電廠鍋爐風(fēng)量測量不準(zhǔn)分析及處理

陳川

摘要：某電廠二期工程鍋爐燃燒系統(tǒng)風(fēng)量測量自投產(chǎn)以來，一次風(fēng)在高負(fù)荷段出現(xiàn)超量程，二次風(fēng)量測量裝置經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，出現(xiàn)測量數(shù)值波動(dòng)較大，引起CCS調(diào)節(jié)異常，針對(duì)此問題，分析了故障發(fā)生的原因，通過對(duì)測量裝置進(jìn)行換型改造，徹底解決了鍋爐風(fēng)量測量不準(zhǔn)的問題，大大提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：一次風(fēng)；二次風(fēng)；測量不準(zhǔn)；測量裝置

前言：某電廠二期工程為2×330MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，鍋爐為東方鍋爐集團(tuán)有限公司制造的DG1080/17.4-II6型鍋爐，鍋爐型號(hào)為亞臨界參數(shù)、四角切圓燃燒、自然循環(huán)汽包鍋爐。一次風(fēng)和二次風(fēng)量使用的是插入式多點(diǎn)多喉徑流量測量裝置，采用多點(diǎn)測量安裝在一次風(fēng)和二次風(fēng)的水平管道，插入式多點(diǎn)均速流量測量裝置是從基爾管的基礎(chǔ)上開發(fā)，按照速度面積法布置的一種流量傳感器。它是節(jié)流式流量傳感器與速度面積法測量方法的結(jié)合。傳感器由多個(gè)基爾管探頭按照速度面積法插入管道，將取壓信號(hào)匯入引壓管，從而得到流量。

1 改造前設(shè)備狀況

該電廠鍋爐的一次風(fēng)量和二次風(fēng)量使用的是插入式多點(diǎn)多喉徑流量測量裝置，安裝在一次風(fēng)和二次風(fēng)的水平管道，從現(xiàn)階段的投運(yùn)情況來看，風(fēng)量測量效果出現(xiàn)誤差大，裝置本身出現(xiàn)不同程度上的堵塞現(xiàn)象或測量超量程，從而影響測量精度，更增加了維護(hù)量，需要不定期的反吹掃，整體使用效果不理想。

2鍋爐風(fēng)量測量不準(zhǔn)原因分析

2.1測量精準(zhǔn)度差

由于現(xiàn)場流場速度分布各不相同，風(fēng)場紊亂不均，一次風(fēng)和二次風(fēng)風(fēng)量采用多候徑文丘里測量裝置，測量精度無法滿足機(jī)組使用要求。

2.2測量元件堵塞嚴(yán)重

由于文丘里測量裝置自身的缺陷，對(duì)含塵氣流的測量時(shí)，灰塵只進(jìn)不出，造成感壓管路堵塞，再加上鍋爐啟、停爐時(shí)，冷、熱態(tài)的變化，所形成的水氣與測風(fēng)裝置感壓管路中的灰塵會(huì)形成硬塊，很難清除，從而造成測量元件無法正常使用。

2.3線性調(diào)節(jié)不佳

在熱態(tài)下，當(dāng)風(fēng)門調(diào)節(jié)開度時(shí)，風(fēng)量變化無規(guī)律可循；測量線性不好，導(dǎo)致風(fēng)量測量不準(zhǔn)確。

2.4風(fēng)量波動(dòng)較大

測量裝置堵塞后，會(huì)造成風(fēng)量顯示值的較大范圍的波動(dòng)。

3 測量設(shè)備選型

3.1裝置原理

NS系列風(fēng)量測量裝置是基于靠背測量原理，測量裝置安裝在管道上，其探頭插入管內(nèi)，當(dāng)管內(nèi)有氣流流動(dòng)時(shí)，迎風(fēng)面受氣流沖擊，在此處氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能，因而迎面管內(nèi)壓力較高，其壓力稱為“全壓”，背風(fēng)側(cè)由于不受氣流沖壓，其管內(nèi)的壓力為風(fēng)管內(nèi)的靜壓力，其壓力稱為“靜壓”，全壓和靜壓之差稱為差壓，其大小與管內(nèi)風(fēng)速有關(guān)，風(fēng)速越大，差壓越大；風(fēng)速小，差壓也小，因此，只有測量出差壓的大小，再找出差壓與風(fēng)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能正確地測出管內(nèi)風(fēng)量。

采用如下圖所示的結(jié)構(gòu)，為了解決堵塞問題，增設(shè)了自清灰裝置，實(shí)踐證明該裝置完全能長期可靠使用。

3.2選型

結(jié)合該電廠管道相關(guān)參數(shù)，并以機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全、高效及節(jié)能運(yùn)行為指導(dǎo)原則，為一次風(fēng)、二次風(fēng)測量選擇適合的型號(hào)。

3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

NS系列風(fēng)量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成：NS系列風(fēng)量測量裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測各風(fēng)道內(nèi)差壓，經(jīng)引壓管傳送至差壓變送器，轉(zhuǎn)換成4-20mA信號(hào)接入DCS系統(tǒng)，進(jìn)行組態(tài)。

4 改造測量過程

根據(jù)各風(fēng)道截面尺寸的大小、直管段長短等其他因素來確定測量的點(diǎn)數(shù)，然后將許多個(gè)測量點(diǎn)等面積有機(jī)地組裝在一起，正壓側(cè)與正壓側(cè)相連，負(fù)壓側(cè)與負(fù)壓側(cè)相連，正、負(fù)壓側(cè)各引出一根總的引壓管，分別與差壓變送器的正、負(fù)端相連，測得截面的平均速度。

整體改造效果圖

先按設(shè)計(jì)值對(duì)風(fēng)量測量裝置的流量系數(shù)K進(jìn)行預(yù)置，并按風(fēng)量相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型在DCS中組態(tài)并顯示出所對(duì)應(yīng)的風(fēng)量值。根據(jù)《差壓式流量計(jì)檢定規(guī)程》規(guī)定及有關(guān)測試方法進(jìn)行標(biāo)定，采用網(wǎng)格法，用標(biāo)準(zhǔn)畢托管或者標(biāo)準(zhǔn)測試儀器對(duì)安裝風(fēng)量測量裝置的風(fēng)道內(nèi)的流量進(jìn)行等截面多點(diǎn)實(shí)測，讀出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)際差壓，從而通過計(jì)算得出各裝置所對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)和最終流量系數(shù)輸入值K

數(shù)學(xué)模型公式：

（t/h）

其中：

G------被測氣體質(zhì)量流量，單位t/h；

K------風(fēng)量測量裝置流量系數(shù)；

A------通流面積，單位m2；

ΔP----風(fēng)量測量裝置輸出差壓，單位Pa；

t------被測氣體溫度，單位℃；

Px-----被測氣體管內(nèi)的壓力，單位Pa。

通過公式得出的數(shù)值，最終流量系數(shù)K與預(yù)置系數(shù)很接近，說明改造后的風(fēng)量測量裝置具有很高的測量精度；另外，調(diào)整各種工況查看得知風(fēng)量測量裝置具有很好的調(diào)節(jié)線性，因此，新型的風(fēng)量測量裝置完全可以滿足運(yùn)行需要。

5 改造效果分析

該電廠#1機(jī)組鍋爐風(fēng)量測量裝置在2013年大修加裝后至今半年內(nèi)沒有發(fā)生風(fēng)量誤差大，堵塞需要吹掃現(xiàn)象，在風(fēng)道截面積大、流場紊亂的條件下，仍可保證風(fēng)量測量的準(zhǔn)確性，燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定，安裝方便，便于維護(hù)，給運(yùn)行和檢修熱控人員帶來了良好的工作條件。

改造后顯示測量準(zhǔn)確，如圖所示：

6 結(jié)論

通過對(duì)機(jī)組鍋爐風(fēng)量測量裝置換型改造，不僅徹底解決了風(fēng)量測量不準(zhǔn)的問題，而且保證了鍋爐燃燒穩(wěn)定，減少運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)，提高鍋爐燃燒效率，機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)，該電廠不再受制于的變化，大大降低了電廠運(yùn)營成本，取得了顯著地經(jīng)濟(jì)效益。

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