汪滿云

福建福海創(chuàng)石油化工有限公司 福建 漳州 363216

2016年度由北京清新環(huán)境有限公司對(duì)1～4號(hào)脫硫超低排放改造EPC總承包項(xiàng)目改造時(shí)對(duì)煙氣流量測(cè)量裝置進(jìn)行了改造，經(jīng)過(guò)3年多的運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)完好。另外我廠3、4號(hào)鍋爐一次風(fēng)測(cè)量裝置已經(jīng)于2020年也完成了技術(shù)改造，目前運(yùn)行正常，且達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。該技術(shù)已經(jīng)在多家其他單位進(jìn)行推廣應(yīng)用，并取得良好效果。下面就這一問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

1 幾種常用的測(cè)量裝置對(duì)比分析

1.1 一次風(fēng)量測(cè)量裝置工作原理

目前一次風(fēng)測(cè)量裝置主要有兩大類型，一是熱式質(zhì)量流量計(jì)，二是差壓式流量計(jì)。熱式質(zhì)量流量計(jì)是利用傳熱原理，即流動(dòng)中的流體與熱源之間熱量交換關(guān)系來(lái)測(cè)量流量的儀表，用于測(cè)量氣體較多。差壓式流量計(jì)是依據(jù)伯努利方程、流體連續(xù)性方程，根據(jù)節(jié)流原理，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)，在其前后產(chǎn)生壓差，此壓差值與該流量的平方是成正比。

1.2 幾種測(cè)量裝置的對(duì)比分析

1.2.1 機(jī)翼式流量計(jì)測(cè)量裝置

其結(jié)構(gòu)形式比較像飛機(jī)的翅膀一般使用于1m以上大型管道的測(cè)量。優(yōu)缺點(diǎn)：測(cè)量數(shù)值精確，但是因?yàn)槠洫?dú)特的結(jié)構(gòu)方式，容易積灰堵塞，因此粉塵量小的情況比較合適使用。

1.2.2 多點(diǎn)矩陣式流量計(jì)測(cè)量裝置

通過(guò)多個(gè)點(diǎn)均勻測(cè)量然后匯總一個(gè)平均值給最后測(cè)量適合1m以上的大管道。它通過(guò)測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向來(lái)計(jì)算風(fēng)量，優(yōu)點(diǎn)是可以準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)量，而且它的測(cè)量精度高，可以滿足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合的要求；缺點(diǎn)是它的成本較高，而且安裝和維護(hù)也比較復(fù)雜[1]。

1.2.3 熱式流量計(jì)測(cè)量裝置

該類型裝置自從引進(jìn)國(guó)內(nèi)以來(lái)，被許多電廠廣泛使用，經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)其優(yōu)缺點(diǎn)也很突出，主要表現(xiàn)在：故障率偏小、維護(hù)維修偏少、壓損偏小、測(cè)量穩(wěn)定；但其受脈動(dòng)流限制，電廠長(zhǎng)期運(yùn)行的介質(zhì)含粉問(wèn)題造成的流量計(jì)探頭磨損偏大，且響應(yīng)速度偏慢，困擾不易解決。應(yīng)用于磨煤機(jī)一次風(fēng)量控制，其若調(diào)門開(kāi)度變化較大，則造成測(cè)量值將出現(xiàn)偏差；有的廠家為了解決這個(gè)問(wèn)題，在管道內(nèi)加裝擾流板、減少紊亂流，但卻增大了管道壓損。為消除這一問(wèn)題大都采用多點(diǎn)布置方案，但是由于熱式流量計(jì)造價(jià)較高，每臺(tái)成本增加，多點(diǎn)布置所需要成本就相當(dāng)大，其不適宜電廠改造應(yīng)用。

2 一次風(fēng)測(cè)量裝置使用情況

2.1 三曲線機(jī)冀式測(cè)量裝置改造前運(yùn)行中存在的測(cè)量問(wèn)題

4×670 t/h鍋爐為超高壓參數(shù)自然循環(huán)、四角切向燃燒方式，其采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)、中速碗式磨煤機(jī)、冷一次風(fēng)機(jī)。其主要組成是原煤斗、給煤機(jī)、磨煤機(jī)、煤粉管道、密封風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)等設(shè)備。由于熱一次風(fēng)含塵量較大，在鍋爐制粉系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，磨煤機(jī)的磨碗差壓、出口風(fēng)粉混合壓力、入口一次風(fēng)流量以及出入口風(fēng)壓等造成測(cè)點(diǎn)經(jīng)常發(fā)生堵塞等現(xiàn)象，致使參數(shù)監(jiān)測(cè)失去意義，在很大程度上影響著運(yùn)行人員對(duì)磨煤機(jī)運(yùn)行工況的正確判斷。特別是磨煤機(jī)入口風(fēng)量測(cè)點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)堵塞及熱態(tài)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)量差壓小，受風(fēng)粉影響波動(dòng)嚴(yán)重，導(dǎo)致冷態(tài)標(biāo)定時(shí)風(fēng)量標(biāo)定符合要求，而熱態(tài)運(yùn)行時(shí)偏差大、零點(diǎn)漂移大，嚴(yán)重影響制粉系統(tǒng)的冷熱風(fēng)擋板的自動(dòng)投入，對(duì)運(yùn)行人員的操作造成不利影響，且會(huì)對(duì)煙氣排放造成不良影響[2]?，F(xiàn)有一次風(fēng)測(cè)量裝置（三曲線機(jī)翼測(cè)風(fēng)裝詈）測(cè)量準(zhǔn)確性差，影響運(yùn)行人員對(duì)鍋爐的燃燒調(diào)整，燃燒較為不合理，造成一定程度的燃燒損失，燃燒率降低；經(jīng)常堵管，日常維護(hù)頻率高，造成一定程度的人力損失；風(fēng)阻大，一定程度上增加了風(fēng)機(jī)能耗。

2.2 改造后使用矩陣式測(cè)量裝置的情況

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部、能源局曾于2014年9月印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》及2015年12月印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》的要求啟動(dòng)超低排放改造。因排放指標(biāo)的降低，原有設(shè)備戶經(jīng)無(wú)法滿足超低排放的精度要求，因此也對(duì)煙氣流量計(jì)提出了更高的要求，從而產(chǎn)生了新一低產(chǎn)品矩陣式流量計(jì)。為提高燃煤使用效率，保證超低排放改造目標(biāo)，經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員討論，及參考其他單位風(fēng)量改造情況，結(jié)合#3、#4爐磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量測(cè)量裝置已于2020年完成技改，投入使用情況良好。得出#1、2爐磨煤機(jī)一次風(fēng)量采用矩陣式測(cè)量裝置測(cè)量的可行性及必要性的結(jié)論。

矩陣式流量測(cè)量裝置其測(cè)量方式穩(wěn)定，并帶自動(dòng)振打清灰功能。在保證測(cè)量準(zhǔn)確性的前提下也大大減少了維護(hù)人員檢維修工作量。它具有測(cè)量準(zhǔn)確度高，線性好的優(yōu)勢(shì)，便于機(jī)組深度調(diào)峰。同時(shí)其自清灰功能在極大程度上解決了堵塞的問(wèn)題，省去了頻繁人工清理的麻煩。

3 測(cè)量裝置實(shí)際改造及運(yùn)行狀況

3.1 裝置改造情況介紹

在1號(hào)、2號(hào)鍋爐檢修期間對(duì)1號(hào)、2號(hào)鍋爐10套一次風(fēng)測(cè)量裝置進(jìn)行更換。現(xiàn)拆除現(xiàn)有#1、#2爐磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量測(cè)量裝置（三曲線機(jī)翼測(cè)風(fēng)裝置），在不改動(dòng)現(xiàn)有風(fēng)道管道的情況下，利用現(xiàn)有的安裝位置進(jìn)行一次風(fēng)測(cè)量裝置（矩陣式測(cè)風(fēng)裝置）安裝。 更換精度更高量程更合適的差壓變送器（微壓），并校對(duì)差壓變送器量程，修改DCS組態(tài)公式，對(duì)一次風(fēng)量進(jìn)行溫壓補(bǔ)償運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量[3]。

我廠#2號(hào)爐磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量測(cè)量裝置，于2022年7月11日開(kāi)始施工，2022年7月31日安裝、冷態(tài)調(diào)試完成，9月20日隨#2爐整體啟動(dòng)一次投入運(yùn)行。熱電廠#1號(hào)爐磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量測(cè)量裝置，于2022年8月2日開(kāi)始施工，2022年8月24日安裝、冷態(tài)調(diào)試完成，8月31日完成冷態(tài)試驗(yàn)標(biāo)定及參數(shù)調(diào)整。

3.2 鍋爐磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量測(cè)量裝置標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 鍋爐冷態(tài)通風(fēng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在正常的標(biāo)定工作中，由于人員讀表及儀表采集數(shù)據(jù)會(huì)存在一定的誤差，一般實(shí)測(cè)風(fēng)量與表盤風(fēng)量在15%以內(nèi)，認(rèn)為為正常誤差，不建議進(jìn)行修正，見(jiàn)表1、表2。

表1 號(hào)鍋爐冷態(tài)通風(fēng)試驗(yàn)結(jié)果

表2 2號(hào)鍋爐冷態(tài)通風(fēng)試驗(yàn)結(jié)果

備注：“流量系數(shù)” 定義為實(shí)測(cè)風(fēng)量（t/h）與DCS風(fēng)量均值（t/h）的比值；

3.3 裝置運(yùn)行情況

改造前閥門開(kāi)至一定閥位后，流量不隨閥位變化而變化，關(guān)鍵的是流量計(jì)裝置和取樣管經(jīng)常出現(xiàn)堵塞，造成偏差大、零點(diǎn)漂移大；改造后流量隨閥門調(diào)節(jié)而平穩(wěn)增減，基本達(dá)到改造目的。詳見(jiàn)#1、2號(hào)爐改造后DCS曲線圖如圖1、圖2所示。

圖1 1號(hào)爐改造后DCS曲線

圖2 2號(hào)爐改造后DCS曲線

4 結(jié)束語(yǔ)

本次對(duì) #1及 #2 爐磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量測(cè)量裝置的改造項(xiàng)目于2022年8月完成，目前系統(tǒng)已投入正常運(yùn)行，風(fēng)量測(cè)量穩(wěn)定，風(fēng)粉堵塞引壓管情況基本消除，達(dá)到了改造目標(biāo)，截止目前設(shè)備運(yùn)行情況良好。一次風(fēng)量裝置改造的目的是實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)量準(zhǔn)確計(jì)量，提高鍋爐燃燒調(diào)整準(zhǔn)確性，減少煤粉堵塞引壓管造成的測(cè)點(diǎn)失準(zhǔn)情況。一次風(fēng)量的準(zhǔn)確測(cè)量，可以更好的實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒風(fēng)粉比例的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，保證了熱電廠超低排放和節(jié)能的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

本次改造實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)量準(zhǔn)確計(jì)量，提高鍋爐燃燒調(diào)整準(zhǔn)確性，提高機(jī)組的自動(dòng)投入率，提高鍋爐燃燒效率，在一定程度上可減少污染源（煙氣）超標(biāo)排放次數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行的目的。