爐膛壓力測量系統取樣管道的改造

吳浩明

（廣州珠江電力有限公司，廣東 廣州 511457）

爐膛壓力測量系統取樣管道的改造

吳浩明

（廣州珠江電力有限公司，廣東 廣州 511457）

2008年6月至7月，湛江某電廠2號鍋爐連續發生2次爐膛壓力低低報警，鍋爐MFT動作引起機組跳閘事件。2009年7月，珠江某電廠2號鍋爐也因為同樣的問題出現鍋爐MFT動作而造成機組跳閘事件。上述事件發生的主要原因是爐膛壓力測量系統取樣管道存在設計上的缺陷。

2次事件發生時都是正在下暴雨，雨水引起爐膛壓力開關連通管溫度驟降，導致連通管內的壓力下降，低于爐膛壓力和壓力開關取樣管內的壓力，氣體產生流動。正常情況下，連通管內氣體的增加主要從爐膛補向連通管，但由于左側爐膛壓力取樣裝置嚴重堵塞，導致爐膛至連通管的補氣不暢，需要從爐膛壓力開關取樣管處補氣，而壓力開關的取樣管管徑明顯小于連通管管徑，從而導致爐膛壓力開關取樣管內的壓力率先降至壓力開關動作值，導致“爐膛負壓低低報警”，引起爐MFT動作。

我國大部分300MW燃煤發電廠的爐膛壓力測量系統取樣管道都存在上述問題。通過對該系統熱力原理進行分析，找出爐膛壓力測量系統取樣管存在的設計隱患，并提出可靠的改造方法，為同類型鍋爐取樣系統改造提供參考。

1 爐膛壓力測量控制系統的熱力原理分析

鍋爐爐膛壓力測量控制系統如圖1所示，爐膛左右側各有1個獨立的負壓測點(FG401, FG301)，另一個負壓測點從用于爐膛風箱差壓測量的測量孔中引出。爐膛壓力開關從一根管徑比較大的連通管上引出，右側2個壓力低低開關(FG302、FG304)和1個壓力高高開關，左側1個壓力低低開關(FG403)和2個壓力高高開關。從爐膛引至連通管和從連通管引至壓力開關的取樣管管徑明顯小于連通管管徑。

取樣管內的靜壓值變化滿足氣態方程：

式中:P為壓力；V為比容；T為溫度。

正常情況下，取樣管內氣體比容隨壓力源壓力的變化和氣體溫度的變化而變化，取樣管內的氣體壓力也跟隨壓力源的壓力變化而變化。

管路堵死，管內沒有氣體進行交換，管內氣體體積沒有變化，則管內氣體比容保持不變。經過實驗測算，氣體溫度變化1℃時，靜壓變化約為340Pa。

連通管、壓力開關取樣管和爐膛保持壓力平衡。當遇到下雨等天氣氣溫變化較大時，由于連通管外露在外，溫度下降較快。此時連通管內氣體的比容減小,連通管內的壓力低于爐膛壓力和開關取樣管壓力，氣體即產生流動。對連通管來說，氣體的質量增加量大于0，正常情況下，連通管內氣體質量增加量主要是從爐膛外補向連通管。當連通管體積變化量下降較多，且爐膛至連通管的補氣不暢時，就需要從爐膛壓力開關取樣管外補氣，即連通管內質量的增加中有一部分來自爐膛壓力開關取樣管內的氣體，兩者產生質量交換。

對爐膛壓力開關取樣管內的壓力變化量的影響因素中，除溫度的變化和氣體質量的變化外，壓力變化量起了主要作用。爐膛壓力開關取樣管內氣體質量遠小于連通管內氣體質量，在環境溫度急劇變化下，取樣管內壓力變化量可能會遠遠大于連通管內的壓力變化量，從而導致爐膛壓力開關取自管內的壓力率先降至壓力開關動作值。由于左側連通管U型管的阻力，FG302比FG403先動作。

由于溫度下降比較快，在壓力不平衡時，會通過逐級降溫的方式使連通管內壓力降至-2540Pa，壓力開關動作報警，進而引起鍋爐MFT動作。

2 改進措施

熱力原理分析結果表明，爐膛壓力測量系統的取樣管路存在設計缺陷。爐膛壓力開關之間的環型連通管過長，在遇到下雨等溫度下降速率較快的環境條件下，若同時出現取樣管道不通暢時，容易導致取樣管內負壓，壓力下降至壓力開關動作值。因此，考慮以下改造措施：

(1) 割除爐膛壓力開關之間的環型連通管，壓力開關取樣管路直接從爐膛測孔處引出，壓力開關測點改為獨立取樣安裝方式。

(2) 在壓力開關管路上安裝1個壓力測點，用于監測壓力開關所在取樣管路的壓力，即把FG301和FG302互換，當測點顯示壓力緩慢變化時，可以判斷取樣管路存在不通暢的異常現象。

3 結束語

珠江某電廠對1號、2號鍋爐爐膛壓力開關之間的環型連通管進行割除，并在1號～4號鍋爐壓力開關管路上安裝了壓力測點，把FG301和FG302進行了互換。改造以后，在炎熱天氣下突降大雨的環境條件下，未出現改造前的爐膛負壓下降現象。說明通過改造，從根本上消除了原系統設計上的缺陷，杜絕了事故的再次發生，達到了改造的目的。

2009-08-18，

2009-09-16)