劉孟文
摘 要:循環(huán)流化床鍋爐的床料料位檢測直接影響著鍋爐的正常投運,根據(jù)我公司循環(huán)流化床鍋爐的特點,闡述了流體靜力學(xué)的有關(guān)原理在正壓鍋爐床料料位監(jiān)控技術(shù)中的應(yīng)用,并介紹了差壓測量儀表在循環(huán)流化床鍋爐床料料位上進(jìn)行測量時存在問題、解決對策及改造效果,以及在運行過程中應(yīng)采取的技術(shù)措施,以提高測量的準(zhǔn)確性和可靠性。
關(guān)鍵詞:流化床 床層料位 床層差壓 取壓方式
中圖分類號:TK17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)08(b)-0036-01
我公司3臺240 t/h循環(huán)流化床鍋爐,是高溫、高壓中溫分離循環(huán)流化床、采用床下風(fēng)道點火方式,自然循環(huán)單汽包、單爐膛、平衡通風(fēng)、露天布置鍋爐。改造前爐床料位采用帶壓力補償裝置的壓力變送器測量。
1 料位參數(shù)測量區(qū)域的壓力特性
1.1 工況的復(fù)雜性
如圖1所示,循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)不同部位的介質(zhì)流動具有不同的氣固兩相流動特點,顆粒間存在強烈擾動和返混等性質(zhì);[1]運行時床料燃燒室處于正壓工況,二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)處于微正壓或負(fù)壓區(qū),爐膛出口以后風(fēng)區(qū)是負(fù)壓區(qū)。風(fēng)室甲側(cè)、乙側(cè)進(jìn)口,二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)南、北墻的進(jìn)口風(fēng)道上均裝有調(diào)節(jié)風(fēng)量的調(diào)節(jié)風(fēng)門。
1.2 對床壓參數(shù)測量的擾動因素
(1)床料厚度變化;(2)風(fēng)室進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)門開度變化;(3)二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)調(diào)節(jié)門開度變化;(4)鍋爐尾部引風(fēng)機轉(zhuǎn)速的變化;(5)加到床層上的煤量、石灰石顆粒量;(6)分離器經(jīng)加料閥返回到床層上的床料;7)從下料口經(jīng)冷渣機排出的爐渣。
所以,床壓參數(shù)并不是床層料位的單值函數(shù),只通過測量布風(fēng)板上側(cè)的風(fēng)壓大小,并不能準(zhǔn)確測量料位的高低。
2 差壓變送器測量物位
2.1 采用差壓變送器測量物位的原理
如果把爐膛燃燒室看成一個封閉的、氣相壓力不斷變化的系統(tǒng),則可簡化問題如圖2所示密閉容器的液位測量,氣相壓力P0隨工藝不斷變化,這種情況下,應(yīng)選用差壓變送器來測量液的。
由流體靜力學(xué)原理,變送器正負(fù)壓室所受壓力分別是:
P+=P0+Hρg P-= P0 △P= P+-P-=Hρg [2]
上式說明:變送器測量的壓差只與料位高度成正比,而與料位上方氣相壓力無關(guān)。
2.2 采用差壓變送器測量床層料位的可行性
綜上所述,選用差壓變送器來側(cè)量循環(huán)流化床鍋爐床料的料位,可以很容易的將所有與風(fēng)壓有關(guān)的干擾濾掉,如果鍋爐負(fù)荷平穩(wěn),進(jìn)入爐膛的煤量、從分離器返回爐膛的爐渣顆粒物量基本穩(wěn)定,那么,只有從冷渣機放出的爐渣量將是料位的主要干擾因素。此時系統(tǒng)達(dá)到了動態(tài)平衡,由于從布風(fēng)板吹進(jìn)的風(fēng)量是穩(wěn)定的,懸浮的床層的平均密度就可以近似為常數(shù),這時,如果準(zhǔn)確測量出料層的差壓也就測得了料層厚度的變化。
事實上,由于鍋爐負(fù)荷在不斷的變化,床料高度也要求不斷做出調(diào)整,處在懸浮、流動、沸騰狀態(tài)中的床料的平均密度也在變化。采用上述差壓法,測出密相區(qū)內(nèi)固定高度(如取H=1 m)的壓差,可即時測出此刻料層的密度:△P2=Hρg=1×ρg。[3]通過DCS組態(tài),兩變送器信號引入除法器,計算結(jié)果就是當(dāng)前的床層料位。
2.3 日常維護(hù)工作規(guī)定
為保證測量系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,我們對日常維護(hù)工作做了如下規(guī)定:
(1)當(dāng)鍋爐停止運行時,鍋爐測壓管將埋入沉降的床料中,為避免堵塞和燒損,可關(guān)閉閥2,打開閥1進(jìn)行吹掃,然后調(diào)節(jié)閥1在小開度狀態(tài),維持取壓點處為正壓,防止顆粒床料堵塞取壓口。
(2)床壓測量有別于常規(guī)的壓力測量,因為流動的床料極易堵塞測壓點和測壓管線,為防止床料堵塞取壓管口和測壓管線,需每周吹掃一次。方法是先關(guān)閉閥2再打開閥1即可。
采用差壓法測量流化床床料厚度,克服了干擾,比原來采用壓力變送器測量獲得了較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,為運行人員平穩(wěn)操作提供了保證。因此,從差壓儀表測量物位的原理入手,探討流化床鍋爐料位的測量方法。最后獲得直觀可靠的料位信息,同時,通過改造也消除了原來補償裝置異常給測量帶來的誤差和維護(hù)費用,改造效果顯著。
3 結(jié)語
循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的流體動力學(xué)特性,至今還未被完全認(rèn)識清楚。爐內(nèi)介質(zhì)的密相區(qū)和稀相區(qū)隨鍋爐負(fù)荷變化的規(guī)律還需進(jìn)一步探索。爐床料位檢測研究的目的主要是下部密相區(qū)壓差值與浮動料位高度的關(guān)系。當(dāng)負(fù)荷變化較大時,給煤量及分離器返回的爐渣量將發(fā)生變化,對料位產(chǎn)生影響。因此,穩(wěn)定操作,使?fàn)t內(nèi)風(fēng)煤在爐床上混合分布均勻,促使?fàn)t內(nèi)溫度、壓力、氧濃度分布均勻,進(jìn)一步提高鍋爐燃燒效率,同時,也使密相區(qū)平均密度得以恒定,提高料位測量的準(zhǔn)確性,為將來料位控制投入自控調(diào)節(jié)創(chuàng)造條件。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐齊勝,等.300 MW循環(huán)流化床鍋爐爐膛數(shù)值模擬及優(yōu)化與試驗研究[D].
[2] 范玉久.化工測量及儀表[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2003(2):27-31.
[3] 王森,朱炳興.儀表工試題集[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001(4):115-117,133-134.endprint
摘 要:循環(huán)流化床鍋爐的床料料位檢測直接影響著鍋爐的正常投運,根據(jù)我公司循環(huán)流化床鍋爐的特點,闡述了流體靜力學(xué)的有關(guān)原理在正壓鍋爐床料料位監(jiān)控技術(shù)中的應(yīng)用,并介紹了差壓測量儀表在循環(huán)流化床鍋爐床料料位上進(jìn)行測量時存在問題、解決對策及改造效果,以及在運行過程中應(yīng)采取的技術(shù)措施,以提高測量的準(zhǔn)確性和可靠性。
關(guān)鍵詞:流化床 床層料位 床層差壓 取壓方式
中圖分類號:TK17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)08(b)-0036-01
我公司3臺240 t/h循環(huán)流化床鍋爐,是高溫、高壓中溫分離循環(huán)流化床、采用床下風(fēng)道點火方式,自然循環(huán)單汽包、單爐膛、平衡通風(fēng)、露天布置鍋爐。改造前爐床料位采用帶壓力補償裝置的壓力變送器測量。
1 料位參數(shù)測量區(qū)域的壓力特性
1.1 工況的復(fù)雜性
如圖1所示,循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)不同部位的介質(zhì)流動具有不同的氣固兩相流動特點,顆粒間存在強烈擾動和返混等性質(zhì);[1]運行時床料燃燒室處于正壓工況,二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)處于微正壓或負(fù)壓區(qū),爐膛出口以后風(fēng)區(qū)是負(fù)壓區(qū)。風(fēng)室甲側(cè)、乙側(cè)進(jìn)口,二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)南、北墻的進(jìn)口風(fēng)道上均裝有調(diào)節(jié)風(fēng)量的調(diào)節(jié)風(fēng)門。
1.2 對床壓參數(shù)測量的擾動因素
(1)床料厚度變化;(2)風(fēng)室進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)門開度變化;(3)二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)調(diào)節(jié)門開度變化;(4)鍋爐尾部引風(fēng)機轉(zhuǎn)速的變化;(5)加到床層上的煤量、石灰石顆粒量;(6)分離器經(jīng)加料閥返回到床層上的床料;7)從下料口經(jīng)冷渣機排出的爐渣。
所以,床壓參數(shù)并不是床層料位的單值函數(shù),只通過測量布風(fēng)板上側(cè)的風(fēng)壓大小,并不能準(zhǔn)確測量料位的高低。
2 差壓變送器測量物位
2.1 采用差壓變送器測量物位的原理
如果把爐膛燃燒室看成一個封閉的、氣相壓力不斷變化的系統(tǒng),則可簡化問題如圖2所示密閉容器的液位測量,氣相壓力P0隨工藝不斷變化,這種情況下,應(yīng)選用差壓變送器來測量液的。
由流體靜力學(xué)原理,變送器正負(fù)壓室所受壓力分別是:
P+=P0+Hρg P-= P0 △P= P+-P-=Hρg [2]
上式說明:變送器測量的壓差只與料位高度成正比,而與料位上方氣相壓力無關(guān)。
2.2 采用差壓變送器測量床層料位的可行性
綜上所述,選用差壓變送器來側(cè)量循環(huán)流化床鍋爐床料的料位,可以很容易的將所有與風(fēng)壓有關(guān)的干擾濾掉,如果鍋爐負(fù)荷平穩(wěn),進(jìn)入爐膛的煤量、從分離器返回爐膛的爐渣顆粒物量基本穩(wěn)定,那么,只有從冷渣機放出的爐渣量將是料位的主要干擾因素。此時系統(tǒng)達(dá)到了動態(tài)平衡,由于從布風(fēng)板吹進(jìn)的風(fēng)量是穩(wěn)定的,懸浮的床層的平均密度就可以近似為常數(shù),這時,如果準(zhǔn)確測量出料層的差壓也就測得了料層厚度的變化。
事實上,由于鍋爐負(fù)荷在不斷的變化,床料高度也要求不斷做出調(diào)整,處在懸浮、流動、沸騰狀態(tài)中的床料的平均密度也在變化。采用上述差壓法,測出密相區(qū)內(nèi)固定高度(如取H=1 m)的壓差,可即時測出此刻料層的密度:△P2=Hρg=1×ρg。[3]通過DCS組態(tài),兩變送器信號引入除法器,計算結(jié)果就是當(dāng)前的床層料位。
2.3 日常維護(hù)工作規(guī)定
為保證測量系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,我們對日常維護(hù)工作做了如下規(guī)定:
(1)當(dāng)鍋爐停止運行時,鍋爐測壓管將埋入沉降的床料中,為避免堵塞和燒損,可關(guān)閉閥2,打開閥1進(jìn)行吹掃,然后調(diào)節(jié)閥1在小開度狀態(tài),維持取壓點處為正壓,防止顆粒床料堵塞取壓口。
(2)床壓測量有別于常規(guī)的壓力測量,因為流動的床料極易堵塞測壓點和測壓管線,為防止床料堵塞取壓管口和測壓管線,需每周吹掃一次。方法是先關(guān)閉閥2再打開閥1即可。
采用差壓法測量流化床床料厚度,克服了干擾,比原來采用壓力變送器測量獲得了較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,為運行人員平穩(wěn)操作提供了保證。因此,從差壓儀表測量物位的原理入手,探討流化床鍋爐料位的測量方法。最后獲得直觀可靠的料位信息,同時,通過改造也消除了原來補償裝置異常給測量帶來的誤差和維護(hù)費用,改造效果顯著。
3 結(jié)語
循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的流體動力學(xué)特性,至今還未被完全認(rèn)識清楚。爐內(nèi)介質(zhì)的密相區(qū)和稀相區(qū)隨鍋爐負(fù)荷變化的規(guī)律還需進(jìn)一步探索。爐床料位檢測研究的目的主要是下部密相區(qū)壓差值與浮動料位高度的關(guān)系。當(dāng)負(fù)荷變化較大時,給煤量及分離器返回的爐渣量將發(fā)生變化,對料位產(chǎn)生影響。因此,穩(wěn)定操作,使?fàn)t內(nèi)風(fēng)煤在爐床上混合分布均勻,促使?fàn)t內(nèi)溫度、壓力、氧濃度分布均勻,進(jìn)一步提高鍋爐燃燒效率,同時,也使密相區(qū)平均密度得以恒定,提高料位測量的準(zhǔn)確性,為將來料位控制投入自控調(diào)節(jié)創(chuàng)造條件。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐齊勝,等.300 MW循環(huán)流化床鍋爐爐膛數(shù)值模擬及優(yōu)化與試驗研究[D].
[2] 范玉久.化工測量及儀表[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2003(2):27-31.
[3] 王森,朱炳興.儀表工試題集[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001(4):115-117,133-134.endprint
摘 要:循環(huán)流化床鍋爐的床料料位檢測直接影響著鍋爐的正常投運,根據(jù)我公司循環(huán)流化床鍋爐的特點,闡述了流體靜力學(xué)的有關(guān)原理在正壓鍋爐床料料位監(jiān)控技術(shù)中的應(yīng)用,并介紹了差壓測量儀表在循環(huán)流化床鍋爐床料料位上進(jìn)行測量時存在問題、解決對策及改造效果,以及在運行過程中應(yīng)采取的技術(shù)措施,以提高測量的準(zhǔn)確性和可靠性。
關(guān)鍵詞:流化床 床層料位 床層差壓 取壓方式
中圖分類號:TK17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)08(b)-0036-01
我公司3臺240 t/h循環(huán)流化床鍋爐,是高溫、高壓中溫分離循環(huán)流化床、采用床下風(fēng)道點火方式,自然循環(huán)單汽包、單爐膛、平衡通風(fēng)、露天布置鍋爐。改造前爐床料位采用帶壓力補償裝置的壓力變送器測量。
1 料位參數(shù)測量區(qū)域的壓力特性
1.1 工況的復(fù)雜性
如圖1所示,循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)不同部位的介質(zhì)流動具有不同的氣固兩相流動特點,顆粒間存在強烈擾動和返混等性質(zhì);[1]運行時床料燃燒室處于正壓工況,二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)處于微正壓或負(fù)壓區(qū),爐膛出口以后風(fēng)區(qū)是負(fù)壓區(qū)。風(fēng)室甲側(cè)、乙側(cè)進(jìn)口,二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)南、北墻的進(jìn)口風(fēng)道上均裝有調(diào)節(jié)風(fēng)量的調(diào)節(jié)風(fēng)門。
1.2 對床壓參數(shù)測量的擾動因素
(1)床料厚度變化;(2)風(fēng)室進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)門開度變化;(3)二次風(fēng)區(qū)、三次風(fēng)區(qū)調(diào)節(jié)門開度變化;(4)鍋爐尾部引風(fēng)機轉(zhuǎn)速的變化;(5)加到床層上的煤量、石灰石顆粒量;(6)分離器經(jīng)加料閥返回到床層上的床料;7)從下料口經(jīng)冷渣機排出的爐渣。
所以,床壓參數(shù)并不是床層料位的單值函數(shù),只通過測量布風(fēng)板上側(cè)的風(fēng)壓大小,并不能準(zhǔn)確測量料位的高低。
2 差壓變送器測量物位
2.1 采用差壓變送器測量物位的原理
如果把爐膛燃燒室看成一個封閉的、氣相壓力不斷變化的系統(tǒng),則可簡化問題如圖2所示密閉容器的液位測量,氣相壓力P0隨工藝不斷變化,這種情況下,應(yīng)選用差壓變送器來測量液的。
由流體靜力學(xué)原理,變送器正負(fù)壓室所受壓力分別是:
P+=P0+Hρg P-= P0 △P= P+-P-=Hρg [2]
上式說明:變送器測量的壓差只與料位高度成正比,而與料位上方氣相壓力無關(guān)。
2.2 采用差壓變送器測量床層料位的可行性
綜上所述,選用差壓變送器來側(cè)量循環(huán)流化床鍋爐床料的料位,可以很容易的將所有與風(fēng)壓有關(guān)的干擾濾掉,如果鍋爐負(fù)荷平穩(wěn),進(jìn)入爐膛的煤量、從分離器返回爐膛的爐渣顆粒物量基本穩(wěn)定,那么,只有從冷渣機放出的爐渣量將是料位的主要干擾因素。此時系統(tǒng)達(dá)到了動態(tài)平衡,由于從布風(fēng)板吹進(jìn)的風(fēng)量是穩(wěn)定的,懸浮的床層的平均密度就可以近似為常數(shù),這時,如果準(zhǔn)確測量出料層的差壓也就測得了料層厚度的變化。
事實上,由于鍋爐負(fù)荷在不斷的變化,床料高度也要求不斷做出調(diào)整,處在懸浮、流動、沸騰狀態(tài)中的床料的平均密度也在變化。采用上述差壓法,測出密相區(qū)內(nèi)固定高度(如取H=1 m)的壓差,可即時測出此刻料層的密度:△P2=Hρg=1×ρg。[3]通過DCS組態(tài),兩變送器信號引入除法器,計算結(jié)果就是當(dāng)前的床層料位。
2.3 日常維護(hù)工作規(guī)定
為保證測量系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,我們對日常維護(hù)工作做了如下規(guī)定:
(1)當(dāng)鍋爐停止運行時,鍋爐測壓管將埋入沉降的床料中,為避免堵塞和燒損,可關(guān)閉閥2,打開閥1進(jìn)行吹掃,然后調(diào)節(jié)閥1在小開度狀態(tài),維持取壓點處為正壓,防止顆粒床料堵塞取壓口。
(2)床壓測量有別于常規(guī)的壓力測量,因為流動的床料極易堵塞測壓點和測壓管線,為防止床料堵塞取壓管口和測壓管線,需每周吹掃一次。方法是先關(guān)閉閥2再打開閥1即可。
采用差壓法測量流化床床料厚度,克服了干擾,比原來采用壓力變送器測量獲得了較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,為運行人員平穩(wěn)操作提供了保證。因此,從差壓儀表測量物位的原理入手,探討流化床鍋爐料位的測量方法。最后獲得直觀可靠的料位信息,同時,通過改造也消除了原來補償裝置異常給測量帶來的誤差和維護(hù)費用,改造效果顯著。
3 結(jié)語
循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的流體動力學(xué)特性,至今還未被完全認(rèn)識清楚。爐內(nèi)介質(zhì)的密相區(qū)和稀相區(qū)隨鍋爐負(fù)荷變化的規(guī)律還需進(jìn)一步探索。爐床料位檢測研究的目的主要是下部密相區(qū)壓差值與浮動料位高度的關(guān)系。當(dāng)負(fù)荷變化較大時,給煤量及分離器返回的爐渣量將發(fā)生變化,對料位產(chǎn)生影響。因此,穩(wěn)定操作,使?fàn)t內(nèi)風(fēng)煤在爐床上混合分布均勻,促使?fàn)t內(nèi)溫度、壓力、氧濃度分布均勻,進(jìn)一步提高鍋爐燃燒效率,同時,也使密相區(qū)平均密度得以恒定,提高料位測量的準(zhǔn)確性,為將來料位控制投入自控調(diào)節(jié)創(chuàng)造條件。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐齊勝,等.300 MW循環(huán)流化床鍋爐爐膛數(shù)值模擬及優(yōu)化與試驗研究[D].
[2] 范玉久.化工測量及儀表[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2003(2):27-31.
[3] 王森,朱炳興.儀表工試題集[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001(4):115-117,133-134.endprint