結合垃圾焚燒發電廠二期工程3×600 t/d垃圾焚燒爐風量測量的技術要求，探討和論述了一種新型流量測量裝置——熱式氣體質量流量計的原理和應用，同時結合國外將熱式質量流量計應用于測量電廠煙氣污染物排放量的工程實例，探討了熱式質量流量計在節能減排領域里的應用前
燃料燃燒所需要的氧在一般的燃燒技術上都取自空氣，垃圾焚燒爐也是如此。垃圾焚燒爐的燃料就是垃圾，由于垃圾熱值低且不穩定，垃圾焚燒爐的燃燒控制就更困難。
單位燃料完全燃燒時，所需要的空氣量稱為理論空氣量，在這種情況下空氣中的氧全部與燃料中的可燃元素化合，煙氣中沒有自由氧存在。但是在實際情況中，由于燃料與空
氣的混合過程往往不充分，如果在燃燒時所供應的空氣量為理論空氣量時，就不能使燃料完全燃燒。因此，通常實際供應燃料所需要的空氣量必須大于理論空氣量。實際需要
空氣量與理論空氣量的比值稱為過剩空氣系數，在燃燒過程中控制好合理的過剩空氣系數是提高燃燒效率的關鍵，因此需要準確測量送入爐膛的空氣量，即送風量。不僅如
此，垃圾焚燒爐的燃燒機理決定了需要準確控制一次風和二次風的配比，以及一次風各風道的風量分配，因此準確測量垃圾焚燒爐的各個風量是非常重要的。
東莞市橫瀝垃圾焚燒發電廠二期工程，在東莞市橫瀝鎮西環路東莞市科維環保電力有限公司一期工程西南部，緊貼一期工程場地。
一期工程垃圾焚燒發電采用四爐三機方案，總裝機容量為4 x400 t/d循環流化床垃圾焚燒爐 （一臺備用）和3 x12 MW純凝式汽輪發電機組。煙氣凈化系統采用半干式循
環流化床脫酸反應塔、活性炭吸附裝置和布袋除塵器。煙氣經凈化處理后，煙氣中污染物含量低于國家排放標準。該廠一期工程已于2005年12月全部竣工投產，安全運行三
年多。該廠的建成投產，實現了垃圾處理無害化、減量化和資源化，極大改觀了東莞市的城市面貌、生環境和投資環境，具有明顯的環境效益和社會效益
二期工程新增三臺600 t/d垃圾焚燒爐及兩臺15 MW純凝汽輪發電機組，日處理垃圾量為1 800 t/d，建成后全廠將達到日處理垃圾3 000 t/d的能力。
垃圾焚燒鍋爐采用逆推式機械爐排垃圾焚燒裝置與余熱鍋爐合在一起，組成垃圾焚燒鍋爐。余熱鍋爐采用單鍋筒、自然循環中壓鍋爐、負壓燃燒以及平衡通風。
焚燒爐燃燒設備主要由垃圾給料裝置、垃圾焚燒裝置、余熱鍋爐、一次和二次風裝置、熱風道以及除渣裝置等組成。
垃圾焚燒爐的主要工藝流程為：抓斗將垃圾從垃圾儲存池送入垃圾給料斗，經過給料斗及給料槽后，給料器把垃圾推進燃燒室；垃圾在爐排床面上不斷翻滾、攪拌，完成
干燥、燃燒及燃燼一系列過程；垃圾最后完全燃燒后的爐渣從溜渣管落入液壓水封式除渣機排出爐外。
在燃燒過程中空氣起著非常重要的作用，它提供燃燒所需要的氧氣，使垃圾能關于熱式氣體質量流量計在垃圾焚燒發電廠節能減排領域中應用的探討充分燃燒，并根據垃圾的變化調節用量使焚燒正
常運行，使爐排得到冷卻，以避免其過熱變形。本焚燒爐的燃燒空氣系統由一、二次風系統組成，其工藝流程如下。
1．一次風系統
一次風機由垃圾儲存池上部吸風）一-次風蒸汽一空氣預熱器一爐排下風室一燃燒室。600 t/d焚燒爐燃燒所用的一次風流量約為75 063 N．lm3／h。一次風機由垃圾儲存池頂部吸風，垃圾儲存池內形成負壓狀態，避免垃圾儲存池內惡臭氣體外逸和可燃氣體的積存，將垃圾儲存池內的氣體送入焚燒爐內可有效燃燒分解，是一項重要的環保措施。由于垃圾車的傾卸及吊車的頻繁作業，造成垃圾儲存池內粉塵較多且濕度較大，因此在一次風機前風道上設有過濾網，以便清除從坑內吸入的灰塵和蒼蠅等雜物。
中央控制系統可以通過爐排底部的調節閥對各個區域的送風量進行單獨控制，一次風同時具有冷卻爐排和干燥垃圾的作用。
2．二次風系統
二次風機鈾焚燒間上部吸風）一二次風蒸汽一空氣預熱器一-次風噴嘴一-次燃燒室。
600 t/d焚燒爐燃燒用的二次風流量約為30 660 N．f113／h，二次風的主要作用是調節二燃室煙氣溫度，以及對垃圾中的揮發份、燃燒室內生成的CO氣體、煙氣攜帶的未燃燼飛灰等助燃以達到完全燃燒。
在本項目中二次風機從焚燒間上部吸風，以降低焚燒間溫度及吸收焚燒間異味氣體，同時設置二次風蒸汽預熱器，蒸汽來自汽輪機一級抽汽，其參數為壓力1.6 MPa 絕壓），溫度297. 99℃。二次風經過空氣預熱后達到166℃，從位于爐膛前、后墻喉部的噴嘴以很高的速度噴入，加強爐膛中氣體的擾動，延長了煙氣行程，保證了燃氣的混合。
如前所述，垃圾焚燒爐的燃燒過程中，調整合理的垃圾量與空氣量的比率，控制好過剩空氣系數，同時正確調整一次風和二次風的配比，以及一次風各風道的風量分配是提高垃圾焚燒爐燃燒效率的關鍵所在，由此可見準確測量垃圾焚燒爐的各個風量是非常重要的。
1．機翼式測風裝置
機翼式測風裝置是依據伯努利方程基本原理研制的一種風量測量裝置。按伯努利方程基本原理，經風洞實驗校驗得出下列流量計算公式式中，Qm為體積流量，單位為m3／s；m為通流面積比，m=A1/A2；A1風道截面積，單位為㎡；c為流出系數，通過風洞實驗或模化試驗求出；AP為差壓值，單位為Pa；p為裝置前氣體密度，單位為kg/m3。
機翼式測風裝置適用于空氣流量較大、風道截面積大、流速較低或直管段長度稍長的情況，是一種傳統原蘇聯的風量測量技術，主要用于測量熱電廠的一次風風量、二次風風量和燃盡風風量等，性能穩定且使用壽命長。其缺點是精度不高，安裝不方便，直管段要求較長，工藝專業須在較低的位置預留出相應長度的直管段來安裝測風裝置。
2．文丘里管
文丘里管是根據文丘里效應研制開發的一種節流式流量傳感器，它是一種標準節流裝置。這種測量方法是以流動連續性方程 （質量守恒定律）和伯努利方程能量守恒定律）為基礎的。充滿管道的流體，當它流經管道內節流件時，流速將在文丘里管喉頸處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節文丘里管喉頸前后便產生了壓差。流體流量愈大，產生的壓差愈大，這樣可依據壓差來衡量流量的大小。
文丘里管用于電廠測量風量雖然可行，但缺點是用于大管徑時成本過高，前后直管段要求較長，若為降低成本來縮徑，則壓力損失增大。
3．阿牛巴流量計
阿牛巴流量計又稱笛形均速管流量計，屬于差壓式流量計。它是采用皮托管測量原理測量擋體上游的動壓力與下游的靜壓力之間形成的壓差，從而達到測量流量的目的。它輸出為差壓信號，與測量差壓的儀器儀表配套使用，可測量圓形管道和矩形管道中的多種液體、氣體和蒸汽的流量，具有較高的穩定性和重復性。阿牛巴流量計的理論依據也是伯努利方程原理。
阿牛巴流量計具有精度高、壓力損失小和安裝方便等優點，缺點是不適用于流速低的工況，前后直管段要求較長，使用壽命相對較短。
2．熱式質量流量計分類
d)從測量原理分類
如前所述，熱式流量計從測量原理上分為兩大類，第一類為熱分布式流量計；第二類為金氏定律的熱式流量計，也稱浸入型或侵入型。由于目前在實際中應用的多為浸入型熱式流量計，下面討論的僅限這種類型流量計。
Q)從測量方法分類
利用熱消散冷卻）效應的熱式流量計從測量方法上又分為兩類：
1)恒定溫差法。恒溫差加熱方式是先加熱一只鉑電阻，使其比不加熱的鉑電阻高出一個恒定的溫度。隨著介質的流動，被加熱的鉑電阻由于散熱溫度會降低，通過反饋電路反饋到處理器增大加熱器的電流（也可以是電壓）來保持其溫差為恒定值，再通過檢測變化電流或電壓）來獲得流量的變化值。
2)恒定功率法。恒功率加熱方式是在加熱器上加上一個恒定的功率對鉑電阻加熱，介質在靜態是被加熱的鉑電阻和不加熱的鉑電阻之間溫差最大，隨著介質的流動溫差減小，通過測量溫差的變化來獲得流量的變化。
根據傳熱規律，設氣體的定壓比熱容為C。電熱絲前后兩側測溫點的溫差為AT，氣體的質量流量為q。，在單位時間內消耗的電能為E，則加熱氣體所需要的能量和加熱器上下游溫差之間的關系可表示為
E=C。ATq。 6）
由上式可得氣體的質量流量可表示為
q。= E/C。AT 6）
從上式可知，若采用恒定功率法，即保持功率E為常數，則溫差AT與質量流量q。成反比，量溫差AT即可求得流量；若采用恒定溫差法，即保持溫差AT為常數，則加熱器輸入功率E與質量流量成正比，測得加熱器輸入功率E即可求得qm值。實際上，無論從特性關系或實現測量的手段看，恒定溫差法都比恒定功率法簡單，因而應用較多。
3 )從產品應用分類
1)單點插入式質量流量計。測量管道或煙道中傳感器插入點的流速，管道相當于流量計本體，流量輸出則由平均流速和測量點流速之間的關系決定。對大于2.5英寸的管道，通常用安裝簡便和成本較低的單點插入式質量流量計進行測量。使用 HIOT-TAPPED）安裝方式，在不斷流狀態下便于流量計的插拔，因此適用性更強。為達到最佳的測量效果，應對整個工作流速圍進行現場流量校準，同時將對應的修正系數
輸入到內置的質量流量計算機中。
2)多點插入式質量流量變送器。常用于較大管道中的流量測量，每個傳感器均勻地放置在管道或煙道的等面積位置上。為達到最佳的測量效果，建議進行現場流量校準實驗。
3)管道式質量流量計。常用于較小流量和精度要求較高的場合。此類產品設計包括合適的上／下游，濾網和噴嘴能起到恰如其分的作用，使進入流量傳感器測點的流速分布平緩而穩定，適于大多數的工業氣體或混合性氣體的流量測量。
3．熱式質量流量計的優勢及其在東莞工程中的應用
熱式質量流量計的優點很多，包括：①直接測量質量流量，無需壓力，溫度修正。②標準信號輸出。③低流速測量非常靈敏。④量程比高可達1 000:1）。⑤精度高。⑥低成本、易于安裝。⑦壓損小。⑧工作溫度和工作壓力的適用范圍寬。⑨極好的重復性。⑩對流速和溫度的變化響應速度快。⑩二線制回路供電工作。⑥通過現場標定等措施可以降低對直管段的要求。
通過以上優勢可以看出，熱式質量流量計非常適合用于燃煤電站和垃圾電廠大、小管道風量的測量。東莞市橫瀝垃圾焚燒發電廠二期工程需要測量的風量有：焚燒爐一次總風量工況參數為75 063 m3／h，風管尺寸為2 400 mm x900 mm；焚燒爐一次風干燥段風量工況參數為5 060 m3h，風管尺寸為650 mm×300 mm;焚燒爐一次風主燃段風量工況參數為32 887m3/h，風管的尺寸為800 mm xl 200 mm；焚燒爐一次風輔燃段風量工況參數為6325m3／h，風管尺寸為800 mm×310mm;焚燒爐二次風風量工況參數為30 660 m3／h，風管尺寸為￠1 200 mm。其中一次風和二次風風管尺寸比較大，且較低處無相應直管段，考慮精度、大管徑測量、故障率和使用壽命等因素，選擇熱式風量計測量一次風總風量和二次風風量。
