一種均壓室、其安裝方法及包含它的三維空間多點取壓的截面式氣體流量測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種均壓室、其安裝方法及包含它的三維空間多點取壓的截面式氣體流量測量裝置，屬于氣體流量測量技術領域。
【背景技術】
[0002]在現代企業生產中，鍋爐每小時都需送入大量的風，同時產出大量的煙氣。隨著我國經濟體制改革的深入、經濟核算單位的細分，實行成本核算與管理、充分降低能耗已成發展趨勢，而大管道含塵氣體流量的測量，其意義顯得越來越重大，亦愈來愈被人們所關注與重視。
[0003]工業生產過程，在溫度、壓力、流量、液位四大熱工參數的測量中，流量測量要達到預期的精確度和可靠性，自控工程師普遍認為難度最大，尤其是大管道風量、煙氣流量測量，更顯棘手，究其原因:一則被測量流體普遍具有溫度高、含塵量大、腐蝕性強等特點；二則輸送流體的管道截面積大、直管段短、彎頭多，且流量變化范圍大、靜壓小、流速低。因此，要準確測量大管道風量、煙氣流量，既要合理設計、選擇流量儀表，又要正確安裝、使用流量儀表，只有全方位的管控才能保證測量值的準確可靠。
[0004]以火力發電廠為例，進一步說明目前大管道風量、煙氣流量測量的現狀。
[0005]電站鍋爐一、二次風風量控制直接關系著鍋爐穩定燃燒、經濟運行、防止結焦、降低污染物排放等系列重要指標，是火電廠安全、經濟、環保運行的主要工作內容。一次風、二次風經回轉式空氣預熱器預熱，不僅吸收煙氣中大量熱量，而且通過換熱元件攜帶了大量灰粒，具有高溫、含塵的特點，給風量測量裝置長期穩定可靠工作帶來相當大的挑戰。此外，電站鍋爐的排煙量測量也尤為重要，在SCR工藝中，必須根據實時煙氣流量計算噴氨量;在煙囪入口，出于環保監測需要，也必須準確測量煙氣總量;煙氣流量測量還直接關系到熱平衡計算、燃燒效率評價的準確性。煙氣與一次風、二次風相比，不僅具有更高的溫度和更高的含塵，而且在鍋爐尾部煙道還具有濕度大、腐蝕性強的特點，因此煙氣量的測量難度會更大。
[0006]電站鍋爐一次風、二次風及煙氣的特點決定了風量測量裝置長時間使用后很容易磨損和堵塞，其中又以堵塞問題尤為棘手。常規的差壓式流量測量裝置全壓口和靜壓口插入氣流中，氣流中攜帶的粉塵由于與測量裝置撞擊、隨氣流流動和摩擦靜電的作用，容易粘結在取壓口及其連通管道內。當氣體溫度低于酸露點和水露點時，粉塵的粘性顯著增大，導致測量裝置內粉塵結塊，更加劇了測量裝置的堵塞問題。這種堵塞發生在風量測量裝置的內部，只能用壓縮空氣定時吹掃的辦法加以解決，給熱工專業帶來很大的維護工作量。
[0007]火力發電廠風煙系統管道截面積大，管道內布置擋板調節門、支撐桿等構件，受布置空間限制，一般直管段較短且彎頭較多，造成管道內流場較為紊亂，流動截面速度分布、溫度分布嚴重不均，單點或少數幾個點測得的平均動壓值不能代表整個流動截面的總風量或總煙氣量的變化。
[0008]此外，現有的風量或煙氣流量測量裝置壓損也較大，應用于火力發電廠很不經濟，如文丘里管、機翼型流量計采用對管道節流的方式增大流量測量裝置的壓差信號，但同時增加了氣流流動阻力，進而導致廠用電率增加。

【發明內容】

[0009]本發明提供一種均壓室、其安裝方法及包含它的三維空間多點取壓的截面式氣體流量測量裝置，以提高工業生產過程中風量和煙氣流量測量的穩定性和準確性。
[0010]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下:
[0011]一種均壓室，為等腰三角形薄壁空腔結構，均壓室上設有6?60個取壓口，取壓口對稱分布在等腰三角形的兩腰邊上，且所有取壓口均與薄壁空腔連通;等腰三角形的頂角為90?150°，對應兩底角為15?45°。
[0012]上述均壓室適于各種管道流量的測量，包括大管道風量、煙氣流量的測量，利用上述均壓室取壓時，等腰三角形的頂點部位迎氣流。
[0013]上述均壓室能提供穩定的平均全壓和平均靜壓，測取等腰三角形底邊所對應的流動截面的平均流量，來代表整個流動截面的總流量。需要說明的是，上述取壓截面近似等于三角形底邊所覆蓋的流動截面，即均壓室迎流面幾乎都提供了流量測量信號，與傳統風量測量裝置相比，取壓面積要大得多，因此能提供更為穩定和準確的流量信號。
[0014]為了保證形成穩定的全壓和靜壓，優選，不保留等腰三角形的頂角尖銳部分，等腰三角形的底邊設有延展段，延展段與等腰三角形的底部之間設有隔板，延展段的末端為敞口結構，延展段的末端指遠離等腰三角頂角的一端。
[0015]上述隔板將延展段與等腰三角形段完全隔開。
[0016]上述不保留等腰三角形的頂角尖銳部分，即也可以為等腰梯形等形狀。延展段由等腰三角形底邊延伸所得，當不保留不保留等腰三角形的頂角尖銳部分、且有延展段，則均壓室為等腰梯形與矩形順序疊加的薄壁空腔結構，且通過隔板將延展段與等腰三角形段完全隔開。
[0017]需要說明的是，上述在均壓室延展段測取的靜壓比流體實際靜壓低一些，主要是由于周邊流體的流動形成抽吸作用，致延展段形成相對“真空區”，周邊流體流速越高、“真空度”越大。上述抽吸作用所形成的差壓與流動滯止所形成的動壓疊加后的差壓信號，滿足伯努利方程原理，可以真實反映實際流量的大小。正因為此，利用本發明均壓室取壓的流量測量裝置所測動壓信號比理論動壓信號要大一些，具有壓差信號放大作用，這將有利于風量的準確可靠測量。
[0018]為了提高測量的準確性，取壓口對稱分布在等腰三角形的兩腰邊上。
[0019]上述均壓室優選采用不銹鋼薄板制作，為了便于制備，同時保證取壓的精準性，優選，均壓室，包括兩塊等腰三角形側板和一塊以上的迎流隔板，兩塊等腰三角形側板平行且相對設置;一塊以上的迎流隔板設在兩塊等腰三角形側板之間、并將兩塊等腰三角形側板連為一體，一塊以上的迎流隔板將等腰三角形的兩腰邊分為兩份以上，每一份形成一取壓
□ο
[0020]為了提高測量的穩定性，迎流隔板與等腰三角形側板垂直連接，迎流隔板平面迎氣流且與等腰三角形側板的底邊平行，取壓口截面為矩形。
[0021]為了進一步保證測量的準確性，優選，兩塊等腰三角形側板的間距為30?80mm。且與迎流隔板的一條邊近似相等。
[0022]為了進一步減小均壓室內及取壓口積灰的可能，均壓室內懸吊有一根以上的清灰針，清灰針兩端伸出取壓口。
[0023]上述清灰針可利用測量流體的動能實現自動清灰。
[0024]由于取壓口連續布置，優選，每隔一組取壓口布置一根清灰針，一組取壓口指等腰三角形兩腰邊相互對稱的兩個取壓口，清灰針兩端伸出相互對稱的兩個取壓口。
[0025]這樣可保證清灰針能敲打到每塊迎流隔板，進而保證取壓口不堵塞，敲打所引起的振動對整個均壓室都起到明顯的清灰作用。
[0026]為了減少高溫、粉塵環境下均壓室的磨損，在均壓室的外表面及迎流面噴涂耐磨材料。
[0027]由于上述迎流隔板直接受到氣流沖刷，是本發明最易發生磨損的部件，作為減少磨損的另一種優選方案，迎流隔板采用耐磨材料制成，如高溫合金或陶瓷片。
[0028]上述均壓室的安裝方法，在管道內布置一個或兩個以上的均壓室，當布置兩個以上時，每個均壓室的平均全壓取壓區域和平均靜壓取壓區域均分別用連通管連通，并分別接出至少一根總平均全壓引壓管和一根總平均靜壓引壓管。
[0029]全壓是在等腰三角形薄壁空腔內(平均全壓取壓區域)測取，而靜壓是在等腰三角形薄壁空腔外(平均靜壓取壓區域)測取，具體位置就是薄壁空腔背部(也即等腰三角形底部薄壁空腔外的部分)，當設有延展段時，平均靜壓取壓區域優選在延展段中間部位。
[0030]為了防止積灰，連通管的任意段與水平面的夾角都小于30°。
[0031]為了保證多個均壓室的均壓效果，連通管內設置有節流均壓氣咀。
[0032]上述節流均壓氣咀的主要作用:防止由于各均壓室間存在明顯壓差而導致連通管內氣體流速較高，進而造成上述總平均全壓與總平均靜壓之間的差壓不穩定或失真。上述節流均壓氣咀實際起節流孔作用，單個節流孔面積(指圖13中氣咀的最小橫截面)小于連通管內橫截面面積的30%，安裝位置及設計結構的原則是避免連通管內積灰，具體結構形式不作限定。