[發(fā)明專利]一種煤粉氣流的速度測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410157629.7
• 申請(qǐng)日: 2014-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN105004879B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊興森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01P5/14
• 分類號(hào): G01P5/14
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 鄭華清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤粉與空氣混和物的流動(dòng)速度測(cè)量方法，尤其是一種直吹式制粉系統(tǒng)的煤粉管道中煤粉氣流的速度測(cè)量方法。

背景技術(shù)

在電力、能源、石油、化工、建材等領(lǐng)域，煤粉鍋爐作為產(chǎn)生高溫高壓蒸汽的動(dòng)力設(shè)備而被廣泛采用。在燃煤鍋爐及其輔助系統(tǒng)中，原煤被磨制成為煤粉并被氣流輸送進(jìn)入爐膛燃燒，放出熱量，加熱鍋爐受熱面中的工質(zhì)產(chǎn)生蒸汽。

煤粉氣流的流動(dòng)速度是煤粉鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的重要參數(shù)，準(zhǔn)確測(cè)量與控制煤粉氣流的速度是保證燃煤鍋爐運(yùn)行安全性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵技術(shù)之一。

由于煤粉氣流中煤粉的存在，插入式的測(cè)量元件很快就會(huì)被堵塞或磨損，測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性無法保證，使用維護(hù)都比較困難。文丘里管是一種非插入式的測(cè)量元件，在潔凈氣流的速度測(cè)量方面得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于在煤粉氣流測(cè)量中應(yīng)用文丘里管，目前的研究和探索集中于使用長(zhǎng)頸的文丘里管，需要由收縮段和擴(kuò)張段兩節(jié)文丘里管共同組成測(cè)量段，這樣的文丘里管有一個(gè)較長(zhǎng)的喉部，這就使測(cè)量段長(zhǎng)度大大增加，一來增加了額外的阻力，二來也使管道布置困難，在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)可能無法布置安裝過長(zhǎng)的測(cè)量管段。在應(yīng)用這樣的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)需要兩段文丘里的差壓來計(jì)算煤粉濃度和氣體流量，增加了測(cè)量的復(fù)雜性，加大了設(shè)備維護(hù)的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明具體公安了一種煤粉氣流的速度測(cè)量方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種煤粉氣流的速度測(cè)量方法，包括以下步驟：

步驟1在煤粉管道中安裝僅包括收縮段的文丘里管；

步驟2獲得步驟1所述的文丘里管的差壓系數(shù)k、測(cè)量常數(shù)f；

步驟3確定煤粉氣流所流經(jīng)的管道橫截面面積A；

步驟4測(cè)量煤粉氣流溫度T，確定煤粉氣流密度ρ；

步驟5獲得煤粉的質(zhì)量流量m_p；

步驟6測(cè)量煤粉氣流流過文丘里時(shí)的差壓ΔP_m，且確定煤粉氣流的速度V。

所述的步驟2中所述的差壓系數(shù)k的測(cè)量方法如下：

在實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)量空氣流過文丘里管時(shí)的速度V₀和文丘里管的差壓ΔP₀，根據(jù)氣流溫度T₀計(jì)算出此時(shí)的氣流密度ρ₀，由

得到差壓系數(shù)k。

所述的步驟2中所述的測(cè)量常數(shù)f的測(cè)量方法如下：測(cè)量濃度為μ₀的煤粉氣流以相同速度V₀流過文丘里管時(shí)的差壓ΔP_m0，由

得出測(cè)量常數(shù)f。

步驟4所述的測(cè)量氣流溫度T是通過放置在氣流中的熱電偶進(jìn)行測(cè)量，在文丘里管的入口處設(shè)有多個(gè)氣流溫度測(cè)點(diǎn)，進(jìn)而求平均值地獲得氣流的溫度T。

步驟4確定氣流密度ρ的方法如下：

將測(cè)量氣流溫度T，帶入到公式(3)得出：

所述的步驟5通過制粉系統(tǒng)的出力情況獲得煤粉的質(zhì)量流量m_p方法如下：

通過為磨煤機(jī)供煤的稱重式的給煤機(jī)實(shí)時(shí)顯示原煤流量，根據(jù)質(zhì)量守恒，原煤流量等于煤粉的質(zhì)量流量，即獲得測(cè)量段的煤粉的質(zhì)量流量m_p。

所述的步驟6中獲得煤粉氣流的速度V的方法如下：

測(cè)量煤粉氣流流過文丘里時(shí)的差壓ΔP_m，通過(4)式計(jì)算煤粉氣流的速度V

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的測(cè)量方法使用僅包括收縮段的文丘里管完成流速測(cè)量，提出了一種針對(duì)僅包括收縮段的文丘里管的煤粉氣流的速度測(cè)量方法，由于測(cè)量段的長(zhǎng)度大為縮短便于在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的安裝與應(yīng)用，此外，由于只需要一個(gè)測(cè)量段，系統(tǒng)阻力顯著降低，有利于提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

此外，此測(cè)量方法使用一段文丘里管的差壓來測(cè)量煤粉氣流的速度，簡(jiǎn)化了測(cè)量環(huán)節(jié)，測(cè)量方法簡(jiǎn)便易行。本發(fā)明的測(cè)量方法避免了兩段文丘里管的測(cè)量誤差的疊加，有利于提高測(cè)量精度。本方法只需測(cè)量一段文丘里管的差壓，減少了煤粉氣流的測(cè)量元件，提高了測(cè)量的可靠性。

附圖說明

圖1長(zhǎng)頸文丘里示意圖；

圖2本發(fā)明所用文丘里管；

圖3測(cè)量系統(tǒng)示意圖；

圖中：1給煤機(jī)，2磨煤機(jī)，3煤粉管道，4溫度測(cè)點(diǎn)，5文丘里管測(cè)量段。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：