王鋼

(湖北西塞山發(fā)電有限公司，湖北 黃石 435000)

1 鍋爐二次風量測量存在的問題及原因分析

火電機組鍋爐二次風的主要作用是補充燃料燃燒所需的空氣量并加強物料的返混，適當調(diào)整爐內(nèi)溫度場的分布，使煙氣溫度分布更均勻。二次風量直接影響鍋爐燃料燃燒狀況，根據(jù)機組運行工況動態(tài)調(diào)整二次風量是保障機組發(fā)電經(jīng)濟性的有效手段之一，而風量測量的準確性是保證風量調(diào)整的必要條件。

某火電廠680 WM機組鍋爐A，B側(cè)空氣預熱器(以下簡稱空預器)出口二次風箱上各安裝1套差壓式風量測量裝置，每套裝置設置3個測點，確保風量測量可靠、準確。測點安裝結構如圖1所示，3個測點匯集成正、負壓母管，由取樣管連接至差壓變送器。

機組實際運行中，因鍋爐二次風含粉塵，二次風量測點經(jīng)常發(fā)生堵塞，測量值波動大，數(shù)據(jù)失真，送風機動葉自動調(diào)整經(jīng)常無法投入，影響二次風量的調(diào)整。解決此問題的方法就是采取人工干預，對取樣管路進行壓縮空氣吹掃，清除取樣管路積灰。機組實際運行中，因取樣管堵塞頻次高，極大增加班組維護人員工作量，且影響機組運行經(jīng)濟性[1]。

圖1 二次風量測點安裝結構Fig.1 Installation of secondary air quantity measuring points

2 解決方案

經(jīng)過充分討論研究，目前有2種方案能較好地解決二次風量測點堵塞的問題，第1種是對測量裝置換型，改變測量方式。采用渦街流量計測量，因測量原理不同，沒有取樣管路，不存在堵塞的情況，但設備成本高，安裝工藝復雜，實際應用的案例少。第2種是在原取樣管路上增加吹掃裝置，對取樣管路積灰進行反吹掃，解決取樣管堵塞問題。

在#3機組小修期間，對二次風量測量裝置仔細檢查發(fā)現(xiàn)，原測量裝置安裝符合規(guī)范，取樣筒磨損較小，有較好的利用價值，當前只需解決取樣管路堵塞問題即可實現(xiàn)舊設備的保值增值，符合“修舊利廢”精益化管理要求，因此本設計重點在增加取樣管路反吹掃裝置上。

通過對多種吹掃裝置的結構研究對比，決定在充分利用原測量裝置的基礎上，采取成本低廉、結構簡單、硬件改動小的方案來實現(xiàn)該吹掃裝置的設計，并設置遠方控制吹掃的功能，解決二次風量測點堵塞時人工就地處理耗時耗力的問題。反吹掃裝置結構如圖2所示。

圖2 反吹掃裝置Fig.2 Anti-purge device

該方案實施需要完成就地取樣管路改造、控制回路搭設、分散控制系統(tǒng)(DCS)控制邏輯組態(tài)3個步驟。第1步，變送器柜取樣管路改造。每個就地柜接入3個電磁閥，其中1個截止電磁閥，用于吹掃總氣源的隔離，另外2個為脈沖電磁閥，用于正負壓測取樣氣、吹掃氣的隔離；第2步，需要敷設2組電纜，從DCS控制柜到A，B兩側(cè)二次風量測量就地變送器柜，完成控制回路搭設；第3步，進行上位機畫面組態(tài)和控制邏輯完善，實現(xiàn)遠方控制電磁閥取樣、吹掃狀態(tài)切換。通過軟、硬件配合，完成取樣管路反吹掃裝置的搭建工作。

測量狀態(tài)下，截止電磁閥、脈沖電磁閥均處于截止狀態(tài)，取樣氣與吹掃氣隔離，取樣管路與取樣氣接通。吹掃狀態(tài)下，截止電磁閥開啟，壓縮空氣分兩路進入正、負壓側(cè)的脈沖吹掃電磁閥，此時DCS發(fā)出控制指令，脈沖電磁閥按照開啟20 s，關閉2 s的控制指令循環(huán)動作，形成脈沖吹掃氣對正、負壓側(cè)取樣管路進行反吹掃，經(jīng)過一個吹掃周期(2 min)后，DCS指令先后控制脈沖電磁閥、截止電磁閥關閉，吹掃過程結束。該方案設計的反吹掃裝置結構簡單，可靠性高，運行人員在集控室即可一鍵解決取樣管路堵塞的問題，提高了風量測量的準確性，大幅減輕班組維護工作量[2-5]。

3 實施效果

該方案已經(jīng)在某火電廠#3機組上投入使用，整體運行效果較好，所在區(qū)域內(nèi)部分電廠也在借鑒實施中。當點擊對應側(cè)二次風量反吹掃按鈕時，邏輯會自動將對應側(cè)送風自動調(diào)整切為手動，保障吹掃過程中的安全，在邏輯判斷送風自動成功切除后開始進入自動吹掃進程，吹掃進程結束后，畫面提示吹掃完成，此時運行人員可以觀察測點測量值是否穩(wěn)定準確，確認無異常后即可投入送風自動控制系統(tǒng)。

反吹掃前后二次風量測量值的變化趨勢如圖3所示，通過對比可知：同一負荷下，吹掃前二次風量測量值曲線波動較大，不穩(wěn)定，但吹掃完后曲線波動小，測量值穩(wěn)定。實踐證明，該方案能有效解決二次風量堵塞時需要人工就地吹掃的問題，保障了測量值的準確可靠，達到了預期設計效果。

圖3 反吹掃前后二次風量測量曲線對比Fig.3 Comparison of secondary air quantity before and after anti-purge device installation

4 結束語

本文設計的吹掃裝置，成本低廉，結構簡單，可靠性高，應用在二次風量取樣管路上，如果制定吹掃計劃，每周吹掃一次，可以保障運行過程中測點不發(fā)生堵塞，提高測量準確性。通過一年來的觀察統(tǒng)計，某火電廠#3機組再也沒有出現(xiàn)因二次風量取樣管路堵塞影響送風自動投入的情況?？山Y合實際情況，將該自動吹掃裝置在其他測點上進行推廣應用，為機組可靠運行保駕護航。