圆形管道全截面流量测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于烟气流量测量设备技术领域，目的是提供一种不易堵塞、测量准确性高、使用寿命长、稳定可靠的圆形管道全截面流量测量装置，在圆形管道内同一截面上，沿圆周正交布置四组采样管，每组采样管包括全压管和静压管，全压管和静压管背靠背布置，全压管上在迎风向开设若干全压采样孔，静压管上在相反的方向开设若干静压采样孔，测量结果准确，并设置吹扫装置，定期对全压管和静压管及各引出管进行反向吹扫，具备防堵清灰功能，不易堵塞，维护量小，稳定可靠，使用寿命长，能够连续、准确在线测量布置复杂、流场紊乱的工业废气管道内的烟气流速(流量)，能够满足环保部门对废气排放进行在线监测准确性、连续性和可靠性的要求。
【专利说明】
圆形管道全截面流量测量装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于烟气流量测量设备技术领域，特别是涉及一种圆形管道全截面流 量测量装置。
【背景技术】
[0002] 目前，工业废气流速(流量)测量的一般方式为采用传统一个取样点（点测量)或几 个测量点（线测量)测量方式，其只有在均匀流场或相对均匀的流场条件下才可准确测量烟 气流量，若流场不均匀或紊乱的情况下，点测量和线测量流量的方式均无法准确测量该截 面处的平均流速。但在电力、石油和化工等行业的工业废气排放管道由于工艺和空间限制 等实际情况，废气管道很难达到均匀流场或相对均匀流场的直管段测量条件，所以传统点 测量和线测量流量的方式均无法代表排气管道某截面的平均速度，测量数据误差也较大， 据现场实际比对试验误差一般在10-20%以上，无法满足环保部门进行在线监测的要求，也 无法作为对排污企业进行排污费征收的依据。
[0003] CN1475776A公开了一种横截面流量计，静压管水平放置，全压平均管在法兰中部 竖立安置，该全压平均管上部左右侧分别连接4根全压管，在全压平均管右侧中部也连接另 一根全压管，该流量计与点测量、线测量方式相比，提高了测量数据的准确性。但该流量计 在实际使用过程中，易堵塞，维护工作量大，易损坏，使用寿命短，且由于全压管、静压管的 布置方式混乱，测量结果仍然存在误差大、准确性低的问题。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种不易堵塞、测量准确性高、使用寿命长、 稳定可靠的圆形管道全截面流量测量装置。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
[0006] -种圆形管道全截面流量测量装置，包括沿圆周正交布置的四组采样管，每组采 样管包括全压管和静压管，全压管和静压管背靠背布置，全压管上在迎风向开设若干全压 采样孔，静压管上在相反的方向开设若干静压采样孔，每组全压管和静压管的一端分别与 取样块连接，取样块内设置全压取样腔和静压取样腔，全压管、静压管分别与全压取样腔、 静压取样腔连通，取样块上固定取样头，取样头内分别开设全压取样通道、静压取样通道， 全压取样通道、静压取样通道分别与全压取样腔、静压取样腔连通，取样头的全压取样通 道、静压取样通道分别经全压引出管、静压引出管与差压变送器连接，全压引出管、静压引 出管上分别安装测量电磁阀，全压引出管、静压引出管上分别并联吹扫管路，吹扫管路上安 装反吹电磁阀，吹扫管路与吹扫装置连接，每组采样管中全压管、静压管的外端固定定位法 兰，定位法兰与法兰套固定连接。
[0007] 本实用新型圆形管道全截面流量测量装置，进一步的，所述取样块的另一侧壁上 固定备用取样头。
[0008] 本实用新型圆形管道全截面流量测量装置，进一步的，每根所述全压管上全压采 样孔的数量选择为4个或5个，每个全压管上的全压采样孔的设置位置相同，静压采样孔和 全压采样孔的数量相等且位置相对应。
[0009] 本实用新型圆形管道全截面流量测量装置，进一步的，所述全压采样孔的内径优 选为6mm或8mm或10_，全压采样孔的内径小于等于全压管内径的1/2,对应位置的静压采样 孔与全压采样孔的内径相同。
[0010] 本实用新型圆形管道全截面流量测量装置，进一步的，所述吹扫装置采用空气压 缩机。
[0011] 本实用新型圆形管道全截面流量测量装置，进一步的，所述全压管和静压管采用 不锈钢管。
[0012] 本实用新型圆形管道全截面流量测量装置与现有技术相比，具有以下有益效果： 在圆形管道内同一截面上，沿圆周正交布置四组采样管，每组采样管包括全压管和静压管， 全压管和静压管背靠背布置，全压管上在迎风向开设若干全压采样孔，静压管上在相反的 方向开设若干静压采样孔，静压采样孔和全压采样孔的数量相等且位置相对应，对应位置 的静压采样孔与全压采样孔的内径相同，并设置取样块和取样头，测量气体流量时，全压采 样孔测出该截面的平均全压，静压采样孔测出该截面上的平均静压，再根据伯努利方程进 行计算后即得出截面平均流量，测量结果准确，测量精度可达±3%以内，并设置吹扫装置， 定期对全压管和静压管及各引出管进行反向吹扫，具备防堵清灰功能，不易堵塞，维护量 小，稳定可靠，使用寿命长，本实用新型测量装置能够连续、准确在线测量布置复杂、流场紊 乱的工业废气管道内的烟气流速(流量），具有在线测量数据连续、准确、稳定可靠和使用维 护量小的优点，能够满足环保部门对废气排放进行在线监测准确性、连续性和可靠性的要 求。
[0013] 下面结合附图对本实用新型的圆形管道全截面流量测量装置作进一步说明。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型圆形管道全截面流量测量装置安装状态的整体图；
[0015] 图2为图1中采样管部分的主视图；
[0016]图3为采样管部分的剖视图。
【具体实施方式】
[0017]如图1-图3所示，本实用新型圆形管道全截面流量测量装置包括沿圆周正交布置 的四组采样管，每组采样管包括全压管1和静压管2,全压管1和静压管2采用不锈钢管，全压 管1和静压管2背靠背布置，全压管1上在迎风向开设若干全压采样孔11，静压管2上在相反 的方向开设若干静压采样孔21。本实用新型主要适用于内径C>3001mm-①8000mm的圆形管 道，根据圆形管道的内径确定采样孔的数量，内径越大，设置数量越多，每根全压管1上全压 采样孔11的数量选择为4个或5个，每个全压管1上的全压采样孔11的设置位置相同，全压采 样孔11的内径优选为6mm或8mm或10mm，全压采样孔11的内径小于等于全压管1内径的1/2， 静压采样孔21和全压采样孔11的数量相等且位置相对应，对应位置的静压采样孔21与全压 采样孔11的内径相同。通过反复试验对采样孔的内径进行了优选，并根据管道内径选择采 样孔的设置数量，进一步提高了测量的准确性。采样孔的设置数量及位置符合《固定污染源 排气中固体颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T16157-1996)的要求。
[0018]每组全压管1和静压管2的一端与取样块3连接，取样块3内设置全压取样腔31和静 压取样腔32,全压管1、静压管2分别与全压取样腔31、静压取样腔32连通。取样块3上固定取 样头4，取样头4内分别开设全压取样通道41、静压取样通道42，全压取样通道41、静压取样 通道42分别与全压取样腔31、静压取样腔32连通。取样块3的另一侧壁上固定备用取样头5， 当取样头4堵塞需要更换时，可暂时通过备用取样头5进行测量，保证测量的连续性。
[0019] 取样头4的全压取样通道41、静压取样通道42分别经全压引出管6、静压引出管7与 差压变送器8连接，每个取样头4可单独连接一套差压变送器，也可以如图1所示，相邻两个 取样头连接到同一套差压变送器。全压引出管6、静压引出管7上分别安装测量电磁阀61、 71。全压引出管6、静压引出管7上分别并联吹扫管路9,吹扫管路9上安装反吹电磁阀91，吹 扫管路9与吹扫装置92连接，吹扫装置92采用空气压缩机。
[0020]为了防止测量装置内部堵塞，设置吹扫装置92,由PLC控制定期对全压管1和静压 管2及各引出管进行反向吹扫，吹扫气源由空气压缩机提供，压力为0.5MPa，反吹电磁阀91 平时全关，进行吹扫时，先关闭全压、静压引出管上的测量电磁阀，再开启反吹电磁阀，进行 吹扫，吹扫完成后关闭反吹电磁阀，开启全压、静压引出管上的测量电磁阀，继续测量，确保 测量准确性。
[0021]每组采样管中全压管1、静压管2的外端固定定位法兰12,定位法兰12通过螺栓与 法兰套13固定连接，安装时在圆形管道10侧壁上均匀开设四个安装孔14,将四个法兰套13 分别焊接在四个安装孔14内，从而将测量装置安装在圆形管道10上。
[0022]本实用新型圆形管道全截面流量测量装置的测量过程为:在圆形管道10内同一截 面上，沿圆周正交布置四组采样管，四组采样管的全压引出管6和静压引出管7分别接入一 套差压变送器8，测量气体流量时，全压采样孔11测出该截面的平均全压，静压采样孔21则 测出该截面上的平均静压，差压变送器8输出4-20mA信号至数据采集和处理系统，根据伯努 利方程进行计算后得出截面平均流量。烟气流量计算公式为：
[0024] 其中，K为流量系数;A为截面积(m2); AP为差压(Pa);p为气体密度(kg/m3)。
[0025] 本实用新型圆形管道全截面流量测量装置广泛应用于电力、石油和化工等经过除 尘、脱硝和脱硫的圆形管道内废气排放的流量测量，主要对圆形工业排气管道废气排放量 进行在线实时测量和监控，并将监控数据和信息传送到环保主管部门，确保对排污企业污 染物排放量的实时监控和总量统计。
[0026] 以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用 新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本 实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护 范围内。
【主权项】
1. 一种圆形管道全截面流量测量装置，其特征在于:包括沿圆周正交布置的四组采样 管，每组采样管包括全压管和静压管，全压管和静压管背靠背布置，全压管上在迎风向开设 若干全压采样孔，静压管上在相反的方向开设若干静压采样孔，每组全压管和静压管的一 端分别与取样块连接，取样块内设置全压取样腔和静压取样腔，全压管、静压管分别与全压 取样腔、静压取样腔连通，取样块上固定取样头，取样头内分别开设全压取样通道、静压取 样通道，全压取样通道、静压取样通道分别与全压取样腔、静压取样腔连通，取样头的全压 取样通道、静压取样通道分别经全压引出管、静压引出管与差压变送器连接，全压引出管、 静压引出管上分别安装测量电磁阀，全压引出管、静压引出管上分别并联吹扫管路，吹扫管 路上安装反吹电磁阀，吹扫管路与吹扫装置连接，每组采样管中全压管、静压管的外端固定 定位法兰，定位法兰与法兰套固定连接。2. 根据权利要求1所述的圆形管道全截面流量测量装置，其特征在于:所述取样块的另 一侧壁上固定备用取样头。3. 根据权利要求2所述的圆形管道全截面流量测量装置，其特征在于:每根所述全压管 上全压采样孔的数量选择为4个或5个，每个全压管上的全压采样孔的设置位置相同，静压 采样孔和全压采样孔的数量相等且位置相对应。4. 根据权利要求3所述的圆形管道全截面流量测量装置，其特征在于:所述全压采样孔 的内径优选为6mm或8mm或10mm，全压采样孔的内径小于等于全压管内径的1/2，对应位置的 静压采样孔与全压采样孔的内径相同。5. 根据权利要求4所述的圆形管道全截面流量测量装置，其特征在于:所述吹扫装置采 用空气压缩机。6. 根据权利要求1-5任一项所述的圆形管道全截面流量测量装置，其特征在于:所述全 压管和静压管采用不锈钢管。
【文档编号】G01F1/36GK205561940SQ201620350014
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】安建利, 李治根
【申请人】南京友智科技有限公司