一种均压室、其安装方法及包含它的三维空间多点取压的截面式气体流量测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种均压室、其安装方法及包含它的三维空间多点取压的截面式气体流量测量装置，属于气体流量测量技术领域。
【背景技术】
[0002]在现代企业生产中，锅炉每小时都需送入大量的风，同时产出大量的烟气。随着我国经济体制改革的深入、经济核算单位的细分，实行成本核算与管理、充分降低能耗已成发展趋势，而大管道含尘气体流量的测量，其意义显得越来越重大，亦愈来愈被人们所关注与重视。
[0003]工业生产过程，在温度、压力、流量、液位四大热工参数的测量中，流量测量要达到预期的精确度和可靠性，自控工程师普遍认为难度最大，尤其是大管道风量、烟气流量测量，更显棘手，究其原因:一则被测量流体普遍具有温度高、含尘量大、腐蚀性强等特点；二则输送流体的管道截面积大、直管段短、弯头多，且流量变化范围大、静压小、流速低。因此，要准确测量大管道风量、烟气流量，既要合理设计、选择流量仪表，又要正确安装、使用流量仪表，只有全方位的管控才能保证测量值的准确可靠。
[0004]以火力发电厂为例，进一步说明目前大管道风量、烟气流量测量的现状。
[0005]电站锅炉一、二次风风量控制直接关系着锅炉稳定燃烧、经济运行、防止结焦、降低污染物排放等系列重要指标，是火电厂安全、经济、环保运行的主要工作内容。一次风、二次风经回转式空气预热器预热，不仅吸收烟气中大量热量，而且通过换热元件携带了大量灰粒，具有高温、含尘的特点，给风量测量装置长期稳定可靠工作带来相当大的挑战。此外，电站锅炉的排烟量测量也尤为重要，在SCR工艺中，必须根据实时烟气流量计算喷氨量;在烟囱入口，出于环保监测需要，也必须准确测量烟气总量;烟气流量测量还直接关系到热平衡计算、燃烧效率评价的准确性。烟气与一次风、二次风相比，不仅具有更高的温度和更高的含尘，而且在锅炉尾部烟道还具有湿度大、腐蚀性强的特点，因此烟气量的测量难度会更大。
[0006]电站锅炉一次风、二次风及烟气的特点决定了风量测量装置长时间使用后很容易磨损和堵塞，其中又以堵塞问题尤为棘手。常规的差压式流量测量装置全压口和静压口插入气流中，气流中携带的粉尘由于与测量装置撞击、随气流流动和摩擦静电的作用，容易粘结在取压口及其连通管道内。当气体温度低于酸露点和水露点时，粉尘的粘性显著增大，导致测量装置内粉尘结块，更加剧了测量装置的堵塞问题。这种堵塞发生在风量测量装置的内部，只能用压缩空气定时吹扫的办法加以解决，给热工专业带来很大的维护工作量。
[0007]火力发电厂风烟系统管道截面积大，管道内布置挡板调节门、支撑杆等构件，受布置空间限制，一般直管段较短且弯头较多，造成管道内流场较为紊乱，流动截面速度分布、温度分布严重不均，单点或少数几个点测得的平均动压值不能代表整个流动截面的总风量或总烟气量的变化。
[0008]此外，现有的风量或烟气流量测量装置压损也较大，应用于火力发电厂很不经济，如文丘里管、机翼型流量计采用对管道节流的方式增大流量测量装置的压差信号，但同时增加了气流流动阻力，进而导致厂用电率增加。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种均压室、其安装方法及包含它的三维空间多点取压的截面式气体流量测量装置，以提高工业生产过程中风量和烟气流量测量的稳定性和准确性。
[0010]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下:
[0011]一种均压室，为等腰三角形薄壁空腔结构，均压室上设有6?60个取压口，取压口对称分布在等腰三角形的两腰边上，且所有取压口均与薄壁空腔连通;等腰三角形的顶角为90?150°，对应两底角为15?45°。
[0012]上述均压室适于各种管道流量的测量，包括大管道风量、烟气流量的测量，利用上述均压室取压时，等腰三角形的顶点部位迎气流。
[0013]上述均压室能提供稳定的平均全压和平均静压，测取等腰三角形底边所对应的流动截面的平均流量，来代表整个流动截面的总流量。需要说明的是，上述取压截面近似等于三角形底边所覆盖的流动截面，即均压室迎流面几乎都提供了流量测量信号，与传统风量测量装置相比，取压面积要大得多，因此能提供更为稳定和准确的流量信号。
[0014]为了保证形成稳定的全压和静压，优选，不保留等腰三角形的顶角尖锐部分，等腰三角形的底边设有延展段，延展段与等腰三角形的底部之间设有隔板，延展段的末端为敞口结构，延展段的末端指远离等腰三角顶角的一端。
[0015]上述隔板将延展段与等腰三角形段完全隔开。
[0016]上述不保留等腰三角形的顶角尖锐部分，即也可以为等腰梯形等形状。延展段由等腰三角形底边延伸所得，当不保留不保留等腰三角形的顶角尖锐部分、且有延展段，则均压室为等腰梯形与矩形顺序叠加的薄壁空腔结构，且通过隔板将延展段与等腰三角形段完全隔开。
[0017]需要说明的是，上述在均压室延展段测取的静压比流体实际静压低一些，主要是由于周边流体的流动形成抽吸作用，致延展段形成相对“真空区”，周边流体流速越高、“真空度”越大。上述抽吸作用所形成的差压与流动滞止所形成的动压叠加后的差压信号，满足伯努利方程原理，可以真实反映实际流量的大小。正因为此，利用本发明均压室取压的流量测量装置所测动压信号比理论动压信号要大一些，具有压差信号放大作用，这将有利于风量的准确可靠测量。
[0018]为了提高测量的准确性，取压口对称分布在等腰三角形的两腰边上。
[0019]上述均压室优选采用不锈钢薄板制作，为了便于制备，同时保证取压的精准性，优选，均压室，包括两块等腰三角形侧板和一块以上的迎流隔板，两块等腰三角形侧板平行且相对设置;一块以上的迎流隔板设在两块等腰三角形侧板之间、并将两块等腰三角形侧板连为一体，一块以上的迎流隔板将等腰三角形的两腰边分为两份以上，每一份形成一取压
□ο
[0020]为了提高测量的稳定性，迎流隔板与等腰三角形侧板垂直连接，迎流隔板平面迎气流且与等腰三角形侧板的底边平行，取压口截面为矩形。
[0021]为了进一步保证测量的准确性，优选，两块等腰三角形侧板的间距为30?80mm。且与迎流隔板的一条边近似相等。
[0022]为了进一步减小均压室内及取压口积灰的可能，均压室内悬吊有一根以上的清灰针，清灰针两端伸出取压口。
[0023]上述清灰针可利用测量流体的动能实现自动清灰。
[0024]由于取压口连续布置，优选，每隔一组取压口布置一根清灰针，一组取压口指等腰三角形两腰边相互对称的两个取压口，清灰针两端伸出相互对称的两个取压口。
[0025]这样可保证清灰针能敲打到每块迎流隔板，进而保证取压口不堵塞，敲打所引起的振动对整个均压室都起到明显的清灰作用。
[0026]为了减少高温、粉尘环境下均压室的磨损，在均压室的外表面及迎流面喷涂耐磨材料。
[0027]由于上述迎流隔板直接受到气流冲刷，是本发明最易发生磨损的部件，作为减少磨损的另一种优选方案，迎流隔板采用耐磨材料制成，如高温合金或陶瓷片。
[0028]上述均压室的安装方法，在管道内布置一个或两个以上的均压室，当布置两个以上时，每个均压室的平均全压取压区域和平均静压取压区域均分别用连通管连通，并分别接出至少一根总平均全压引压管和一根总平均静压引压管。
[0029]全压是在等腰三角形薄壁空腔内(平均全压取压区域)测取，而静压是在等腰三角形薄壁空腔外(平均静压取压区域)测取，具体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)，当设有延展段时，平均静压取压区域优选在延展段中间部位。
[0030]为了防止积灰，连通管的任意段与水平面的夹角都小于30°。
[0031]为了保证多个均压室的均压效果，连通管内设置有节流均压气咀。
[0032]上述节流均压气咀的主要作用:防止由于各均压室间存在明显压差而导致连通管内气体流速较高，进而造成上述总平均全压与总平均静压之间的差压不稳定或失真。上述节流均压气咀实际起节流孔作用，单个节流孔面积(指图13中气咀的最小横截面)小于连通管内横截面面积的30%，安装位置及设计结构的原则是避免连通管内积灰，具体结构形式不作限定。