駱陽國華綏中發(fā)電有限公司

AM風(fēng)量測量裝置在綏中發(fā)電廠的應(yīng)用

駱陽
國華綏中發(fā)電有限公司

因風(fēng)管道流速分布十分復(fù)雜，風(fēng)量測量一直是發(fā)電廠自動控制的一個難題，精確的風(fēng)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(fēng)量測量裝置在綏中發(fā)電有限責(zé)任公司1000MW機組風(fēng)量測量系統(tǒng)的應(yīng)用情況，為其他燃煤機組風(fēng)量測量系統(tǒng)的建設(shè)與優(yōu)化提供借鑒依據(jù)。

風(fēng)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(fēng)煤比，而必須要細(xì)化到冷熱一風(fēng)、二次風(fēng)的檢測上。燃煤機組的風(fēng)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(nèi)的氣流分布非常不均勻，因此，如何準(zhǔn)確測量風(fēng)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(fēng)量、送風(fēng)機出口二次風(fēng)量及燃燒平臺二次風(fēng)量進(jìn)行測量，參與各系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及保護(hù)。

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(jié)構(gòu)開孔較小，所檢出的差壓也較低。為了準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)皮托管原理，皮托管系數(shù)0.99-1.01之間，從本質(zhì)上保證檢測信號的準(zhǔn)確。

V：風(fēng)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(fēng)量計算公式Q＝3600×V×F

Q：風(fēng)量(m3/h)

V：風(fēng)速（m/s）

F：管道截面積(m2)

2.2取樣管路

綏中電廠1000MW機組風(fēng)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(fēng)道內(nèi)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(zhǔn)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(zhì)的溫度信號，利用內(nèi)部固化的數(shù)學(xué)模型計算出溫壓補償后的流量信號并輸出。風(fēng)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(shè)定時間間隔內(nèi)控制吹掃電磁閥動作，使用儀用壓縮空氣對取樣管路進(jìn)行反吹掃，避免了吹掃氣對變送器可能造成的損壞，進(jìn)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(yīng)用情況

綏中電廠#3、#4機組（1000MW機組）磨煤機入口混合一次風(fēng)量、磨煤機入口冷一次風(fēng)量、送風(fēng)機出口二次風(fēng)量及各燃燒平臺兩側(cè)二次風(fēng)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(diào)節(jié)及相關(guān)保護(hù)。機組調(diào)試期間經(jīng)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(yuǎn)低于某變送器的8.111%。

自#3、#4機組投產(chǎn)以來，風(fēng)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(hù)狀態(tài)，相關(guān)調(diào)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(jīng)濟(jì)性，更減少了運行人員的操作和檢修人員的維護(hù)。

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(fēng)量和冷一次風(fēng)量基建期間設(shè)計安裝在磨煤機入口熱一次風(fēng)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(dá)60℃，個別測量設(shè)備達(dá)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(fēng)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(fēng)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(zhì)溫度不同，其密度也有所差異，為了能夠?qū)︼L(fēng)量進(jìn)行準(zhǔn)確測量，AM公司的CAMS鍋爐燃燒氣流管理系統(tǒng)對被測介質(zhì)溫度進(jìn)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(jìn)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(zhì)大部分為高溫風(fēng)，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(chǎn)時設(shè)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(fēng)機出口二次風(fēng)量（空預(yù)器后）取樣管路還是存在積灰現(xiàn)象，造成風(fēng)量測量值偏低，反吹掃后風(fēng)量測量值會有明顯變化，對風(fēng)煙系統(tǒng)的相關(guān)調(diào)節(jié)產(chǎn)生一定擾動。我廠維護(hù)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(fēng)量檢測曾出現(xiàn)信號偏低且波動較大，經(jīng)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(dǎo)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(fēng)量測量取樣管路，#3機組也已經(jīng)將卡套接頭改為焊接方式連接。

5　結(jié)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(guān)要求也將日趨嚴(yán)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(fēng)量測量準(zhǔn)確度以增加鍋爐熱效率引起足夠的重視。

據(jù)估算，如風(fēng)量測量誤差為8～10%，鍋爐熱效率僅為70～74%，如將風(fēng)量測量準(zhǔn)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(dá)7億KW，如都能準(zhǔn)確進(jìn)行風(fēng)量測量，提高鍋爐燃燒效率，將有利于促進(jìn)我國節(jié)能減排，具有重大的意義。[2]

[1]AM公司產(chǎn)品展示資料,2013.

[2]毛新業(yè)準(zhǔn)確測量風(fēng)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。