超超臨界1000 MW 機(jī)組二次風(fēng)量裝置改造與優(yōu)化

李 淵，李晉達(dá)

（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東揭陽 515223）

0 引言

超超臨界對(duì)沖式鍋爐采用對(duì)旋流燃燒器，二次風(fēng)作為煤粉燃燒主要氧量來源，穩(wěn)定著火，確保較高燃燒效率。二次風(fēng)量作為機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）的重要控制回路，對(duì)機(jī)組安全可靠運(yùn)行有重要影響，其嚴(yán)重偏低時(shí)，甚至?xí)|發(fā)鍋爐主燃料跳閘（MFT）。因此，二次風(fēng)量測(cè)量準(zhǔn)確性對(duì)機(jī)組安全高效運(yùn)行有著極其重要的作用。

1 設(shè)備概況

該電廠1000 MW 機(jī)組二次風(fēng)測(cè)量裝置采用威力巴WLB／SS 型在線測(cè)風(fēng)裝置，是一種基于皮托管測(cè)速原理的壓差式測(cè)量方式。測(cè)點(diǎn)安裝在空預(yù)器出口熱二次風(fēng)水平管道中，以4 根威力巴測(cè)風(fēng)裝置等截面的方法平均布置在管道中，每根測(cè)風(fēng)裝置均勻分布著感壓孔，其迎風(fēng)面為高壓側(cè)，背風(fēng)側(cè)為低壓側(cè)，每根測(cè)得的壓差均進(jìn)入穩(wěn)壓管，經(jīng)其穩(wěn)定處理后送入差壓變送器中。

在長(zhǎng)期應(yīng)用中，特別是灰塵濃度高的氣流中，極其容易造成堵塞，需定期吹掃；有時(shí)會(huì)造成部分感壓孔徹底堵死，失去了對(duì)應(yīng)管道截面的取壓，造成測(cè)量不準(zhǔn)確、失真。

2 二次風(fēng)量測(cè)量出現(xiàn)的問題

熱二次風(fēng)加熱方式為回轉(zhuǎn)式空預(yù)器換熱，因此在實(shí)際運(yùn)行中，鍋爐尾部煙氣大量灰塵通過空預(yù)器進(jìn)入到熱二次風(fēng)中，在威力巴側(cè)風(fēng)裝置的迎風(fēng)口積聚灰塵，堵塞管路的取壓口。而且電廠在海邊，濕度較大，機(jī)組啟停時(shí)溫度變化大，所形成的水汽與感壓孔內(nèi)灰塵形成硬塊，極難清除，嚴(yán)重時(shí)甚至需要隔離該段區(qū)域感壓管，避免影響風(fēng)量測(cè)量結(jié)果。

鍋爐二次風(fēng)風(fēng)道為矩形管道（6000 mm×5000 mm），風(fēng)道橫截面較大，在機(jī)組低負(fù)荷的時(shí)候，由于差壓較小，流速較低，整個(gè)流場(chǎng)分布不均勻。威力巴測(cè)風(fēng)裝置并不能較好地反映整個(gè)風(fēng)道的差壓變化，導(dǎo)致二次風(fēng)量測(cè)量波動(dòng)大，風(fēng)量測(cè)量準(zhǔn)確性較差。

3 二次風(fēng)量測(cè)量改造與優(yōu)化

為徹底解決二次風(fēng)量測(cè)量準(zhǔn)確性的問題，尤其是低負(fù)荷時(shí)測(cè)量數(shù)值波動(dòng)大，最終達(dá)到對(duì)風(fēng)量保護(hù)、送風(fēng)自動(dòng)投入的目的。

3.1 二次風(fēng)量測(cè)量裝置選型原則

（1）風(fēng)量測(cè)量裝置首先應(yīng)具備高測(cè)量精度和高穩(wěn)定性。因?yàn)槎物L(fēng)直接影響鍋爐風(fēng)量保護(hù)、送風(fēng)自動(dòng)投入等機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，且鍋爐風(fēng)道直管段較短、截面大，機(jī)組冷熱態(tài)差異大，導(dǎo)致二次風(fēng)在風(fēng)道內(nèi)流場(chǎng)紊亂，少量測(cè)點(diǎn)無法代表真實(shí)流量，因此要達(dá)到較高準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，必須采用等截面網(wǎng)格法測(cè)量，保證截面內(nèi)一定測(cè)點(diǎn)數(shù)量。

（2）風(fēng)量測(cè)量裝置應(yīng)具備良好的防堵措施，由于熱二次風(fēng)中含有大量灰塵，且測(cè)量裝置堵塞是機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行中風(fēng)量測(cè)量不準(zhǔn)、波動(dòng)大的最主要原因，因此風(fēng)量測(cè)量裝置不容易進(jìn)灰堵灰，且具有良好的在線吹掃功能。

（3）風(fēng)量測(cè)量裝置還應(yīng)具備耐磨性、節(jié)能效果好等特性。測(cè)量介質(zhì)溫度較高，灰塵含量高，要實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全高效運(yùn)行，則需要測(cè)量裝置具備耐磨功能；且測(cè)量裝置位于空預(yù)器后水平風(fēng)道中，會(huì)造成進(jìn)口二次風(fēng)壓力損失，因此測(cè)量裝置應(yīng)具備一定節(jié)能效應(yīng)，減少壓損，從而減少風(fēng)機(jī)出力，提高機(jī)組運(yùn)行效率。現(xiàn)場(chǎng)安裝的二次風(fēng)測(cè)量裝置如圖1 所示。

3.2 翼型文丘里全截面多點(diǎn)插入式風(fēng)量測(cè)量裝置

3.2.1 測(cè)量原理

該裝置基于靠背差壓測(cè)量原理，測(cè)量裝置安裝在風(fēng)道上，其探頭插入風(fēng)道內(nèi)，當(dāng)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，因而迎風(fēng)面處管內(nèi)壓力較高，成為“動(dòng)壓”，背風(fēng)面由于不受氣流沖擊，其感壓管內(nèi)的靜壓力稱為“靜壓”，動(dòng)壓與靜壓之差則為測(cè)量裝置測(cè)得的差壓，這個(gè)測(cè)得的差壓大小與風(fēng)道中流通的氣流流速有關(guān)，因此只要測(cè)出差壓大小，再找到差壓與風(fēng)速的函數(shù)關(guān)系，就可以準(zhǔn)確得到當(dāng)前風(fēng)道內(nèi)的氣流流速，從而計(jì)算出風(fēng)量大小。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)安裝的二次風(fēng)測(cè)量裝置

3.2.2 防堵原理

由于測(cè)量原理的改進(jìn)，側(cè)風(fēng)裝置的取壓管上的感壓區(qū)域以V 錐形插入式垂直管段端面取壓，取代了威力巴式取樣管上的微小感壓孔，增加了單個(gè)測(cè)點(diǎn)上的感壓面積，大大減少了積灰的可能性。

在測(cè)量裝置的取壓管內(nèi)部的頂端，配有一根懸掛的不銹鋼振動(dòng)桿，在氣流沖擊的作用下，振動(dòng)桿在管內(nèi)在作無規(guī)則擺動(dòng)，敲打取壓管，可以把管內(nèi)壁因水汽、溫差大等原因積聚的粉塵刮下隨氣流帶走，從而保證了風(fēng)量測(cè)量裝置取壓管內(nèi)的清潔，避免堵塞。

在垂直管段與引壓管中還有一段斜管段，其中間有節(jié)流孔，氣流攜帶的灰塵進(jìn)入該管段時(shí)沉積帶走，起到一定的除灰作用，保證引壓管內(nèi)氣流清潔。

4 改造后實(shí)際應(yīng)用情況

通過改造機(jī)組二次風(fēng)量測(cè)量裝置，運(yùn)行一年多來未出現(xiàn)風(fēng)量測(cè)量明顯偏差情況，風(fēng)量測(cè)量準(zhǔn)確度高，測(cè)量曲線平穩(wěn)，送風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量和二次風(fēng)量測(cè)量平穩(wěn)。提高了鍋爐自動(dòng)和保護(hù)的投入率，保障了鍋爐爐膛內(nèi)的煤粉充分燃燒，增加了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，取得了良好效果。

5 結(jié)束語

通過改造，整個(gè)風(fēng)量測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)自清灰、測(cè)量可靠，消除二次風(fēng)量測(cè)量存在的安全隱患，實(shí)現(xiàn)二次風(fēng)量測(cè)量裝置準(zhǔn)確可靠，保證機(jī)組運(yùn)行安全。