旋涡流量计在锅炉送风流量测量中的应用

　　0　引言

　　旋涡流量计是一种速度式流量计,可用于测量液体、气体和蒸汽等多种介质的流量,具有测量范围宽、无运动部件、压力损失小、工作可靠、准确度高及安装和维护方便等优点,应用比较广泛。下面介绍旋涡流量计在某热电厂锅炉送风流量测量中的具体应用,并结合实际,详细分析使用中存在的问题及相应的解决办法。

　　1　旋涡流量计工作原理

　　旋涡流量计又称涡街流量计,它是利用有规律的旋涡剥离现象来测量流体流量的。如图1所示,在管道中垂直于流体流动方向插入一根非流线形的阻流体(也叫旋涡发生体),当流体的雷诺数达到一定数值时,流体在阻流体两侧交替地分离释放出两列规则的交错排列的旋涡涡街,在一定的流速范围内,旋涡的分离频率正比于流量。

　　如果设两列旋涡间的距离为h,同列相邻两个旋涡间的距离为L,则当h/L=0.281时,所产生的旋涡是周期性和稳定的。此时,对于图1所示圆柱形旋涡发生体产生的旋涡,其单侧频率f可表示为

　　式中:f为单侧旋涡频率,Hz;St为斯特劳哈尔数,无量纲,数值大小与旋涡发生体形状和流体雷诺数有关;v为流体平均流速,m/s;d为圆柱体直径,m。

　　当流体雷诺数在范围(这是仪表的正常工作范围)之内时,斯特劳哈尔数可视为常数,这时,旋涡产生的频率与流体平均流速成正比,测得频率f即可求得流体的体积流量[1-2]。

　　旋涡频率的测量可采用热、电、声等多种方法,如热敏检测法、应力检测法、电容检测法、超声检测法等,这些方法是利用敏感元件把旋涡处的压力、流速或密度等参数的周期性变化转换为周期性的电信号,然后经放大整形等处理后得到方波脉冲,最后由二次仪表显示、记录或累积[1]。

　　2　旋涡流量计在锅炉送风流量测量中的应用

　　送风流量是电站锅炉非常重要的热工参数之一,其大小不仅可反映送风机的工作状态,同时也是组建燃烧自动控制系统必不可少的变量[1]。

　　送风管道的横截面多为矩形,且情况比较复杂,流量的测量存在一定的难度。本文采用旋涡流量计对送风流量进行测量,收到了比较好的效果。

　　2.1　测量系统构成及原理

　　旋涡流量测量系统由传感器、转换器及显示/记录仪等组成。如图2所示。其中,传感器主要包括旋涡发生体和旋涡检测器,用于把待测送风流量转换成相应的频率信号;转换器将变送器输出的频率信号进行放大和整形等处理,最后输出4~20mADC标准信号;显示/记录仪接收转换器的输出信号,显示/记录待测送风流量的大小。