駱陽(yáng)國(guó)華綏中發(fā)電有限公司

AM風(fēng)量測(cè)量裝置在綏中發(fā)電廠(chǎng)的應(yīng)用

駱陽(yáng)
國(guó)華綏中發(fā)電有限公司

因風(fēng)管道流速分布十分復(fù)雜，風(fēng)量測(cè)量一直是發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)控制的一個(gè)難題，精確的風(fēng)量測(cè)量對(duì)降低排放、提高鍋爐燃燒效率是必不可少的。本文介紹了AM公司風(fēng)量測(cè)量裝置在綏中發(fā)電有限責(zé)任公司1000MW機(jī)組風(fēng)量測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用情況，為其他燃煤機(jī)組風(fēng)量測(cè)量系統(tǒng)的建設(shè)與優(yōu)化提供借鑒依據(jù)。

風(fēng)量；流量計(jì)算機(jī)；取樣；燃燒

前言

隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，鍋爐燃燒系統(tǒng)不能僅滿(mǎn)足于籠統(tǒng)的風(fēng)煤比，而必須要細(xì)化到冷熱一風(fēng)、二次風(fēng)的檢測(cè)上。燃煤機(jī)組的風(fēng)量測(cè)量，一般存在管道尺寸大，直管段很短的特點(diǎn)，在這樣的管道情況下，工藝管道內(nèi)的氣流分布非常不均勻，因此，如何準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)量是發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)控制的一個(gè)難題。

1　概述

綏中電廠(chǎng)1000MW超超臨界機(jī)組鍋爐由東方鍋爐股份有限公司制造，該鍋爐為高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐，自基建期間選用美國(guó)AM公司CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)用于對(duì)磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量、送風(fēng)機(jī)出口二次風(fēng)量及燃燒平臺(tái)二次風(fēng)量進(jìn)行測(cè)量，參與各系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及保護(hù)。

2　測(cè)量?jī)x表簡(jiǎn)介

CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)是根據(jù)皮托管原理測(cè)量差壓的，其結(jié)構(gòu)開(kāi)孔較小，所檢出的差壓也較低。為了準(zhǔn)確地測(cè)量差壓，防止傳感器堵塞，CAMM集合了微差壓測(cè)量、靜壓測(cè)量、流量計(jì)算及吹掃控制等功能，外配吹掃電磁閥、氣控閥及防爆箱。

2.1測(cè)量原理

（1）標(biāo)準(zhǔn)皮托管原理，皮托管系數(shù)0.99-1.01之間，從本質(zhì)上保證檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確。

V：風(fēng)速（m/s）

K：皮托管系數(shù)（0.99-1.01,一般取1.00）

△P：通過(guò)傳感器測(cè)得的動(dòng)壓=全壓-靜壓(Pa)

ρ：流體密度(kg/m3)

（2）按照線(xiàn)性法、契比雪夫法或等環(huán)面積法安排皮托-菲克亥爾摩差壓氣流量探測(cè)傳感器數(shù)量及每根傳感器上的開(kāi)孔數(shù)量及位置。

風(fēng)量計(jì)算公式Q＝3600×V×F

Q：風(fēng)量(m3/h)

V：風(fēng)速（m/s）

F：管道截面積(m2)

2.2取樣管路

綏中電廠(chǎng)1000MW機(jī)組風(fēng)量測(cè)量取樣管路依據(jù)皮托-菲克亥爾摩系差壓原理，采用多偵測(cè)點(diǎn)并平均化的形式來(lái)測(cè)量風(fēng)道內(nèi)氣流的靜壓和動(dòng)壓。凹形取壓孔可減小因流向不均勻造成誤差，確保測(cè)量的準(zhǔn)確。

2.3流量計(jì)算機(jī)

流量計(jì)算機(jī)接收取樣管路輸入的取樣壓力信號(hào)和被測(cè)介質(zhì)的溫度信號(hào)，利用內(nèi)部固化的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出溫壓補(bǔ)償后的流量信號(hào)并輸出。風(fēng)量計(jì)算機(jī)帶有自動(dòng)歸零功能，在執(zhí)行歸零命令的時(shí)候，該計(jì)算機(jī)能夠維持信號(hào)傳送。

同時(shí)，為了避免取樣管路堵塞，流量計(jì)算機(jī)配置了自動(dòng)反吹掃功能，在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)控制吹掃電磁閥動(dòng)作，使用儀用壓縮空氣對(duì)取樣管路進(jìn)行反吹掃，避免了吹掃氣對(duì)變送器可能造成的損壞，進(jìn)行反吹掃時(shí)，流量計(jì)算機(jī)會(huì)保持吹掃前最后測(cè)量的信號(hào)，直至整個(gè)清除周期完畢。[1]

3　綏中電廠(chǎng)應(yīng)用情況

綏中電廠(chǎng)#3、#4機(jī)組（1000MW機(jī)組）磨煤機(jī)入口混合一次風(fēng)量、磨煤機(jī)入口冷一次風(fēng)量、送風(fēng)機(jī)出口二次風(fēng)量及各燃燒平臺(tái)兩側(cè)二次風(fēng)量均采用美國(guó)AM公司CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)，用于機(jī)組各系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及相關(guān)保護(hù)。機(jī)組調(diào)試期間經(jīng)檢測(cè)與某變送器誤差對(duì)比，在相同環(huán)境下，3：1變化比量程的誤差總和為1.556%遠(yuǎn)低于某變送器的8.111%。

自#3、#4機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，風(fēng)量測(cè)量系統(tǒng)工作穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可信，除少數(shù)出現(xiàn)故障外，基本處于免維護(hù)狀態(tài)，相關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)投入率很高，不僅提高了機(jī)組的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性，更減少了運(yùn)行人員的操作和檢修人員的維護(hù)。

4　常見(jiàn)問(wèn)題及處理

4.1高溫環(huán)境下易發(fā)生故障

我廠(chǎng)#3、#4機(jī)組磨煤機(jī)入口混合一次風(fēng)量和冷一次風(fēng)量基建期間設(shè)計(jì)安裝在磨煤機(jī)入口熱一次風(fēng)管道旁，未考慮其所處環(huán)境溫度，機(jī)組運(yùn)行期間其環(huán)境溫度可達(dá)60℃，個(gè)別測(cè)量設(shè)備達(dá)到70℃，長(zhǎng)期處于該工作環(huán)境造成部分流量計(jì)算機(jī)顯示屏顯示故障。對(duì)此，我廠(chǎng)檢修人員利用機(jī)組停機(jī)檢修機(jī)會(huì)，對(duì)磨煤機(jī)一次風(fēng)流量計(jì)算機(jī)及其控制箱移至環(huán)境較好的鍋爐0米，截止目前，風(fēng)量測(cè)量系統(tǒng)工作穩(wěn)定，未再發(fā)生故障。

4.2溫度補(bǔ)償元件損壞

介質(zhì)溫度不同，其密度也有所差異，為了能夠?qū)︼L(fēng)量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，AM公司的CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)對(duì)被測(cè)介質(zhì)溫度進(jìn)行測(cè)量，管道兩端及中間溫度取均值，用于對(duì)測(cè)量的差壓值進(jìn)行溫度補(bǔ)償，該溫度元件接線(xiàn)柱距管道距離過(guò)近，基本都被管道保溫包住，且被測(cè)介質(zhì)大部分為高溫風(fēng)，機(jī)組運(yùn)行期間都在250℃以上，因此，容易造成線(xiàn)路因高溫接地或短路，影響溫度測(cè)量，計(jì)劃更改取樣位置，避開(kāi)高溫區(qū)域。

4.3取樣管路積灰

我廠(chǎng)流量計(jì)算機(jī)的自動(dòng)反吹掃功能投產(chǎn)時(shí)設(shè)置間隔時(shí)間為24小時(shí)，即每24小時(shí)自動(dòng)反吹掃一次，長(zhǎng)期下來(lái)，送風(fēng)機(jī)出口二次風(fēng)量（空預(yù)器后）取樣管路還是存在積灰現(xiàn)象，造成風(fēng)量測(cè)量值偏低，反吹掃后風(fēng)量測(cè)量值會(huì)有明顯變化，對(duì)風(fēng)煙系統(tǒng)的相關(guān)調(diào)節(jié)產(chǎn)生一定擾動(dòng)。我廠(chǎng)維護(hù)人員暫時(shí)將反吹掃間隔時(shí)間更改為6小時(shí)，以保證取樣管路能夠正常工作，今后利用機(jī)組停機(jī)檢修機(jī)會(huì)將取樣管路徹底清理干凈。

4.4接頭漏氣

我廠(chǎng)#35磨煤機(jī)入口混合一次風(fēng)量檢測(cè)曾出現(xiàn)信號(hào)偏低且波動(dòng)較大，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是卡套接頭因環(huán)境溫度變化較大（磨煤機(jī)投運(yùn)時(shí)250℃以上，停運(yùn)時(shí)40℃以下），導(dǎo)致卡套連接松動(dòng)，取樣管路漏氣。我廠(chǎng)#4機(jī)組基建期間即采用焊接方式連接風(fēng)量測(cè)量取樣管路，#3機(jī)組也已經(jīng)將卡套接頭改為焊接方式連接。

5　結(jié)束語(yǔ)

隨著節(jié)能減排工作的開(kāi)展，火電廠(chǎng)氮氧化合物的排放已逐漸成為一項(xiàng)突出的環(huán)境污染問(wèn)題，國(guó)家對(duì)煙氣排放的相關(guān)要求也將日趨嚴(yán)格。近些年，我國(guó)火電的節(jié)能減排重點(diǎn)是除塵，脫硫和脫硝，尚未對(duì)提高風(fēng)量測(cè)量準(zhǔn)確度以增加鍋爐熱效率引起足夠的重視。

據(jù)估算，如風(fēng)量測(cè)量誤差為8～10%，鍋爐熱效率僅為70～74%，如將風(fēng)量測(cè)量準(zhǔn)確度提高至2～3%，則可將鍋爐熱效率提高至80～84%，我國(guó)火電機(jī)組裝機(jī)達(dá)7億KW，如都能準(zhǔn)確進(jìn)行風(fēng)量測(cè)量，提高鍋爐燃燒效率，將有利于促進(jìn)我國(guó)節(jié)能減排，具有重大的意義。[2]

[1]AM公司產(chǎn)品展示資料,2013.

[2]毛新業(yè)準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)量,提高火電鍋爐燃燒效率,2012.

駱陽(yáng)（1986-），男，遼寧阜新人，國(guó)華綏中發(fā)電有限公司，電廠(chǎng)自動(dòng)化，本科，助理工程師。