燃煤鍋爐磨煤機入口風(fēng)量測量一直是困擾機組運行人員的大難題，口徑大、方管多，流體不對稱，同時安裝直管段嚴(yán)重不足。電廠通過測量火電機組風(fēng)道的風(fēng)量，可以實現(xiàn)精確的風(fēng)量管理，達(dá)到節(jié)能減排的目的，所以風(fēng)量測量的流量儀表顯得尤為重要。
電廠的風(fēng)量測量有很多選擇。通常有以下幾種: ( 1) 機翼式風(fēng)量測風(fēng)裝置; ( 2) 均速管流量計( 也通常稱為巴類流量計) ; ( 3) 熱式氣體質(zhì)量流量計; ( 4) 氣體超聲波流量計; ( 5)矩陣式風(fēng)量測風(fēng)裝置。下面將對這 5 種流量儀表做各種分析來選擇。
1、機翼式風(fēng)量測風(fēng)裝置
機翼式測風(fēng)裝置具有差壓信號大、壓力損失小、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點。缺點其一為小孔密閉取壓，容易造成堵塞，其二體積大、重量重，安裝成本高。尤其是隨著風(fēng)道口徑的加大，采購成本較高，安裝非常不方便，且安裝維護(hù)成本較高，所以不建議用在風(fēng)量測量。
2、均速管流量計
通常稱為巴類流量計，是基于皮托管測速原理，以測管道中直徑( 圓管) 或長與寬( 矩形管) 上幾點的流速來推算流量的一種插入式流量儀表。均速管流量計因其結(jié)構(gòu)簡單、壓損小等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于大管徑的流量測量。早期產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，流量系數(shù)不穩(wěn)定; 檢測臟污介質(zhì)時測孔可能堵塞。這些都是均速管未能更大規(guī)模使用的主要原因。因此，均速管流量計研究的側(cè)重點應(yīng)該是如何使均速管流量計的流量系數(shù)更加穩(wěn)定和均速管流量計的標(biāo)準(zhǔn)化。
巴類流量計經(jīng)過了多次改進(jìn)和優(yōu)化，結(jié)構(gòu)形式也多種。最早的結(jié)構(gòu)形式為圓形結(jié)構(gòu)，經(jīng)過發(fā)展，演變成今天的菱形、翼形、子彈頭形、T 形和思科公司的德爾塔巴形。雖然改變了結(jié)構(gòu)形式仍是一種插入式流量儀表，無法擺脫只測管道中直徑上幾點流速來推算流量的基本模式，測點再多也只能反映某一直徑上的流速分布，而不是整個截面。
所以巴類流量計針對干凈氣體，且對精度要求不高的大口徑氣體測量可以選擇，例如電廠進(jìn)風(fēng)口。但送風(fēng)管道和煙道內(nèi)含有大量的粉塵，使用傳統(tǒng)的風(fēng)量測量裝置在測量含塵氣流時容易堵塞取壓孔，測量一次元件堵塞問題始終未能得到很好地解決。一般增加一些實時吹掃裝置來減少雜質(zhì)對取壓孔的堵塞。所以均速管不建議用在風(fēng)管和煙道的風(fēng)量測量。
3、熱式氣體質(zhì)量流量計
熱值式流量儀表系統(tǒng)基于恒溫差的測量方法，當(dāng)空氣流經(jīng)加熱電阻時，利用加熱電路維持加熱電阻與環(huán)境溫度的恒定溫差，通過加熱電阻上電流變化引起的電壓變化來計算得到空氣流量信號。
熱式氣體質(zhì)量流量計能測極低流速，流體工況 ( 壓力、溫度) 適應(yīng)范圍寬，低壓氣體甚至可測真空狀分子流。傳感器無活動部件，可靠性高; 壓力損失很小，測量范圍度較寬，通常在 20～50 之間，遠(yuǎn)大于差壓類流量計。但由于測量原理跟溫度有關(guān)，對被測流體潔凈度要求較高且不能含有水分。當(dāng)熱分布儀表測量管內(nèi)壁沉積塵垢會影響測量值，必須定期清除。該類儀表采用插入式結(jié)構(gòu)，所以維護(hù)相對比較方便。電廠的風(fēng)量不含水分，煙氣加熱的一次二次風(fēng)相對含塵量較高，若可定期在線維護(hù)選擇熱式氣體質(zhì)量流量計還是比較適合。
4、氣體超聲波流量計
超聲波流量計是一種非接觸式儀表，流體中未設(shè)置任何阻礙件，屬于無阻礙流量計，對流速無影響，也沒有壓力損失。但氣體超聲波流量計單聲道也只能測量一條線上的流量，不能完全反映整個面的平均流速，可選擇多聲道，可大大提高測量精度。電廠里的風(fēng)量相對較干凈，所以比較適合選擇氣體超聲波流量計，但氣體超聲波其技術(shù)含量較高，主要被國外廠家壟斷，所以采購成本較高，所以一般不會選擇氣體超聲波流量計作為電廠風(fēng)量的測量。
5、矩陣式風(fēng)量測風(fēng)裝置
矩陣式風(fēng)量測風(fēng)裝置其工作原理與節(jié)流裝置的工作原理一樣，都是采用伯努利原理，跟前面的機翼式、均速管、孔板類都類同，是目前針對大型煙道測量的一種新型儀表，是結(jié)合了機翼式、均速管等的優(yōu)勢。它的測量單元通常采用背靠式傳感器和文丘里管傳感器兩種。電廠煙氣和風(fēng)管的管徑較大，由于平面上每個區(qū)域流速不相等，有高有低，單獨測量一個點或者一條線上的流量無法反映整個面上的平均流速，導(dǎo)致測量誤差加大。而矩陣式風(fēng)量測量裝置將整個橫截面積計算后采用多點矩陣式分布傳感器，這樣每個傳感器可以測量每個區(qū)域的流速，再引出求平均，這樣測得的流速跟流體的實際流速更接近。
矩陣設(shè)計跟機翼式風(fēng)量測風(fēng)裝置類似，其結(jié)構(gòu)采用插入結(jié)構(gòu)，又結(jié)合了均速管的安裝方式，安裝和維護(hù)方面也大大加強。取壓傳感器有兩種形式，一種是背靠式，一種是文丘里管式。背靠式其結(jié)構(gòu)跟皮托管類似，采用開放式取壓，取壓口加大，粉塵不易堆積堵塞取壓口。有的公司還在高低壓取壓口處增加了清灰裝置，該裝置可以受到流體帶動而發(fā)生震動，從而靠自身震動抖落粉塵，減緩粉塵對取壓口的堵塞周期。另外一種結(jié)構(gòu)為文丘里管式，文丘里管流量計將測量管段制成漸縮漸擴管，避免了管道的突然縮小和突然擴大，從而使阻力損失大大降低。本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)就有平滑特性，所以流體中的粉塵不易堆積。所以從這種矩陣式風(fēng)量測量裝置的設(shè)計理論上看完全是可以適應(yīng)電廠里面的煙道煙氣，一次二次風(fēng)的測量。
所以綜合各種因素，結(jié)合各種流量計的特性分析，針對電廠風(fēng)量的測量采用矩陣式風(fēng)量測量裝置是相對比較適合的選擇。
