当量直径是8.2m (2AB/ (A+B) ) , 为保证准确性应有49.2m左右的直管段, 现场无法满足实际测量需求。

2.3、测量装置的堵塞问题：

  和锅炉的一、二次风风量测量装置产生堵塞的情况相比, 脱硫烟气测量装置的堵塞更为严重而难以解决;造成一、二次风测风装置的堵塞的是空气中干燥的灰尘, 而脱硫烟气在经过脱硫装置后 (无论是否有GGH) , 烟气中已携带大量水分, 烟气颗粒物以灰浆形式积存在测量装置上, 简单地说一、二次风的测量的是气、固两相流, 而脱硫烟气测量的是气、固、液三相混合流, 运行工况更复杂, 堵塞更严重。为保证测量装置正常运行, 必须解决装置堵塞问题, 否则一旦出现堵塞, 必然影响测量结果准确性, 甚至无差压输出, 即使采用压缩空气吹扫也难以*解决。

2.4、测量装置的腐蚀问题：

  烟气在脱硫过程中会使用具有腐蚀性的脱硫剂, 同时烟气中的硫化物也会部分溶解在脱硫烟气携带的水分中, 具有很强的腐蚀性, 烟气测量装置*处在腐蚀性环境中运行, 必然产生腐蚀。

3、烟气流量计流量测量装置的原理及特点：

3.1、测量装置的原理：

测量装置是基于靠背管原理, 测量装置的取压管设置在烟气管道内, 烟气在管道内流动时, 迎风面取压管受到气流冲击而产生压力能, 管道压力较高, 其压力称为“全压”;背风面取压管不受气流冲击, 管道压力为烟气管道内静压力, 其压力称为“静压”。全压与静压之差称为差压, 差压的大小与管道内介质流速 (量) 有关, 流速 (量) 越大, 差压越大;反之, 差压越小。测量装置通过测量差压大小, 再由相关模型计算公式输出烟气管道内流速 (量) 。

3.2、自清灰防堵塞装置—解决装置堵塞的问题：

针对脱硫烟气易堵塞情况, 测量装置上增设自清灰防堵塞装置, 即在取压管垂直管道内设置有自清灰棒, 在气流冲击下自清灰棒无规则摆动并与取压管壁撞击将其上附着的灰尘清扫下来, 实现自清灰作用。

3.3、全截面取压点的矩阵式分布—解决直管段不满足和管道附件多的问题：

  脱硫烟气风道尺寸较大、直管段长度不同, 造成风道横截面不同位置风速不同, 因此仅有一个取样点的传统测量装置是无法获得准确的测量结果。为解决这一问题, 全截面矩阵式烟气测量装置提出了采用矩阵式多点设置取压点的测量方式, 即根据风道尺寸大小将整个风道横截面划分成多个取压区域, 每个区域设置1个取压点, 这些取压点的所有迎风面取压管相连, 背风面取压管相连, 并各自引出一根总引压管, 总引压管 (全压、静压) 中的压力为横截面各取压区域的平均压力, 通过模型计算公式输出烟气管道内平均流速 (量) 。该测量装置充分考虑了横截面不同位置风速变化对压力 (流量) 的影响, 对直管段长度不作硬性要求, 也不需要设置烟气挡板等附件。

4、烟气流量计测量装置的功能优点：

  (1) *解决了脱硫含尘烟气风速、风量测量装置堵塞问题, 全截面矩阵式烟气测量装置利用流体本身动能推动清灰棒自动清灰, 不需要外加气体吹扫, 免停机维护, 可以做到*免维护稳定运行。

  (2) 全截面矩阵式烟气测量装置采用设置多点取压方式, 获得流道内流体的平均流速 (量) , 其测量结果准确可靠。

  (3) 全截面矩阵式烟气测量装置可采用垂直或水平布置方式, 对测量点前后直管道长度没有过多要求, 一般满足直管段长度不小于管道当量直径即可, 其安装方式灵活, 可以适用不同尺寸流道测量要求。

  (4) 全截面矩阵式烟气测量装置取压管道安装在风道内部, 其挡风面积相对整个风道尺寸可以忽略, 对风道流体压力损失几乎没有。

  (5) 耐腐蚀—全截面矩阵式烟气测量装置采用316L为材质, 可保证在机组1~2个大修期内不被腐蚀。