張會妍

(上?？岛悱h(huán)境股份有限公司，上海 200001)

1 生活垃圾焚燒爐風量測量裝置現(xiàn)狀及項目情況

目前垃圾焚燒爐一二次風的測量所選用的流量計大多為巴類+差壓式變送器。差壓原理流量計是通過管道安裝的節(jié)流裝置產(chǎn)生的差壓和氣體的流速的平方成正比來測量氣體流量。差壓原理流量計的元件容易損壞，前后直管段要求較長，流量測量的誤差取決于取壓裝置的精度。而現(xiàn)場巴類取壓裝置常由于風管路直管段距離不夠，測量又受到風速擾動，測量介質(zhì)純潔度等問題，使得測量不準確；另外上?？岛悱h(huán)境股份有限公司在海口二期擴建項目中，為更好實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒的效果，在原一次風系統(tǒng)基礎(chǔ)上做了改進，原一次風系統(tǒng)分為6路支管，在支管設(shè)置調(diào)節(jié)擋板及流量測量裝置，再根據(jù)干燥爐排、燃燒爐排3段、燃燼爐排2段左右2個風室排列的特點，支管再一分為二分別為風室送風。二期項目則在原有一次風室風管的基礎(chǔ)上，根據(jù)干燥爐排、燃燒爐排3段、燃燼爐排2段左右2個風室排列特點，單獨設(shè)置支路管道送風，且在每個風室的送風管道上設(shè)置調(diào)節(jié)擋板及流量測量裝置（數(shù)量為一期的2倍）。根據(jù)燃燒狀況，將左右兩側(cè)風室調(diào)節(jié)擋板連鎖并單獨控制各風室的調(diào)節(jié)擋板，這樣可有效避免焚燒爐左右側(cè)偏火、燃燒調(diào)整困難的現(xiàn)象。這樣進一步提高了垃圾焚燒自動燃燒控制的穩(wěn)定運行，尤其是焚燒爐處理能力在500 t/d以上的中大型爐排系統(tǒng)，大幅降低運行人員的工作強度。一次風系統(tǒng)獨立送風的控制方式、風流量計的優(yōu)化選型，是在?？诙陧椖吭O(shè)計選型中做的改進之處。

針對以往項目測量不準確的問題，且基于風系統(tǒng)設(shè)置的特點，在?？诙跀U建項目風量流量計的選型中，嘗試選用新型流量測量儀表——熱式氣體質(zhì)量流量計。

2 熱式氣體質(zhì)量流量計的原理

熱式質(zhì)量流量計的基本原理（如圖1所示） 是采用熱擴散技術(shù)進行流量測量。測量探頭中有2個溫度檢測元件(Pt 1000鉑電阻)、被加熱端ACT、未加熱端REF和1個恒熱源。REF用于測量流體介質(zhì)本身的溫度，把它作為參照端；ACT緊靠著恒熱源，測量被流體介質(zhì)帶走熱量后的恒熱源表面的溫度，為測量端。測量端與參考端之間溫度差值的變化與氣體質(zhì)量流量成直接的比例關(guān)系。介質(zhì)流過傳感器表面，將帶走測量端表面的熱量而發(fā)生溫度差值的變化。不同介質(zhì)、不同流量所帶走的熱量不同。根據(jù)溫度差值的變化得出質(zhì)量流量函數(shù)如下：

ρv=c(w/Δt)x

式中：ρv為質(zhì)量流量；c、x為標定常數(shù)；w為加熱功率；Δt為溫差。

圖1 熱式質(zhì)量流量計原理

按照測量原理不同，主要分為2種類型。一種為恒溫差原理：通過不斷調(diào)整加熱器電流以保持鉑電阻間恒定的溫差，測量保持傳感器溫度差恒定的電流變化量，但這種熱式質(zhì)量流量計在潮濕、臟氣體應用中會產(chǎn)生不穩(wěn)定的流量測量信號，需在就地傳感器封裝殼體內(nèi)安裝由遠端設(shè)定的電路（信號放大、濾波器）。另一種為恒功率原理：通過保持恒定的加熱器電流，使RTD間的溫差隨流量變化而改變，這種熱式質(zhì)量流量計在潮濕、臟氣體測量中，能保持流量輸出的穩(wěn)定，無需在就地傳感器殼體內(nèi)安裝遠端設(shè)定的電子器件，提高了傳感器運行的可靠性。

3 熱式質(zhì)量流量計的特點

1） 直接質(zhì)量流量測量：實時測量質(zhì)量流量，無需進行溫壓校正，無需輸入標準密碼。

2） 寬量程比：測量范圍0.08～450 nm/s，標準量程比100∶1，可選1000∶1。

3） 無壓損：在流量4000m3/h時，1000mm管徑的管道中低至90 Pa。

4）易于安裝：只需1個安裝孔，帶壓安裝可選熱帽（可在線插拔密封裝置），完全預先標定，節(jié)約安裝調(diào)節(jié)時間。

5）低維護：無活動部件、無小孔、不易堵塞，無漂移，無需定期維護。

6）高可靠性：無故障時間長。

4 熱式質(zhì)量流量計的選型及應用

根據(jù)項目要求及以往項目上存在的風管道彎頭多、直管段距離小等問題，海口二期流量計選型中，主要對巴類流量計、熱式質(zhì)量流量計進行了分析比對（見表1），最終決定選用恒功率熱式氣體質(zhì)量流量計。

表1 不同類型流量計對比

根據(jù)以往項目的經(jīng)驗，巴類測量的可靠性較熱式質(zhì)量流量計較差，為了更好地測量風量，提高ACC（專利號：CN 201210495704.1） 自動燃燒控制系統(tǒng)的自動化程度，使垃圾焚燒爐更好更穩(wěn)定地自動燃燒，二期項目摒棄以往垃圾焚燒電廠采用巴類流量計的做法，大膽嘗試采用熱式質(zhì)量流量計測一二次風及煙氣流量，根據(jù)實際需要選用恒功率熱式流量計。

工藝現(xiàn)場的直管段不足會造成測量精度的下降，直管段嚴重不足時甚至會影響到對流量趨勢變化的準確計量，給生產(chǎn)控制帶來極大的困擾。在相同的工況下，尤其在直管段不足的工藝場合，熱式氣體質(zhì)量流量計更容易獲得測量精度和測量穩(wěn)定性的保障。實際應用中，針對現(xiàn)場直管段距離短的問題，熱式流量計廠家根據(jù)現(xiàn)場風管布置及儀表安裝位置，對熱式流量計進行了現(xiàn)場標定，補償了直管段不足帶來的測量影響；且運行過程中不受風介質(zhì)清潔度影響，幾乎免維護。

5 結(jié)束語

從實際使用情況來看，熱式氣體質(zhì)量流量計具有安裝簡單、量程比大，響應速度快，準確性、可靠性高，損耗低等特點，并達到了節(jié)能的效果。熱質(zhì)量流量計技術(shù)是目前較為領(lǐng)先的技術(shù)，替代傳統(tǒng)流量測量裝置對生活垃圾焚燒發(fā)電廠來說具有較高的經(jīng)濟和實用價值。

［1］ 孫承松，李瑞.熱式氣體質(zhì)量流量傳感器研究與發(fā)展［J］.傳感器世界，2005（10）:29-32.

［2］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.生活垃圾焚燒廠評價標準:CJJ/T 137—2010［S］.2010.