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摘要：脱硫烟气流量测量是烟气连续监测系统（CEMS）的重要辅助参数，重要排放因子要通过烟气流量来折算成标态上传到环保部门，也是排放总量核算的重要依据。本文结合潮州电厂脱硫CEMS特点，介绍一种插入式全截面风量测量装置，说明其工作原理，并对其在湿法脱硫尾部烟气流量测量的优越性加以阐述。
关键词：脱硫；烟气流量测量；插入式；全截面；优越性。
Abstract：Flow measurement of desulfidation is an important part of Continuous Emission Monitoring System （CEMS）.As an important parameters of the total emissions calculation ，it is also used to convert important pullution factors to standard state before uploaded to the environmental protection department. This paper introduces a whole section inserted type air flow measuring device，show how it used in Chaozhou power plant.
Key words： desulfidation； flow measurement；plug-in；total cross-section ； advantage
1. 概述
随着我国工业化水平的不断提高，居民赖以生存的环境受到严峻挑战，国家对大型工业企业环保设施使用投入前所未有的重视。燃煤火电厂作为煤炭能源的主要消耗单位和大气污染因子的主要制造单位，是各级环保部门的主要监控单位。脱硫尾部烟气流量的准确测量，对SO2、NOX和烟尘等大气污染因子的折标计算和总量核算起着至关重要的作用。
2. 目前国内风量测量装置的现状
目前国内火力发电厂烟气流量测量装置种类繁多，主要有机翼型、文丘里型、笛型、阿牛巴型、威力巴型、孔板型、热导式、喷嘴型、插入式文丘里型以及插入式孔板型等，但是各测量装置的使用效果不尽理想。主要存在以下问题：
a.脱硫尾部烟气是气态、液态和固态多相介质的混合流体，上述所述风量测量装置都没能很好地解决防堵塞问题，不同程度地存在信号堵塞，热工维护工作量大，风量自动无法投入等缺点；
b.若整个烟道采用机翼型或文丘里型等风量测量装置时，其压力损失很大，长期运行风机电耗增加，节能效果差；
c.部分风量测量装置安装要求高，其要求的前后直管段较长，在许多场合无法满足。
d.由于风道截面大，流场不均匀，采用插入式单点文丘里型等点测量装置，无法准确地测量出烟道内的平均风量。
3. 潮州电厂脱硫烟气流量测量装置使用概况
潮州电厂脱硫系统原来使用的烟气流量测量装置为美国KURZ和英国JETFLOW的热式质量流量计，长度1.5米，直接插入烟道，对于如此大的风道截面积，而且几乎没有直管段，烟道内流场分布随着锅炉负荷的变化很不均匀，特别是脱硫出口洁净烟气湿度大，泥浆多，容易堵塞测量探头，热式质量流量计越来越不能满足测量要求。突出表现为：1、所测流量值在刚清理完探头时随着探头粘泥量的增加存在跳变且逐渐减小的现象，需根据负荷变化和堵塞情况对参数进行修正，工作量大且效果不理想；2、随着传感器被泥浆堵塞的加重，烟气流量测量值变化平缓，负荷变化时流量测值无相应变化，此时需要人工清理探头积泥，造成环保数据中断。
随着国家对环保设施的日益重视，用热式法测量脱硫尾部烟气流量已经不能满足环保和生产的要求。我厂利用机组大小修机会，在#3机增压风机入口和烟囱110米处分别安装了一套东南大学自主研发的插入式全截面自清灰风量测量装置来测量脱硫原烟气和净烟气流量，目前使用效果良好。
4. 全截面多点式自清灰风量测量装置的工作原理
4.1单点式风量测量工作原理
全截面风量测量装置由多个单点式风量测量装置组成，一次测量元件是基于靠背测量原理来工作的，如下图所示：
测量探头插入烟道内，当有烟气流过时，迎风面受到烟气冲击，将烟气的动能转换成压力能，因而迎面管内压力较高，其压力为“全压”，背风侧由于不受烟气冲压，其管内的压力为烟道内的静压力，其压力为“静压”，全压和静压之差即可反应出烟气流速的大小，流速越大，差压越大，测出差压的大小，再找出差压与流速的对应关系，就能正确地测出烟气流速。
4.2自清灰防堵塞装置介绍
由于脱硫尾部烟气是气、液、固态多相介质的混合流体，要连续准确地测量出烟氣流量，必须要解决一次测量元件的防堵塞问题。如上图，在测量取压管垂直段内悬挂自清灰棒，清灰棒在管内气流的冲击下作无规则摆动，使烟道内的固态介质无法在取压管内沉积，起到自清灰作用。清灰棒的自重及粗细经过出厂前的实验来确定的，在实验台上按照烟道内设计流量范围通过实验得出，棒太重太轻或太粗太细都不能符合要求。
4.3多点等截面测量点的分布
由于火电厂烟道截面较大，烟道内的流场因烟道的走向、烟道直管段的长短和烟气流量大小而复杂多变，仅有一个测量点是肯定不够的。为了能够准确地测量出烟道内烟气流量，需要在烟道内布置多个测点。根据烟道测量截面尺寸的大小、直管段长短等因素确定测量点数，将许多个测量点等截面有机地组装在一起，正压侧与正压侧相连，负压侧与负压侧相连，正、负压侧各引出一根总的引压管，分别与差压变送器的正、负端相连，测得截面的平均速度，然后计算出烟气平均流量。
5. 全截面多点式自清灰风量测量装置在脱硫尾部烟气测量中的优势
a.解决了多相介质共存的烟气流量测量中探头堵塞问题，全截面多点式自清灰风量测量装置不需要外加任何反吹扫装置，其本身具有利用流体动能进行自清灰防堵塞的功能，减少了大量维护工作，提高了重要环保仪表的投入率。
b.全截面多点式自清灰风量测量装置性能稳定，调节线性好。以我厂#3脱硫系统烟气流量测量为例，改造后测量效果良好，和负荷对应关系吻合。
c.全截面多点式自清灰风量测量装置将多个风量测量探头进行等截面多点布置，然后将各测量装置的正压与正压、负压与负压相互连接，最终引出一组信号到变送器，这样的组合风量测量装置对风道的直管段没有太多要求，一般只要求直管段长度不小于管道的当量直径即可。解决了火电厂烟道直管段不足，流速在大截面上容易分布不均匀等问题，保证流量测量的精确。
d.采用插入式布置，对于整个大烟道来说，组合风量测量装置的挡风面积几乎可以忽略不计，因此，其对整个烟道流体的压力损失较小，节能效果显著，且安装方便。
6. 结束语
插入式全截面风量测量装置在我厂脱硫烟气流量测量非常理想，流量与机组负荷对应关系良好。脱硫烟气流量测量一直以来都是困扰业内的难题，脱硫尾部烟气流量的准确测量，是烟气连续监测系统（CEMS）的正常、稳定、准确运行必要条件，是SO2、NOX和烟尘等大气污染因子的折标计算和总量核算起着至关重要的作用。我公司经过此次流量改造尝试的成功，为脱硫行业烟气流量测量解决了一大难题，值得在火电厂脱硫尾部烟气中加以推广。
陈录伟 男， 1985年09月生，毕业于华北电力大学，现就职于广东大唐国际潮州发电有限责任公司设备部热控专业。
关键词：脱硫；烟气流量测量；插入式；全截面；优越性。
Abstract：Flow measurement of desulfidation is an important part of Continuous Emission Monitoring System （CEMS）.As an important parameters of the total emissions calculation ，it is also used to convert important pullution factors to standard state before uploaded to the environmental protection department. This paper introduces a whole section inserted type air flow measuring device，show how it used in Chaozhou power plant.
Key words： desulfidation； flow measurement；plug-in；total cross-section ； advantage
1. 概述
随着我国工业化水平的不断提高，居民赖以生存的环境受到严峻挑战，国家对大型工业企业环保设施使用投入前所未有的重视。燃煤火电厂作为煤炭能源的主要消耗单位和大气污染因子的主要制造单位，是各级环保部门的主要监控单位。脱硫尾部烟气流量的准确测量，对SO2、NOX和烟尘等大气污染因子的折标计算和总量核算起着至关重要的作用。
2. 目前国内风量测量装置的现状
目前国内火力发电厂烟气流量测量装置种类繁多，主要有机翼型、文丘里型、笛型、阿牛巴型、威力巴型、孔板型、热导式、喷嘴型、插入式文丘里型以及插入式孔板型等，但是各测量装置的使用效果不尽理想。主要存在以下问题：
a.脱硫尾部烟气是气态、液态和固态多相介质的混合流体，上述所述风量测量装置都没能很好地解决防堵塞问题，不同程度地存在信号堵塞，热工维护工作量大，风量自动无法投入等缺点；
b.若整个烟道采用机翼型或文丘里型等风量测量装置时，其压力损失很大，长期运行风机电耗增加，节能效果差；
c.部分风量测量装置安装要求高，其要求的前后直管段较长，在许多场合无法满足。
d.由于风道截面大，流场不均匀，采用插入式单点文丘里型等点测量装置，无法准确地测量出烟道内的平均风量。
3. 潮州电厂脱硫烟气流量测量装置使用概况
潮州电厂脱硫系统原来使用的烟气流量测量装置为美国KURZ和英国JETFLOW的热式质量流量计，长度1.5米，直接插入烟道，对于如此大的风道截面积，而且几乎没有直管段，烟道内流场分布随着锅炉负荷的变化很不均匀，特别是脱硫出口洁净烟气湿度大，泥浆多，容易堵塞测量探头，热式质量流量计越来越不能满足测量要求。突出表现为：1、所测流量值在刚清理完探头时随着探头粘泥量的增加存在跳变且逐渐减小的现象，需根据负荷变化和堵塞情况对参数进行修正，工作量大且效果不理想；2、随着传感器被泥浆堵塞的加重，烟气流量测量值变化平缓，负荷变化时流量测值无相应变化，此时需要人工清理探头积泥，造成环保数据中断。
随着国家对环保设施的日益重视，用热式法测量脱硫尾部烟气流量已经不能满足环保和生产的要求。我厂利用机组大小修机会，在#3机增压风机入口和烟囱110米处分别安装了一套东南大学自主研发的插入式全截面自清灰风量测量装置来测量脱硫原烟气和净烟气流量，目前使用效果良好。
4. 全截面多点式自清灰风量测量装置的工作原理
4.1单点式风量测量工作原理
全截面风量测量装置由多个单点式风量测量装置组成，一次测量元件是基于靠背测量原理来工作的，如下图所示：
测量探头插入烟道内，当有烟气流过时，迎风面受到烟气冲击，将烟气的动能转换成压力能，因而迎面管内压力较高，其压力为“全压”，背风侧由于不受烟气冲压，其管内的压力为烟道内的静压力，其压力为“静压”，全压和静压之差即可反应出烟气流速的大小，流速越大，差压越大，测出差压的大小，再找出差压与流速的对应关系，就能正确地测出烟气流速。
4.2自清灰防堵塞装置介绍
由于脱硫尾部烟气是气、液、固态多相介质的混合流体，要连续准确地测量出烟氣流量，必须要解决一次测量元件的防堵塞问题。如上图，在测量取压管垂直段内悬挂自清灰棒，清灰棒在管内气流的冲击下作无规则摆动，使烟道内的固态介质无法在取压管内沉积，起到自清灰作用。清灰棒的自重及粗细经过出厂前的实验来确定的，在实验台上按照烟道内设计流量范围通过实验得出，棒太重太轻或太粗太细都不能符合要求。
4.3多点等截面测量点的分布
由于火电厂烟道截面较大，烟道内的流场因烟道的走向、烟道直管段的长短和烟气流量大小而复杂多变，仅有一个测量点是肯定不够的。为了能够准确地测量出烟道内烟气流量，需要在烟道内布置多个测点。根据烟道测量截面尺寸的大小、直管段长短等因素确定测量点数，将许多个测量点等截面有机地组装在一起，正压侧与正压侧相连，负压侧与负压侧相连，正、负压侧各引出一根总的引压管，分别与差压变送器的正、负端相连，测得截面的平均速度，然后计算出烟气平均流量。
5. 全截面多点式自清灰风量测量装置在脱硫尾部烟气测量中的优势
a.解决了多相介质共存的烟气流量测量中探头堵塞问题，全截面多点式自清灰风量测量装置不需要外加任何反吹扫装置，其本身具有利用流体动能进行自清灰防堵塞的功能，减少了大量维护工作，提高了重要环保仪表的投入率。
b.全截面多点式自清灰风量测量装置性能稳定，调节线性好。以我厂#3脱硫系统烟气流量测量为例，改造后测量效果良好，和负荷对应关系吻合。
c.全截面多点式自清灰风量测量装置将多个风量测量探头进行等截面多点布置，然后将各测量装置的正压与正压、负压与负压相互连接，最终引出一组信号到变送器，这样的组合风量测量装置对风道的直管段没有太多要求，一般只要求直管段长度不小于管道的当量直径即可。解决了火电厂烟道直管段不足，流速在大截面上容易分布不均匀等问题，保证流量测量的精确。
d.采用插入式布置，对于整个大烟道来说，组合风量测量装置的挡风面积几乎可以忽略不计，因此，其对整个烟道流体的压力损失较小，节能效果显著，且安装方便。
6. 结束语
插入式全截面风量测量装置在我厂脱硫烟气流量测量非常理想，流量与机组负荷对应关系良好。脱硫烟气流量测量一直以来都是困扰业内的难题，脱硫尾部烟气流量的准确测量，是烟气连续监测系统（CEMS）的正常、稳定、准确运行必要条件，是SO2、NOX和烟尘等大气污染因子的折标计算和总量核算起着至关重要的作用。我公司经过此次流量改造尝试的成功，为脱硫行业烟气流量测量解决了一大难题，值得在火电厂脱硫尾部烟气中加以推广。
陈录伟 男， 1985年09月生，毕业于华北电力大学，现就职于广东大唐国际潮州发电有限责任公司设备部热控专业。