智能型多相流量计测系统

《智能型多相流量计测系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、1引言电厂大型燃煤机组一般都采用直吹式制粉系统，即每台磨煤机出口有4〜8根一次风煤粉管道直接与锅炉燃烧器相连，煤粉经过输粉管输送到燃烧器进行燃烧。由于各煤粉管道的长度和弯头数量不同，使得每根管道的压损不同，由此形成各煤粉管道之间煤粉分配不均,结果使锅炉燃烧器不能在最佳风煤比工况丁运行，使燃烧效率降低，NOX排放增加并且使锅炉故障率增高。2存在问题分析当各煤粉管道之间煤粉分配不均时，可能出现煤粉浓度过高、过低，流速过高、过低等情况。煤粉浓度过高时可出现以下情况：煤粉堵管，不能向炉内输送煤粉，同时引起管内煤粉fl燃以致烧坏输粉管；煤粉燃烧不完企，效率低、CO增加、加剧炉膛内受热面及过

2、热器受热而的商温腐蚀；炉膛及过热器局部结渣，严重影响锅炉的安全运行。煤粉浓度过低时，出现以下结果：炉膛温度降低，易灭火，锅炉气压降低，无法满足负荷要求；产生大呈的NOX,污染环境，过热器超温，甚至引起过热器爆管等事故；为了提高气压，加大一次风（输粉管）流速，炉膛切圆偏移炉膛中心，造成炉墙局部结渣，尾部受热面烟温偏差过大,甚至引起爆管。当煤粉和空气混合物的流速过高时，会影响煤粉最佳浓度，出现以下情况：加剧输粉管的磨损；燃烧器出口混合物流速过高，燃烧滞后，造成火焰屮心偏斜并容易引起炉墙局部结焦以及炉膛尾部过热器局部超温爆管：燃烧不完全，灰中含碳量以及排烟温度增加，降低锅炉效率。当混合

3、物流速过低时，除影响最佳煤粉浓度外，造成以下结果：输粉管沉积的煤粉增加，引起堵管；引起煤粉A燃，甚至发生煤粉管道爆炸；燃烧器出口混合物流速降低，煤粉大量与主气流分离，长久下去除造成煤耗增加，还会引起炉膛灭火以及二次燃烧堵死锅炉下部出灰口。3解决方案解决以上闷题的办法是通过在线测量煤粉管内煤粉的流速和质量流量，并以此为依据调整每个燃烧器的二次风量，实现燃烧的最佳状态。在直吹式制粉系统屮，煤粉M的控制是靠进入磨煤机的一次风14:来控制的。因此，一次风流:信号显得尤为重要。对于文丘里管测流:当其前后流场稳定及均匀时，其流:W:系数K为常数，只要测得流体密度与压差值，即可求出通风量。然而

4、由于环境及设备条件的限制，使差压信号失真，系数K不是常数，最大偏差达34%以上，故通过挡板控制风量来调整进入锅炉的燃煤量不可靠。当锅炉负荷增减时，司炉工只能靠经验及测得的参考风量进行风煤的调整。如果在输粉管（即一次风管）安装煤粉流:W:和浓度在线测铽装置，则能更好地控制煤粉量，降低煤耗，同时减轻司炉工劳动强度，改善劳动环境。对于直吹式制粉系统来说，在一次风管上安装煤粉流量和速度在线测量装置，除解决上述双进双岀磨煤机风量测定误差大、不可靠M题外，还可发现直吹式分离器锁气器泄漏、不起作用等故障。4微波固体流景测景系统4.1测量原理SolidFlow2PF微波同体流:W:测:W:仪采用

5、先进的微波超短脉冲技术，为各类金属同体输料管槽的流量测量而设计，采用创新技术，具有美国和欧洲专利。它利用微波能量场和同体颗粒对微波的反射和多普勒特性，值盛鉴向金属输料管道/料槽内的固体颗粒发射低能量微波信号，信号被固体反射后又被传感器接收到。通过移动物料的微波反射能量来测量物料的密度，相当于一个随着油田开发向fl然条件苛刻的沙漠及海洋的延伸，油田越來越需要功能强、动化程度商、体积小、操作方便的汕井产出液计:设备来提岛汕藏的管理水平和劳动生产率［1-2］。然而，由于油井产出液是流型杂、成份多变的多相流，要想对其直接进行精确计量比较困难。目前，多相计量技术的研究主要集中在基于各种射线

6、或者超声波的层析射线成像技术，以及基于多信号处理技术、神经网络技术以及模糊模式识别技术等所谓“软”测量方法［3-4］。近10年来，中国石油大学流体测试实验室在多相流体力学和多相流测S:方而做了大S:的基础理论研究和试验研究。在此基础上，基于“软”测呈方法的考虑，开发出智能型多相流量计测系统，并且实现了工业样机的定型和现场实液测试，研究成果通过了相关部门的鉴定。1计测原理将冲y:定理应用于多相流质y:流:w:的计测，并结合小孔出流模型的压降与出流速率的关系，确立了多相流体质量流量与相关多个物理参呈之间的定呈关系。利用人工祌经网络建立专家系统，通过重笈利用这种定量关系，并根据已知油、

7、水各自单相的质量密度，进一步计测出油、水各相的质量流量，气体的质量流量由气体差压值拟合求解。试验装置主体结构如图1,其计量流程可简单描述为：被计量多相流经三相流入口进入试验装置，经气液分离装置预分离后，气体主要积聚在样机的上部空间，并经气体旁路流入三相混合器；液相则经气液分离器下方的u形管纟II分测:w:仪进入冲:w:喷嘴，最后与气相在三相混合器混合后经三相流出口流出试验装置。2试验数据采集近年来，对以前的试验装置进行了优化和改进，建立了新的试验装置，并在中国石汕大学流体测试实验