专利名称：一种燃煤锅炉炉内压力的测量装置及其测量方法
技术领域：
本发明属于流体压力测量技术领域，具体涉及一种燃煤锅炉炉内压力的测量装置 及其测量方法。
背景技术：
目前燃煤锅炉在运行中需要实时监测炉内各点的压力，这对锅炉的安全运行具 有十分重要的意义。但生产中时常出现炉内固体颗粒或杂质将取压口和测压管线堵塞 的现象，导致压力测量失灵，控制系统误操作，严重干扰锅炉的正常运行。目前解决堵塞 的最有效方法是采用吹扫气流对压力测量管线进行吹扫，但是在吹扫过程中却会影响炉 内压力的正常测量。其中最明显的影响是，在吹扫过程中测压管线内的压力明显高于 炉内的实际压力，造成严重的测量误差。美国发明专利US5596149和中国实用新型专利 ZL200520074921. 9试图采用将吹扫管插进取压管内的结构来降低吹扫气流对压力测量的 影响，但是该结构的可靠性较差，尤其当炉内压力很低时测量误差会很大。另外美国发明专 利US5421863公开了一种在吹扫的基础上加入缓冲罐的方案，同样也不能从根本上解决问 题。而中国实用新型专利ZL200620068391. 1和实用新型专利ZL2006200667915. 5公开的 压力补偿装置，气动效率低，可靠性差，且需要采用较高压力的吹扫气源，尤其当炉内压力 很低或测量管线很长时会存在很大的测量误差。因此如何采用一种简单的装置和方法解决 连续吹扫测压管线时炉内压力的精确测量问题，是当前工程上迫切需要解决的一个难题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种燃煤锅炉炉内压 力的测量装置及其测量方法，解决连续吹扫测压管线时炉内压力的精确测量问题，提高炉 内压力的测量精度和可靠性，以便于在工程上广泛应用。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种燃煤锅炉炉内压力测量装置，包括测压管线6，测压管线6的出口与取压头7 入口相导通，取压头7固定在燃煤锅炉的炉壁8上并与炉内相导通，还包括文丘里管4，文 丘里管4的入口和减压阀3的出口相连通，减压阀3的入口通过管道2和内含吹扫气体的 吹扫气源1的出口相连通；文丘里管4的出口和阻力调节阀5的入口相连通，阻力调节阀5 的出口和所述的测压管线6的入口相导通。在文丘里管4的喉部连接压力变送器9。所述的文丘里管4还满足ξ = ψ + λ+，其中ξ为文丘里管压力恢复系数，Ψ为文
α
丘里管下游管道上的总局部阻力系数，包括在阻力调节阀5上的阻力系数，λ为测压管线6 的摩擦阻力系数，1为测压管线6的长度，d为测压管线6的内径。所述的减压阀3为恒值减压阀。采用上述压力测量装置测量燃煤锅炉炉内压力的方法，在锅炉正常运行时，先关闭吹扫气源1，用压力变送器9测量文丘里管4的喉部压力值，也即为当前炉内压力值P8， 记录下这一测量值，随即打开吹扫气源1，这样就使减压阀3的阀前气流压力上升为升压值 P1，经减压阀3调节后压力恒定在预设减压压力值P3，当吹扫气流进入文丘里管4时，首先 在文丘里管4的收缩段不断加速并降低压力，到达喉部时速度达到最大值，压力降至最低 压力值P4，然后在文丘里管4的扩散段流速又逐渐降低，压力得以恢复，在文丘里管的出口 达到恢复压力值P5，吹扫气流随后进入阻力调节阀5，调节阻力调节阀5致使压力变送器9 的测量值等于所述的记录值，气流最后经过测压管线6和取压头了喷入燃煤锅炉的炉内， 待气流稳定后利用压力变送器9测量文丘里管4的喉部压力值P4即为炉内压力值P8。上述满足ξ = Ψ +λ+的文丘里管4的燃煤锅炉炉内压力测量装置的测量方法在
α
锅炉正常运行时，打开吹扫气源1，使减压阀3的阀前气流压力上升为升压值Ρ1，经减压阀 3调节后压力恒定在预设减压压力值Ρ3，当吹扫气流进入文丘里管4时，首先在文丘里管4 的收缩段不断加速并降低压力，到达喉部时速度达到最大值，压力降至最低压力值Ρ4，然后 在文丘里管4的扩散段流速又逐渐降低，压力得以恢复，在文丘里管的出口达到恢复压力 值Ρ5，吹扫气流随后进入阻力调节阀5，经阻力调节阀5的阻力调节后压力降为预设降压压 力值Ρ6，气流最后经过测压管线6和取压头7喷入燃煤锅炉的炉内，待气流稳定后利用压力 变送器9测量文丘里管4的喉部压力值Ρ4即为炉内压力值Ρ8。通过本发明提供的燃煤锅炉炉内压力的测量装置及其测量方法，解决了连续吹扫 测压管线时炉内压力的精确测量问题，提高了炉内压力的测量精度和可靠性，以便于在工 程上广泛应用。
图1是本发明的燃煤锅炉炉内压力测量装置的局部剖视结构示意图。图2是本发明的燃煤锅炉炉内压力测量装置的测量方法的局部剖视压力分布示 意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作更详细的说明。实施例1 如图1所示，燃煤锅炉炉内压力测量装背，包括测压管线6，测压管线6的出口与 取压头7入口相导通，取压头7固定在燃煤锅炉的炉壁8上并与炉内相导通，还包括文丘里 管4，在文丘里管4的喉部连接压力变送器9，文丘里管4的入口和减压阀3的出口相连通， 减压阀3的入口通过管道2和内含吹扫气体的吹扫气源1的出口相连通；文丘里管4的出 口和阻力调节阀5的入口相连通，阻力调节阀5的出口和所述的测压管线6的入口相导通。 所述的减压阀3为恒值减压阀。如图2所示，采用上述测量装置测量燃煤锅炉炉内压力的方法在锅炉正常运行 时，先关闭吹扫气源1，此时该压力测量装置内无吹扫气源1的气流流过，用压力变送器9测 量文丘里管4的喉部压力值，也即为当前炉内压力值Ρ8，记录下这一测量值，随即打开吹扫 气源1，这样就使减压阀3的阀前气流压力上升为升压值Ρ1，经减压阀3调节后压力恒定在预设减压压力值P3，当吹扫气流进入文丘里管4时，首先在文丘里管4的收缩段不断加速并 降低压力，到达喉部时速度达到最大值，压力降至最低压力值P4，然后在文丘里管4的扩散 段流速又逐渐降低，压力得以恢复，在文丘里管的出口达到恢复压力值P5，吹扫气流随后进 入阻力调节阀5，调节阻力调节阀5致使压力变送器9的测量值等于所述的记录值，气流最 后经过测压管线6和取压头7喷入燃煤锅炉的炉内，待气流稳定后利用压力变送器9测量 文丘里管4的喉部压力值P4即为炉内压力值P8。实施例2:如图1所示，燃煤锅炉炉内压力测量装置，包括测压管线6，测压管线6的出口与 取压头7入口相导通，取压头7固定在燃煤锅炉的炉壁8上并与炉内相导通，还包括文丘里 管4，在文丘里管4的喉部连接压力变送器9，文丘里管4的入口和减压阀3的出口相连通， 减压阀3的入口通过管道2和内含吹扫气体的吹扫气源1的出口相连通；文丘里管4的出 口和阻力调节阀5的入口相连通，阻力调节阀5的出口和所述的测压管线6的入口相导通。
所述的文丘里管4还满足ξ = ψ + λ+，其中ξ为文丘里管压力恢复系数，Ψ为文丘里管下
a
游管道上的总局部阻力系数，包括在阻力调节阀5上的阻力系数，λ为测压管线6的摩擦 阻力系数，1为测压管线6的长度，d为测压管线的内径。所述的减压阀3为恒值减压阀。如图2所示，上述满足ξ = ψ + λ +的文丘里管4的燃煤锅炉炉内压力测量装置的
a
测量方法在锅炉正常运行时，打开吹扫气源1，这样就使减压阀3的阀前气流压力上升为 升压值P1，经减压阀3调节后压力恒定在预设减压压力值P3，当吹扫气流进入文丘里管4 时，首先在文丘里管4的收缩段不断加速并降低压力，到达喉部时速度达到最大值，压力降 至最低压力值P4，然后在文丘里管4的扩散段流速又逐渐降低，压力得以恢复，在文丘里管 的出口达到恢复压力值P5，吹扫气流随后进入阻力调节阀5，经阻力调节阀5的阻力调节后 压力降为预设压力P6，气流最后经过测压管线6和取压头7喷入燃煤锅炉的炉内，待气流稳 定后利用压力变送器9测量文丘里管4的喉部压力值P4即为炉内压力值P8。本发明的燃煤锅炉炉内压力的测量装置及其测量方法，通过管道连通的吹扫气源 1、文丘里管4、测压管线6、取压头7、减压阀3以及阻力调节阀5，并结合调节阻力调节阀5 致使压力变送器9的测量值P4等于所述的记录值的方法，解决了连续吹扫测压管线6时炉 内压力的精确测量问题，提高了炉内压力的测量精度和可靠性，以便于在工程上广泛应用。
另外所述的文丘里管4还满足ξ = ψ + λ +的结构特点，通过应用流体力学阻力公式的原理
a
进一步简化了测量方法，这样就无需调节阻力调节阀5能使压力变送器9的测量值P4等于 所述的记录值的方法，而所述的减压阀3为恒值减压阀能够使减压的精度控制更高。
权利要求
一种燃煤锅炉炉内压力测量装置，包括测压管线(6)，测压管线(6)的出口与取压头(7)入口相导通，取压头(7)固定在燃煤锅炉的炉壁(8)上并与炉内相导通，其特征在于还包括文丘里管(4)，文丘里管(4)的入口和减压阀(3)的出口相连通，减压阀(3)的入口通过管道(2)和内含吹扫气体的吹扫气源(1)的出口相连通；文丘里管(4)的出口和阻力调节阀(5)的入口相连通，阻力调节阀(5)的出口和所述的测压管线(6)的入口相导通。
2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉炉内压力测量装置，其特征在于所述的文丘里管 (4)的喉部与压力变送器(9)相连通。
3.根据权利要求1所述的燃煤锅炉炉内压力测量装置，其特征在于所述的文丘里管(4)还满足ξ= Ψ + λ+，其中ξ为文丘里管压力恢复系数，Ψ为文丘里管下游管道上的总α局部阻力系数，包括在阻力调节阀(5)上的阻力系数，λ为测压管线(6)的摩擦阻力系数， 1为测压管线(6)的长度，d为测压管线(6)的内径。
4.根据权利要求1或3所述的燃煤锅炉炉内压力测量装置，其特征在于所述的减压 阀(3)为恒值减压阀。
5.一种根据权利要求1所述的测量装置测量燃煤锅炉炉内压力的方法，其特征在于 在锅炉正常运行时，先关闭吹扫气源(1)，用压力变送器(9)测量文丘里管(4)的喉部压力 值，也即为当前炉内压力值P8，记录下这一测量值，随即打开吹扫气源(1)，使减压阀(3)的 阀前气流压力上升为升压值P1，经减压阀(3)调节后压力恒定在预设减压压力值P3，当吹 扫气流进入文丘里管(4)时，首先在文丘里管(4)的收缩段不断加速并降低压力，到达喉 部时速度达到最大值，压力降至最低压力值P4，然后在文丘里管(4)的扩散段流速又逐渐 降低，压力得以恢复，在文丘里管的出口达到恢复压力值P5，吹扫气流随后进入阻力调节阀(5)，调节阻力调节阀(5)致使压力变送器(9)的测量值等于所述的记录值，气流最后经过 测压管线(6)和取压头(7)喷入燃煤锅炉的炉内，待气流稳定后利用压力变送器(9)测量 文丘里管(4)的喉部压力值P4即为炉内压力值P8。
6.一种根据权利要求3所述的测量装置测量燃煤锅炉炉内压力的方法，其特征在于 在锅炉正常运行时，打开吹扫气源(1)，使减压阀(3)的阀前气流压力上升为升压值P1，经 减压阀(3)调节后压力恒定在预设减压压力值P3，当吹扫气流进入文丘里管(4)时，首先在 文丘里管(4)的收缩段不断加速并降低压力，到达喉部时速度达到最大值，压力降至最低 压力值P4，然后在文丘里管(4)的扩散段流速又逐渐降低，压力得以恢复，在文丘里管的出 口达到恢复压力值P5，吹扫气流随后进入阻力调节阀(5)，经阻力调节阀(5)的阻力调节后 压力降为预设压力值P6，气流最后经过测压管线(6)和取压头(7)喷入燃煤锅炉的炉内，待 气流稳定后利用压力变送器(9)测量文丘里管(4)的喉部压力值P4即为炉内压力值P8。
全文摘要
燃煤锅炉炉内压力的测量装置及其测量方法，通过吹扫气源、文丘里管、测压管线、取压头、减压阀以及阻力调节阀，并结合调节阻力调节阀致使压力变送器的测量值等于炉内压力的方法，解决了连续吹扫测压管线时炉内压力的精确测量问题，提高炉内压力的测量精度和可靠性，以便于在工程上广泛应用。
文档编号G01L7/00GK101986119SQ20101052480
公开日2011年3月16日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者王栋 申请人:西安交通大学