在火力发电厂, 风量信号参与调节、保护和性能计算, 是机组运行过程中一个重要的参数。随着机组容量提高及控制回路复杂程度的增加, 风量参数投入自动调节与否直接影响到机组的协调, 而系统协调控制的好坏将直接影响到整个电厂的各项运行指标。
在机组运行中, 锅炉的风量测量主要体现在磨煤机入口风和锅炉二次风等风量的测量上。其中二次风则是控制锅炉氧量的重要参数, 直接影响到整个送风系统的自动调节。风量测量既要满足准确测量的要求, 又要满足稳定可靠的要求。因此, 在改造风量测量装置时, 要从风量装置的测量原理、对现场安装直管段的适应、工作环境、测量范围及稳定性, 以及维护、寿命等方面进行考虑。
流量测量方法和仪表的种类繁多, 分类方法也很多, 按照目前发电厂中常用的流量计分类, 可分为:差压式流量计、热扩散流量计、质量流量计、电磁流量计、容积式流量计、涡街流量计及超声波流量计等。目前主要有两种测量原理用于电厂中风量测量:差压法和热扩散法。
差压法包括已经有数十年应用历史的机翼测风装置、风道型文丘里测风装置、插入式多喉径测风装置、笛型管测风装置、巴式测风装置以及近期的均速管式测风装置、横截面式测风装置、改进的文丘里测风装置等;热扩散法采用恒定功率热式原理。
差压法仪表, 测量中各有其不足, 热扩散式测风装置比较适合于大管径的应用, 现在电厂应用在逐渐增多, 但是价格较高。
天津陈塘热电有限公司三期工程为新建2×300MW燃煤发电机组。锅炉为东方锅炉厂有限责任公司制造的亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架的∏型汽包炉。
二次风总风量测量装置现采用多喉径文丘里风量测量装置, 投运以来, 测量元件陆续出现堵塞现象, 加之管道内流场很不均匀, 测量不准确, 整体使用效果不好, 厂里针对这一情况, 针对二次风风量测量装置进行改造。
我厂针对二次风风量测量装置进行改造的原因主要有以下两条。
(1) 由于所测量的介质为含尘风, 文丘里流量计在安装初期时效果尚可, 差压可以放大, 但随着测量装置腔内积灰程度的增加, 取压孔也逐渐被堵塞, 反吹扫的效果也不是很理想。从而导致测量误差比较大, 测量不准确。
(2) 管道内流场不均匀, 测点单一。
文丘里管安装位置是在整个管道截面上计算出平均流速点, 在该位置插入一只流量计。由于被测管道比较大, 加上直管段比较小, 其内部流场很不均匀, 所谓的平均流速点也是随着工况的变化而变化的。所以传统的单点测量很难保证其测量准确性。图1为某厂类似二次风道内部流场情况。
从图1不难看出, 传统的单点测量, 无法反映出整个风道截面上的流速情况。改造拟采用FL系列多点式测量装置, 根据管道尺寸大小, 确定布置测点数量, 以此拟补流场不均所带来的缺陷。由于采用等截面多点布置, 无论管道内流场怎么不均匀, 都能准确的反映出该管道内流速情况。
我厂拟采用FL系列多点式测量装置已在国内多台机组上成功应用, 尤其是在采用双进双出磨煤机锅炉上, 测量效果非常理想, 风量投自动率100%。
(1) 风量测量装置是基于靠背测量原理, 测量装置安装在管道上, 其探头插入管内, 当管内有气流流动时, 测量出全压与静压之间的压差, 再找出差压与风速的对应关系, 就能正确地测出管内风量。
由于风道截面比较大, 直管道段比较短, 仅一个测量点是不够的, 为了能够准确测量风道流过的风量, 采用了风道截面上布置多个测点的测量方式, 即依据上述测量原理, 根据各风道截面尺寸的大小、直管段长短等其他因素来确定测量的点数, 然后将许多个测量点等面积有机地组装在一起, 正压侧与正压侧相连, 负压侧与负压侧相连, 正、负压侧各引出一根总的引压管, 分别与差压变送器的正、负端相连, 测得截面的平均速度。实践证明该装置完全能长期可靠使用, 成为免维护产品。
(1) 防堵塞。
(2) 耐磨。使用寿命长。
(3) 性能稳定、调节线性好。
(4) 适应多种现场安装环境。
(5) 节能, 风速测量装置的挡风面积几乎可以忽略不计, 压力损失几乎没有。
由于电站锅炉一、二风总管直管段安装条件在许多场合无法满足, 而且风道截面大, 流速在截面上容易分布不均匀, 为了确保测量精度, 可以将多个风量测量探头进行等截面多点布置, 然后将各测量装置的正压与正压、负压与负压相互连接, 最终引出一组信号到变送器, 这样的组合风速测量装置对风道的直管段没有太多要求。
根据我厂技术参数, 对风量测量装置进行选型。
等截面位置16个测点, 取平均值, 如图3所示。
确保风量投自动, 合理调节风煤比, 有利于锅炉的安全和经济运行。
(1) 提高锅炉效率:基于风量的准确测量, 可以使锅炉配风合理, 进而降低排烟温度、飞灰含碳量、降低煤粉的机械及化学不完全燃烧热损失。
(2) 确保锅炉安全运行:司炉能依据风量的变化作出正确的判断, 可以确保长期测量的准确性, 大大提高了锅炉的自动投入率。
(3) 能有效地控制锅炉燃烧火焰中心, 防止锅炉局部结焦, 同时也能有效地防止火焰偏斜, 降低炉堂出口两侧烟温的偏差。防止水冷壁及过热器爆管。
(4) 免维护:装置本身具有防堵功能, 大大减少热工维护量。
根据改造后使用情况来看, 只要在改造施工过程中严格保证了风量、风速测量变送器取样管严密, 风量、风速测量装置在运行中能够准确测量。测量装置也从未堵过, 减少了大量的维护工作量, 达到了预期的效果。
摘要：天津陈塘热电有限公司三期工程为新建2×300MW燃煤发电机组, 针对二次风总风量测量装置投运以来, 测量元件陆续出现堵塞现象, 加之管道内流场很不均匀, 测量不准确, 整体使用效果不好的情况。因此对风量测量装置进行改造, 采用FL系列多点式自清灰流量测量装置, 确保了长期测量的准确性, 大大提高了锅炉的自动投入率, 能及时地反映各风管内风量的大小, 随时调整锅炉运行, 让锅炉始终在较经济的工况下运行。
关键词：二次风,风量测量,多点式,自清灰
[1] 崔玉民.电厂锅炉常用风量测量装置的比较与应用[J].山东电力技术, 2011 (1) :73～76.
[2] 薛标文, 樊立云, 米广鹤.风量测量装置在火电厂中的应用, 内蒙古科技与经济, 2011 (6) :89～90.
[3] 刘志华.关于锅炉风量测量的试验研究[J].热电技术, 2008 (4) :52～54.
推荐阅读：
