新型磨煤機一次風量測量裝置的應用

蘭斌

(陜西清水川能源股份有限公司，陜西 府谷 719405)

0 引言

鍋爐配風合理、燃燒穩(wěn)定，可有效地降低排煙溫度、飛灰含碳量、煤粉的機械及化學不完全燃燒熱損失，提高鍋爐效率。風量的準確測量，可提高鍋爐自動投入率。司爐依據風量的變化作出正確的判斷，有利于鍋爐的安全經濟運行。磨煤機入口一次風量是機組安全穩(wěn)定運行的重要保證。磨煤機入口風量過低會導致粉管堵粉及磨煤機堵煤，甚至引起制粉系統(tǒng)爆炸。磨煤機入口風量過高會導致煤粉濃度降低，致使機組低負荷時燃燒不穩(wěn)定，同時也會導致粉管彎頭嚴重磨損。因此，準確測量磨煤機一次風量對機組安全、穩(wěn)定、經濟運行具有重要意義。

陜西清水川能源股份有限公司分兩期建設，二期兩臺1 000 MW機組均為上海鍋爐(集團)股份有限公司生產的高效超超臨界參數塔式爐，一次中間再熱、單爐膛、切圓燃燒方式、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結構、緊身封閉布置的燃煤鍋爐變壓直流爐, 鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量3 192 t/h。每臺鍋爐配備六臺上海重型機械廠生產的HP1263/Dyn型正壓直吹式制粉中速磨，磨煤機最大計算出力128.56 t/h，磨機一次風入口最大空氣流量51.03 kg/s。目前磨煤機一次風量測量裝置采用熱式流量計。因該流量計在運行中對溫度的變化較敏感，與冷熱風門的開度不能呈很好的線性，且有突變的現象，影響自動投入及機組的安全運行。

1 技術方案

經過多方的調研考察，決定使用新型多點陣列式PBS95系列風量測量裝置對二期現有磨煤機一次風量測量裝置進行改造。

1.1 測量裝置的原理及技術性能

PBS95防堵陣列式風量測量裝置基于S型畢托管測量原理，其探頭插入管道內。當管道內有氣流流動時，迎風面受氣流沖擊，在此處氣流的動能轉換成壓力能。迎風面管內壓力較高(正壓)，背風側由于不受氣流沖壓，其管內的壓力為風管內的靜壓力(靜壓)。正壓與靜壓之差稱為差壓，其大小與管道內風速有關。風速越大，差壓越大；風速小，差壓也小，風速與差壓的關系符合伯努利方程：

式中：v為流體流速，m/s；k為測量裝置流量系數；△P為測量裝置產生的差壓，Pa；ρ流體密度，kg/m3。

整套風量測量裝置由多支具有防堵功能的測量傳感器探頭組成。把多組測量傳感器探頭的輸出用均壓箱連接，該輸出即為該風道截面上的平均流速信號。

1.2 測量方案的實施

磨煤機入口一次風道截面尺寸為?2 020×10 mm。由于截面風速流場分布不均勻，為確保準確測量風量，在風道截面上，按等面積圓環(huán)網格法多點測量原理，布置12個風量測量點，測得同截面的平均速度。將風量測量探頭的正壓側與正壓側相連迎風面、負壓側與負壓側相連背風面，引出二組正、負壓信號至差壓變送器(測量裝置安裝開孔位置如圖1所示，測量裝置探頭布置方式如圖2所示)。

1.3 測量裝置校驗方法

現場校驗一般采用冷態(tài)校驗。按照GB 10184—88《電站鍋爐性能試驗規(guī)程》、DL 467—92《磨煤機試驗規(guī)程》、《ASME試驗規(guī)程》PTC4.1和PTC4.3規(guī)定及有關測試方法進行試驗。

現場校驗步驟如下：

圖1 測量裝置安裝開孔位置

圖2 測量裝置探頭布置方式

(1)啟動空預器、吸風機、送風機、密封風機、一次風機；

(2)關閉給煤機出口落煤管擋板，開啟磨煤機出口門、入口隔絕門、入口冷熱風隔絕門、冷風調節(jié)門、熱風調節(jié)門、密封風門；

(3)維持一次風母管的風壓恒定，調整磨煤機風門開度，至100%(工況一)、70%(工況二)；

(4)在上述通風狀態(tài)下進行磨煤機入口風量、風壓、風溫及裝置差壓的測量，同時記錄CRT上對應的參數值。

由表1可計算出兩種工況下流量系數的平均數，即平均流量系數k=0.832 3。由此可以看出新型風量測量裝置流量系數穩(wěn)定、線性度好、測量值準確。

2 測量裝置投入運行后應用效果

自2017年7月至今, 改造后的磨煤機一次風量測量裝置，徹底解決了以往測量線性度差、有突變的情況，解決了困擾已久的難題。

表1 #3爐 D磨一次風測量裝置標定記錄及計算結果

注：孔1位置0°、孔2位置45°、孔3位置90°、孔4位置135°。

3 結論

綜上所述，使用基于網格截面多點測量原理的新型防堵陣列式風量測量裝置， 可確保長期測量的準確性，對風道幾乎沒有壓力損失，大大提高了鍋爐的自動投入率，可合理地調整磨煤機風煤比例。運行人員能根據風量的變化作出正確的判斷，有利于鍋爐的安全經濟運行，對其他同類型機組具有重要的參考價值和指導意義。

參考文獻：

[1]楊義波等.熱力發(fā)電廠.第2版[M].中國電力出版社，2010：60-80.

[2]電站鍋爐性能試驗規(guī)程：GB 10184—88，中國電力出版社,1998[S].

[3]潘汪杰等.熱工測量及儀表[M].中國電力出版社，2009：56-97.

[4]劉自放等.熱工檢測與自動控制[M].中國電力出版社，2007.