摘 要：低温余热发电是水泥厂进步临盆效益、节约能源、实现可持续成长的重要门路。低温余热发电体系是一个互相接洽关系的复杂控制体系，因为其热源为水泥反转展转窑排放的废热烟气，受水泥窑临盆状况影响较年夜，与一般带有燃烧体系的电站比拟具有很年夜的特别性。余热电站的控制也与一般带燃烧体系的电站的控制有很年夜不合，今朝国内还没有形成针对余热电站控制的有效地的优化控制筹划。
关键词：余热发电； 模糊控制； 汽包水位； 除氧器凝汽器； 气体流量计
一、媒介
年夜管道气体流量计在低温余热发电项目中开端应用新型干法水泥工艺气流活泼在全部临盆过程中，热像仪在军民两方面都有应用，最开始起源于军用，逐渐转为民用，在窑体系中热风有一次风、二次风、三次风，还有冷却机形成的年夜量热风，在热风轮回过程中一部分热风用于原料和煤粉的烘干，还有一部分气体则作为废气被排放在年夜气中。在2500t/d、5000t/d等范围的水泥临盆线中为实现低温废气综合应用，将其用于余热发电和热力管网。低温余热发电重要应用在窑尾一级筒出口至排风机的管道抽出的废气，同时在冷却机抽出必定流量的废气，进入SP余热锅炉和AQC余热锅炉，余热锅炉出力，各自产生压力约1.25MPa，温度约250℃～300℃，流量约20t/h的主蒸汽汇总进入汽机，汽机发出的电能并入工厂中压电网。在北方地区低温余热也用于热力管网，实现取暖和供热。低温余热发电是国度重点支撑项目，近几年低温余热发电在赓续提升及成熟，并开端把此技巧出口到泰国等国度。进口废气温度和流量是SP余热锅炉和AQC余热锅炉重要技巧参数，在温度和流量的测定中，流量的测定有必定的难度，也日益急切有待解决。难度在于新型干法水泥临盆线中，热风管道的口径年夜多是年夜于500mm；另被测的气流是变更的，还带有必定的粉尘，所测的介质是包含气固二相。在流量测量规范中管道口径年夜于200mm就属于年夜口径流量测量，气固二相的流量测量又是特别范畴；常用的气体测量传感器中一般带有小孔，热风中含有粉尘，很轻易造成测量传感器的堵塞。若何选用低温余热发电年夜管道的流量测量仪表是本文评论辩论的重点。
二、年夜管道气体流量检测仪表当今我国倡导扶植节能型经济
在此前提下，我所介绍的年夜管道气体流量检测仪表清除了压损年夜、运行费过高的撙节装配，如传统的孔板式流量计，对年夜口径的管道它须要年夜的安装法兰，不仅粗笨，还有较年夜压损，运行中磨损年夜，费用过高，ISO5167的新标准还请求前直管段达30～40D，现场很难知足，为此我们无法推敲采取这类仪表；也不推荐价格过高的气体超声流量计。在余热发电工控体系中，我建议采取取样道理、插入安装方法，经由过程测取管道中一点或多点的流速来推算流量的插入式流量计。这类仪表的特点是：构造简单、性价比较高、安装保护便利、反复性好，但精确度一般不高。较典范的是差压式均速管流量计和热式流量计，差压式均速管流量计是在上世纪60年代末问世的，它是基于伯努利能量守恒原则和皮托管测速道理成长起来的，所谓皮托管测速实际是测量管道中圆管直径上或矩形（菱形）管长与宽上几点的流速经由过程能量守恒原则推算出流量的一种插入式流量仪表，此圆管或菱形管平日也称检测杆，常用的是菱形，但其背压孔易堵塞，影响其正常工作，尽管可加装粉尘过滤装配，但因为水泥工艺的特别情况，特别是年夜口径的管道选用时须要非分特别当心。热式流量计则是应用传热道理，以热电阻为敏感元件，当流速高时将带走更多的热量，降低了热电阻温度。在测量桥路上热电阻是作为桥路的一臂，因为温度变更引起阻值的变更，这将破坏桥路的均衡，为保持桥路的均衡，加在反馈电路上的功率必须变更，由它的变更能间接测定流量值。它最年夜特点是可测量低于5m/s的流速，传热与流体质量有关，是以所测的流量为质量流量。从成长偏向看如一旦能改进热式流量计的精确度，它将会有较年夜成长潜力，因为流量计的精确度对低温余热发电体系废气年夜管道的测量请求不是很高，主如果反复性指标，故更合适热式流量计的推广和选用。
三、一种典范的热式流量计
美国KURZ仪表公司专业临盆的热式流量计，包含450系列单点式测速热式流量计和K-BAR2000系列多点式测速热式流量计两种，其测速范围是0Nm/s～120Nm/s，工作温度最高可达+500℃，工作压力最高可达2MPa，反复性指标为0.25%，速度传感器响应时光为1秒，温度传感器响应时光为3秒，插入式安装，可合适于2.5寸以上管道。热式流量计的测量探头有两个传感器，一个是速度传感器，一个是温度传感器，两个传感器都是基准级铂电阻传感器。铂电阻固定在稳定、密封的不锈钢套管中，在测量电路中它们也作为测量桥路的两个臂，温度传感器在工作中测量被测气体的温度，它作为参比温度，而速度传感器被加热，并使其被加热的温度和参比温度有一固定的温差ΔT，当参比温度变更，则ΔT也跟着变更，可以经由过程加热功率的变更来测量气体的质量流量。
加热功率P，温差ΔT，质量流量qm之间的关系如下：
P/ΔT=K1+K2（qmK3）个中K1，、K2、K3是与气体物性等有关的常数。ΔT一般控制在55℃恒定值，则经由过程测量P（I）就能计算出管道内的质量流量qm.四、低温余热发电选用热式流量计几个方面对于水泥行业特别的气体状况，在选用热式流量计必须要推敲以下几方面
1.测单点流速照样测多点流速一根插入的检测杆可以测年夜管道中某一点的流速，如450系列；也可测多点的流速，它可反应管道内多点的流速分布，如K-BAR2000系列。推敲到投资的身分，另单点测量经由过程补偿修改也可推算出年夜管道的平均流速。故笔者建议余热发电体系照样用450系列单点式测速热式流量计。2.供给精确的流量和管道数据选用热式流量计时，必定要精确供给给制造商流量、温度、压力等数据和管道尺寸和管道安排情况，包含直管段的年夜小和管配件情况，流量计供货商可肯定插入地位、插入深度和不合耐温等级的检测杆。理论上测量管道必须确保有前10后5的直管段长度，但现场情况是实现不了的，供货商会根据具体管道安排肯定补偿修改筹划。3.精确选择检测杆前述在低温余热发电体系中废气流量是变更的，还带有必定的粉尘，为此肯定检测杆的材质和传感器的材质是异常重要的，余热发电体系应选耐磨的哈氏合金探头，检测杆长度也必须根据管道的材料肯定。4.校验和修改年夜管道气体流量检测仪表的精度一般不高，但已能知足工控的请求，450系列单点式的精度为±1%的读数，烟气分析仪是利用电化学传感器连续分析测量CO2、CO、NOx、SO2等烟气含量的设备，因为流速年夜小直接影响传热的快慢，间接影响测量精确度，故其±1%的读数后还要加上0.1Nm/s的附加值。管道内气体的流速分布是影响流量测量的精确度的重要身分，对于工业现场应尽量使流速分布对称于轴线，即充分成长紊流，只有如许，仅测几点的流速才能推算流经全部截面的流量。热式流量计在出厂前已经由过程风洞标定，在现场投入运行前，供货商会根据具体管道的外形和直接，经由过程网格法测量前管段某一地位，不合插入深度的约十几个点的流速，风速仪是测量空气流速的仪器。它的种类较多，气象台站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向，并经由过程积聚的经验公式推算出平均流速的补偿值，确保了测量的精确度。5.反复性在余热发电的主动化体系中，热式流量计只是在某一工艺点供给信息源的检测环节，它的输出所反应的气体流量信息，并不请求是某一确切值，而应是精确无误地反应流量的变更，如测定SF锅炉的进口废气量并不必定是风量切实其实切值，我们重要看它在工艺过程中的变更，经由过程调节以保持风量的恒定。这里请求热式流量计工作靠得住，其输出与流量存在的单值函数关系不随便变更，即反复性较好就可以了。一般来讲直管段达不到请求的情况下，反复性可做到0.25%，而误差可能跨越3%. 6.加装须要的吹扫装配因为废气带有必定的粉尘，笔者建议在现场加装须要的检测杆吹扫装配，以确保插入式热式流量计正常工作，供货商有专用的检测杆的可供选择。
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