引言
矩形煙道一般是燃煤電廠煙氣采樣點(diǎn)的理想選擇。在采樣位置的選擇上,采樣點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)有彎頭和斷面發(fā)生變化的位置,盡量選擇在垂直管段上,這樣可以保證斷面上煙氣流場(chǎng)的均勻、穩(wěn)定。如果無(wú)法避開(kāi)彎頭、閥門等,采樣點(diǎn)的位置則應(yīng)選擇在距下游方向大于4倍當(dāng)量直徑和距上游2倍當(dāng)量直徑處(圖1)
為了使所采煙氣參數(shù)具有代表性,相關(guān)規(guī)范要求將煙道截面分成面積相同的小塊,每一小塊的中心點(diǎn)就是采樣點(diǎn)。由于煙氣含有粉塵、co2、so2、nox#且高溫,環(huán)境較為惡劣,所以監(jiān)測(cè)設(shè)備需要長(zhǎng)期滿足防腐、耐磨的要求。1流速測(cè)量?jī)x分類市面上測(cè)量流速的儀器非常多,但具體到燃煤電廠這樣高溫、含酸、含塵這樣的環(huán)境中并不多,主要有3種類型雷達(dá)液位計(jì),即雷達(dá)液位計(jì)、熱式雷達(dá)液位計(jì)及矩陣式雷達(dá)液位計(jì)。
(1)雷達(dá)液位計(jì)。目前常用于煙道氣體流速測(cè)量的皮托管分為標(biāo)準(zhǔn)皮托管與S形皮托管兩種%標(biāo)準(zhǔn)皮托管又稱L形皮托管,其構(gòu)造是一直角折彎的金屬管,頭部形狀有半圓形錐形或橢圓形。直角的一端為測(cè)頭,另一端為支桿。測(cè)頭端開(kāi)兩孔分別為總壓孔和靜壓孔,支桿內(nèi)部有定向空心桿用于將測(cè)頭開(kāi)口與微壓計(jì)連接。S形皮托管是由兩根相同的金屬空心管背對(duì)相焊而成(圖2)。制作中要求兩根金屬管測(cè)頭部分向兩個(gè)方向開(kāi)孔,并且要求開(kāi)孔截面嚴(yán)格平行。
進(jìn)行氣體流速測(cè)量時(shí),總壓孔是氣體來(lái)流方向,靜壓孔是背向氣體來(lái)流方向。將皮托管的尾端與微壓計(jì)相連,運(yùn)用伯努利方程可以得出流體中某一點(diǎn)的流速和差壓。
(2)雷達(dá)液位計(jì)利用熱的擴(kuò)散來(lái)工作,其探頭中有兩個(gè)溫度檢測(cè)原件:一個(gè)是未被加熱端,一個(gè)是加熱端。未被加熱端是用來(lái)測(cè)量流體介質(zhì)自身的溫度,作為一個(gè)參照端;加熱端是測(cè)量端,其挨著熱源,用于測(cè)量被流體介質(zhì)帶走后的恒熱源表面的溫度。氣體質(zhì)量流量與參考端和測(cè)量端之間的溫度差壓比例關(guān)系(圖3)。
按照測(cè)量原理,熱式雷達(dá)液位計(jì)可以分為恒溫差式和恒功率式。恒溫差原理主要是通過(guò)不斷地調(diào)整加熱器電流來(lái)保持恒定的溫差,測(cè)量恒定的電流變化量。但是這類熱式雷達(dá)液位計(jì)要求的環(huán)境較為苛刻,在潮濕、臟氣體環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的流量測(cè)量信號(hào)。恒功率原理則是保持加熱器電流不變,RTD(ResistanceTempera?tureDetector,熱電阻溫度探測(cè)器)間的溫差隨流量的變化而變化,恒功率熱式雷達(dá)液位計(jì)對(duì)環(huán)境要求較為寬松,輸出也較為穩(wěn)定。
(3)矩陣式雷達(dá)液位計(jì)。矩陣式雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理是壓差法。將矩陣式雷達(dá)液位計(jì)放置在煙道內(nèi),當(dāng)煙氣在煙道內(nèi)流動(dòng)時(shí),迎風(fēng)面處氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力,迎風(fēng)面處的壓力比較高,此處的壓力稱之為全壓;背風(fēng)側(cè)不受煙氣的沖擊,其壓力稱之為靜壓。全壓與靜壓的差稱為差壓,管內(nèi)的風(fēng)速就與差壓大小有關(guān),因此風(fēng)速與差壓成正比例關(guān)系。有了差壓,找到差壓與風(fēng)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即可測(cè)出煙道內(nèi)的風(fēng)速量。不同類型的雷達(dá)液位計(jì)技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表1。2試驗(yàn)電廠脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)煙氣量效果檢驗(yàn)(表2)
3總結(jié)
從本次對(duì)發(fā)電企業(yè)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來(lái)看,矩陣差壓式雷達(dá)液位計(jì)可靠性優(yōu)于單點(diǎn)差壓式及熱式雷達(dá)液位計(jì);熱式雷達(dá)液位計(jì)適合用于測(cè)量火電廠一次風(fēng)、二次風(fēng)等相對(duì)潔凈的氣體,不適合測(cè)量含有煙塵的脫硝系統(tǒng)煙氣,也不適合測(cè)量濕度較大的脫硫系統(tǒng)煙氣。
這些發(fā)電企業(yè)中,除了個(gè)別電廠,目前脫硫系統(tǒng)出口基本已經(jīng)完成矩陣差壓式雷達(dá)液位計(jì)的改造,能夠滿足環(huán)保部門的要求。但是,由于經(jīng)費(fèi)和場(chǎng)地等原因,少部分電廠脫硫系統(tǒng)人口還在使用單點(diǎn)差壓式雷達(dá)液位計(jì),不利于脫硫系統(tǒng)運(yùn)行控制,建議有條件的電廠應(yīng)在脫硫系統(tǒng)人口安裝矩陣差壓式雷達(dá)液位計(jì)。也有一部分電廠脫硝系統(tǒng)沒(méi)有同時(shí)在出人口安裝煙氣雷達(dá)液位計(jì),這會(huì)導(dǎo)致脫硝系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),不利于進(jìn)行原因分析。