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内藏式双文丘里管流量测量装置的研究与应用
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本文对低流速、大管径气体流量测量中,当前存在的主要问题进行了分析比较。通过风洞实验,研究了内藏式双文丘里管测量流量装置的特性及数学模型。阐述了该种形式的双文丘里管的结构、组成、安装形式、特点以及应用优势。在钢铁厂热风炉的助燃风、冷风、煤气计量(高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气)及热电厂的锅炉一次风、二次风及其它大管径、低流速管道计测量中收到了良好的效果。

关键词:低流速、大管径、大流量、双文丘里管,无直管段

目前,国内热电厂的大容量锅炉机组一次风、二次风管道的风量,烟道的烟量以及发电机组的回热管道,回热蒸汽流量及炼铁厂热风炉助燃风、冷风煤气的计量,以及各大电厂燃气锅炉与煤气厂商业贸易结算计量等,其一次元件多为机翼型或均速管测量装置及标准文丘里管。由于均速管(阿牛巴)输出的差压信号较小,易堵塞,且分辨率低,一般需要与微差压变送器配套,测量精度不高。近几年国内的一些代理公司推出了美国生产的威力巴差压流量计,在性能上比阿牛巴均速管提高了一大步。但由于受直管段、量程比的限制,在煤气计量上仍存在许多问题,不能满足用户的要求。而机翼型测量装置体积较大,压损较大,制造工艺比较困难,且易堵塞信号管路,采用标准文丘里管,在大管径时,其前后直管段要求很长,成本很高。近年来在矩形风道的流量测量中,人们通过对文丘里管的变异,设计出了矩形文丘里管,并进行了一定的试验,但由于压力损失较大等原因,亦限制了它的推广和应用。
在炼铁厂中,大容量的热风炉入口冷风、净煤气及助燃风的管径一般都超过1200mm,但管径超过1200mm的节流装置,目前国内、国外均未建立标准,一般节流装置的生产厂家无法进行标定和校验。由于流量变化范围大,介质受压力及温度影响较大,在低压,低流速状态下工作,要求永久性压力损失小,采用一般节流装置很难实现。另外,流量测量装置一般要求前直管段为10D,后直管段为5D,导致造价增高。为解决这些问题,国内一些企业引进国外的产品,如插入式质量流量计(热差式),不仅造价昂贵,且由于工艺条件限制,介质中含水份多等种种原因仍存在计量不准或无法测量的问题。
针对以上存在的问题,西安航联测控设备有限公司,采用航空气动理论和飞机发动机内流流体力学等学科的最新研究成果,应用大型计算机技术和风洞实验,研究和生产出BYW-F内藏式双文丘里管智能流量计。


工作原理及风洞实验结果
 

1.1 工作原理
根据伯努利方程和连续方程的基本原理和风洞实验结果,内藏式双文丘里管流量测
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