駱陽國華綏中發(fā)電有限公司

AM風量測量裝置在綏中發(fā)電廠的應用

駱陽
國華綏中發(fā)電有限公司

因風管道流速分布十分復雜，風量測量一直是發(fā)電廠自動控制的一個難題，精確的風量測量對降低排放、提高鍋爐燃燒效率是必不可少的。本文介紹了AM公司風量測量裝置在綏中發(fā)電有限責任公司1000MW機組風量測量系統(tǒng)的應用情況，為其他燃煤機組風量測量系統(tǒng)的建設與優(yōu)化提供借鑒依據(jù)。

風量；流量計算機；取樣；燃燒

前言

隨著自動化水平的不斷提高，鍋爐燃燒系統(tǒng)不能僅滿足于籠統(tǒng)的風煤比，而必須要細化到冷熱一風、二次風的檢測上。燃煤機組的風量測量，一般存在管道尺寸大，直管段很短的特點，在這樣的管道情況下，工藝管道內的氣流分布非常不均勻，因此，如何準確測量風量是發(fā)電廠自動控制的一個難題。

1　概述

綏中電廠1000MW超超臨界機組鍋爐由東方鍋爐股份有限公司制造，該鍋爐為高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐，自基建期間選用美國AM公司CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)用于對磨煤機入口一次風量、送風機出口二次風量及燃燒平臺二次風量進行測量，參與各系統(tǒng)的調節(jié)及保護。

2　測量儀表簡介

CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)是根據(jù)皮托管原理測量差壓的，其結構開孔較小，所檢出的差壓也較低。為了準確地測量差壓，防止傳感器堵塞，CAMM集合了微差壓測量、靜壓測量、流量計算及吹掃控制等功能，外配吹掃電磁閥、氣控閥及防爆箱。

2.1測量原理

（1）標準皮托管原理，皮托管系數(shù)0.99-1.01之間，從本質上保證檢測信號的準確。

V：風速（m/s）

K：皮托管系數(shù)（0.99-1.01,一般取1.00）

△P：通過傳感器測得的動壓=全壓-靜壓(Pa)

ρ：流體密度(kg/m3)

（2）按照線性法、契比雪夫法或等環(huán)面積法安排皮托-菲克亥爾摩差壓氣流量探測傳感器數(shù)量及每根傳感器上的開孔數(shù)量及位置。

風量計算公式Q＝3600×V×F

Q：風量(m3/h)

V：風速（m/s）

F：管道截面積(m2)

2.2取樣管路

綏中電廠1000MW機組風量測量取樣管路依據(jù)皮托-菲克亥爾摩系差壓原理，采用多偵測點并平均化的形式來測量風道內氣流的靜壓和動壓。凹形取壓孔可減小因流向不均勻造成誤差，確保測量的準確。

2.3流量計算機

流量計算機接收取樣管路輸入的取樣壓力信號和被測介質的溫度信號，利用內部固化的數(shù)學模型計算出溫壓補償后的流量信號并輸出。風量計算機帶有自動歸零功能，在執(zhí)行歸零命令的時候，該計算機能夠維持信號傳送。

同時，為了避免取樣管路堵塞，流量計算機配置了自動反吹掃功能，在設定時間間隔內控制吹掃電磁閥動作，使用儀用壓縮空氣對取樣管路進行反吹掃，避免了吹掃氣對變送器可能造成的損壞，進行反吹掃時，流量計算機會保持吹掃前最后測量的信號，直至整個清除周期完畢。[1]

3　綏中電廠應用情況

綏中電廠#3、#4機組（1000MW機組）磨煤機入口混合一次風量、磨煤機入口冷一次風量、送風機出口二次風量及各燃燒平臺兩側二次風量均采用美國AM公司CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)，用于機組各系統(tǒng)的調節(jié)及相關保護。機組調試期間經檢測與某變送器誤差對比，在相同環(huán)境下，3：1變化比量程的誤差總和為1.556%遠低于某變送器的8.111%。

自#3、#4機組投產以來，風量測量系統(tǒng)工作穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可信，除少數(shù)出現(xiàn)故障外，基本處于免維護狀態(tài)，相關調節(jié)系統(tǒng)自動投入率很高，不僅提高了機組的穩(wěn)定性、經濟性，更減少了運行人員的操作和檢修人員的維護。

4　常見問題及處理

4.1高溫環(huán)境下易發(fā)生故障

我廠#3、#4機組磨煤機入口混合一次風量和冷一次風量基建期間設計安裝在磨煤機入口熱一次風管道旁，未考慮其所處環(huán)境溫度，機組運行期間其環(huán)境溫度可達60℃，個別測量設備達到70℃，長期處于該工作環(huán)境造成部分流量計算機顯示屏顯示故障。對此，我廠檢修人員利用機組停機檢修機會，對磨煤機一次風流量計算機及其控制箱移至環(huán)境較好的鍋爐0米，截止目前，風量測量系統(tǒng)工作穩(wěn)定，未再發(fā)生故障。

4.2溫度補償元件損壞

介質溫度不同，其密度也有所差異，為了能夠對風量進行準確測量，AM公司的CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)對被測介質溫度進行測量，管道兩端及中間溫度取均值，用于對測量的差壓值進行溫度補償，該溫度元件接線柱距管道距離過近，基本都被管道保溫包住，且被測介質大部分為高溫風，機組運行期間都在250℃以上，因此，容易造成線路因高溫接地或短路，影響溫度測量，計劃更改取樣位置，避開高溫區(qū)域。

4.3取樣管路積灰

我廠流量計算機的自動反吹掃功能投產時設置間隔時間為24小時，即每24小時自動反吹掃一次，長期下來，送風機出口二次風量（空預器后）取樣管路還是存在積灰現(xiàn)象，造成風量測量值偏低，反吹掃后風量測量值會有明顯變化，對風煙系統(tǒng)的相關調節(jié)產生一定擾動。我廠維護人員暫時將反吹掃間隔時間更改為6小時，以保證取樣管路能夠正常工作，今后利用機組停機檢修機會將取樣管路徹底清理干凈。

4.4接頭漏氣

我廠#35磨煤機入口混合一次風量檢測曾出現(xiàn)信號偏低且波動較大，經檢查發(fā)現(xiàn)是卡套接頭因環(huán)境溫度變化較大（磨煤機投運時250℃以上，停運時40℃以下），導致卡套連接松動，取樣管路漏氣。我廠#4機組基建期間即采用焊接方式連接風量測量取樣管路，#3機組也已經將卡套接頭改為焊接方式連接。

5　結束語

隨著節(jié)能減排工作的開展，火電廠氮氧化合物的排放已逐漸成為一項突出的環(huán)境污染問題，國家對煙氣排放的相關要求也將日趨嚴格。近些年，我國火電的節(jié)能減排重點是除塵，脫硫和脫硝，尚未對提高風量測量準確度以增加鍋爐熱效率引起足夠的重視。

據(jù)估算，如風量測量誤差為8～10%，鍋爐熱效率僅為70～74%，如將風量測量準確度提高至2～3%，則可將鍋爐熱效率提高至80～84%，我國火電機組裝機達7億KW，如都能準確進行風量測量，提高鍋爐燃燒效率，將有利于促進我國節(jié)能減排，具有重大的意義。[2]

[1]AM公司產品展示資料,2013.

[2]毛新業(yè)準確測量風量,提高火電鍋爐燃燒效率,2012.

駱陽（1986-），男，遼寧阜新人，國華綏中發(fā)電有限公司，電廠自動化，本科，助理工程師。