一次風(fēng)粉流速測(cè)點(diǎn)頻繁堵塞的解決方案

鐘華

（長(zhǎng)安益陽發(fā)電有限公司 湖南 益陽 413000）

火電廠630MW直流爐磨煤機(jī)出口至鍋爐爐膛為熱一次風(fēng)與煤粉的混合物，其風(fēng)粉混合物的流速是非常重要的一個(gè)燃燒控制參數(shù)，每個(gè)燃燒器都只能按一定風(fēng)／煤比向爐內(nèi)送入燃料和空氣，才能使整個(gè)爐膛燃燒效果最佳，若各燃燒器以差異懸殊的比例送入風(fēng)和燃料，對(duì)單個(gè)燃燒器會(huì)帶來諸如著火區(qū)后延、燃燒不穩(wěn)、火咀局部結(jié)渣、一次風(fēng)堵管和著火、磨煤機(jī)爆炸等嚴(yán)重后果，準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)粉流速，防止粉管堵塞和粉管爆燃，是鍋爐安全經(jīng)濟(jì)燃燒的重要保障，所以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)每一個(gè)一次風(fēng)管風(fēng)粉流速值顯得尤為重要。

一次風(fēng)粉流速的測(cè)量原理[1]：系統(tǒng)中的風(fēng)速(量)測(cè)量裝置是基于靠背測(cè)量原理，測(cè)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“正壓”，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“負(fù)壓”，正壓和負(fù)壓之差稱為差壓，其大小與管內(nèi)風(fēng)速(量)有關(guān)，風(fēng)速(量)越大，差壓越大；風(fēng)速(量)小，差壓也小，因此，只要測(cè)量出差壓的大小，再找出差壓與風(fēng)速(量)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能正確地測(cè)出管內(nèi)風(fēng)速，即風(fēng)粉混合物的流速。

因此，取樣管堵塞將造成測(cè)量不準(zhǔn)，例如，正壓側(cè)堵塞，正壓側(cè)壓力變小，導(dǎo)致差壓變小，使實(shí)測(cè)風(fēng)速低于真實(shí)風(fēng)速。如負(fù)壓側(cè)堵塞，負(fù)壓側(cè)壓力變小，導(dǎo)致差壓變大，使實(shí)測(cè)風(fēng)速大于真實(shí)風(fēng)速。

1 選題理由

1）機(jī)組缺陷居高不下，據(jù)一個(gè)月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，有些磨煤機(jī)一次風(fēng)粉流速故障缺陷數(shù)量在10次左右，2臺(tái)機(jī)組一共12臺(tái)磨煤機(jī)，平均下來，僅僅由于一次風(fēng)粉流速不準(zhǔn)的缺陷一個(gè)月就多達(dá)100條左右，每出現(xiàn)一條缺陷都必須檢修人員及時(shí)響應(yīng)，至少2人配合打開取樣管接頭，外接壓縮空氣管對(duì)整個(gè)取樣管路進(jìn)行人工吹掃，浪費(fèi)大量的人力在一些重復(fù)性工作上，嚴(yán)重影響工作效率。

2）測(cè)量一次元件及取樣管道使用一定時(shí)間后，管道內(nèi)壁容易結(jié)垢，降低了管道通徑，容易造成堵塞,并且隨著使用時(shí)間的推移，結(jié)垢會(huì)越來越嚴(yán)重，故障率將會(huì)增加。

3）風(fēng)粉流速的測(cè)量值直接反映磨煤機(jī)出力工況，直接反映機(jī)組帶負(fù)荷能力，當(dāng)測(cè)量值與實(shí)際值有較大偏差時(shí)，很有可能造成運(yùn)行人員錯(cuò)誤的判斷磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的運(yùn)行情況，更甚的話采取完全與實(shí)際要求相反的操作指令，對(duì)磨煤機(jī)的安全運(yùn)行帶來重大隱患。

因此，不論是從影響機(jī)組檢修質(zhì)量指標(biāo)的缺陷數(shù)還是機(jī)組安全運(yùn)行來說，徹底解決取樣管頻繁堵塞，準(zhǔn)確的測(cè)量一次風(fēng)粉流速值是當(dāng)下需要解決的難題。

2 原因分析

1）人員管理不到位，頻繁的人工吹掃過程需要頻繁的拆卸接頭，很多接頭由于滑絲導(dǎo)致密封效果下降，煤粉在漏風(fēng)處堆積，從而加速了堵塞時(shí)間。

2）設(shè)備本身缺陷，盡管測(cè)量元件生產(chǎn)廠家宣稱有干擾器防堵并采用了新型的防堵材料，但取樣管內(nèi)徑偏小仍屬先天問題，防堵效果并不理想。

3）保溫效果不佳，尤其在冬天，由于取樣管道接頭在管道外，管道內(nèi)風(fēng)粉混合物溫度（大概100 ℃）和外部環(huán)境溫差偏大，極易造成取樣口結(jié)露，引起堵塞。

3 要因分析

4 針對(duì)要因采取的對(duì)策

1）對(duì)頻繁拆卸接頭造成取樣接頭處不對(duì)心、已經(jīng)滑絲的接頭和密封不好的接頭，全部割掉，重新焊接,所有新接頭，加裝軟密封墊，排除泄漏造成的堵塞。

2）在取樣管道接頭處制作活動(dòng)式、可拆卸保溫裝置，減少因?yàn)榻Y(jié)露造成的堵塞。

通過對(duì)2個(gè)主要原因（取樣管接頭密封不好和保溫不好）進(jìn)行了改進(jìn)之后，有一定效果，堵塞次數(shù)和頻率有較大減低[2]，但并沒有100%杜絕堵塞情況的出現(xiàn)，那仍存在需要人工吹掃的情況，就像前面提到的隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，故障率會(huì)不斷升高，仍會(huì)有安全隱患，沒有達(dá)到最理想的效果，問題解決不徹底，需要尋求更好的解決方案。

5 原因再分析

正壓系統(tǒng)的風(fēng)粉系統(tǒng)測(cè)量，是一個(gè)難題，我們通過深入現(xiàn)場(chǎng)分析，發(fā)現(xiàn)不管管道是否泄漏，保溫如何加強(qiáng)，總難免出現(xiàn)堵塞，必須定期對(duì)整個(gè)取樣管路進(jìn)行吹掃，才能確保測(cè)量的連續(xù)與可靠，因?yàn)樗幌衿渌到y(tǒng)干凈的風(fēng)和汽、水等介質(zhì)的測(cè)量，沒有或者偶爾存在脈動(dòng)壓力，也不會(huì)有結(jié)露的現(xiàn)象發(fā)生。那么，采取什么方法能夠既簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)又方便的解決這個(gè)問題，通過思考，這使我們有個(gè)想法，既然管道堵塞最終的處理辦法就是采用人工吹掃，那我們把人工吹掃的過程交給機(jī)器來做，不就一勞永逸了。為此，我們選擇現(xiàn)在最流行的PLC（可編程控制器）作為控制中心，編制一個(gè)自動(dòng)吹掃程序，輔以執(zhí)行元件（電磁閥、繼電器等），引入壓縮空氣定期對(duì)每一根取樣管進(jìn)行吹掃，將堵塞扼殺在萌芽狀態(tài)。

6 方案實(shí)施細(xì)節(jié)（圖1）

圖1 單個(gè)測(cè)點(diǎn)原理圖Fig.1 Schematic diagram of a single measuring point

1）每臺(tái)磨煤機(jī)的風(fēng)粉流速有一個(gè)測(cè)量柜，每一個(gè)柜子有四個(gè)差壓變送器，一個(gè)變送器包括正負(fù)壓兩根取樣管，因此，一個(gè)測(cè)量柜內(nèi)一共有8根取樣管。所以，每一個(gè)測(cè)量柜引入一路儀用壓縮空氣作為自動(dòng)吹掃的總氣源，該氣源進(jìn)入?yún)R流板，匯流板有8個(gè)出口，每一個(gè)出口都有一個(gè)電磁閥單獨(dú)控制。

2）編制一個(gè)自動(dòng)程序，程序的一個(gè)流程內(nèi)容為由PLC控制八個(gè)電磁閥依次打開，每一個(gè)電磁閥打開持續(xù)時(shí)間為20S，當(dāng)八個(gè)電磁閥全部動(dòng)作一遍后即該程序流程結(jié)束。

3）設(shè)置循環(huán)參數(shù)，程序執(zhí)行完第一個(gè)流程后，每隔4h自動(dòng)重復(fù)這個(gè)流程，只要PLC送電后，程序的執(zhí)行和循環(huán)完全自動(dòng)，無需人工干預(yù)。（注：循環(huán)時(shí)間及電磁閥打開持續(xù)時(shí)間可根據(jù)煤質(zhì)、環(huán)境溫度，等情況任意設(shè)置，暫定每隔4h執(zhí)行一次，每次每根管道吹掃20s。并可在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)需要手動(dòng)啟動(dòng)吹掃過程，只需要按一下手動(dòng)按鈕。）

4）將吹掃管連接至各取樣管路，送上PLC電源，投入運(yùn)行即可，無需維護(hù)。

7 經(jīng)濟(jì)效益

1）通過對(duì)所有磨煤機(jī)一次風(fēng)粉流速測(cè)點(diǎn)的改造，半年來未出現(xiàn)一例取樣管堵塞現(xiàn)象[3]，效果不言而喻，極大的提高了系統(tǒng)測(cè)量的可靠性，減輕了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，最大限度地降低了運(yùn)行人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況的誤判，消除了安全隱患。

2)改造一臺(tái)磨煤機(jī)自動(dòng)吹掃裝置花費(fèi)：PLC 300元，電磁閥100×8=800元，繼電器以及配件200元，一共1300元一套。

3)能增加的效益：每年每臺(tái)磨煤機(jī)的缺陷屈指可數(shù)，有些甚至為零缺陷，我們認(rèn)為，安全就是最大的效益，尤其是本質(zhì)安全是一個(gè)廠追求卓越的有力保障，作為檢修人員，設(shè)備改造成功帶來的喜悅不言而喻，今后，要不斷創(chuàng)新、持續(xù)改進(jìn)、不懈地追求。

注：該自動(dòng)吹掃裝置獲得國電益陽發(fā)電有限公司2012年度QC成果發(fā)布會(huì)一等獎(jiǎng)。

[1]米立海.火力發(fā)電機(jī)組節(jié)能控制研究[D].華北電力大學(xué),2013.

[2]王笑旭,劉寶民.自清灰防堵型風(fēng)量測(cè)量裝置在300MW鍋爐上的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理管理與科技,2009,(09):287-288.

[3]趙安民.鍋爐送風(fēng)量測(cè)量裝置的改進(jìn)[J].華電技術(shù),2011,(6):50-51.