煤粉濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)在電廠的運用

祝路平（浙江巨化熱電有限公司，浙江 衢州 324000）

煤粉濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)在電廠的運用

祝路平（浙江巨化熱電有限公司，浙江 衢州 324000）

本文詳細介紹了DFMF-Ⅰ型煤粉濃度測量系統(tǒng)，同時介紹了它在火電廠中的應(yīng)用，進一步推動了煤粉濃度在線監(jiān)測的發(fā)展。

煤粉濃度；在線監(jiān)測

1 系統(tǒng)概述

大型鍋爐的優(yōu)化燃燒，煤量和燃燒空氣的合理分配是基本條件之一。然而，目前國內(nèi)絕大多數(shù)電站鍋爐都還是采用傳統(tǒng)的測量風道靜壓的辦法來指導司爐運行，其缺點是各風管的長短、彎頭個數(shù)、風門擋板開度、煤粉濃度等因素的變化，造成測量誤差也較大，致使運行人員不能準確判斷配風配粉狀況是否均勻?；痣姀S鍋爐燃燒用的煤粉由一次風攜帶經(jīng)煤粉管進入爐膛燃燒，因而各煤粉管之間煤粉濃度的不均勻性對鍋爐的燃燒有很大影響。盡管爐膛過量空氣系數(shù)仍維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，但對單個燃燒器來說，空氣量和煤粉的不均勻分配，將使燃燒器有的嚴重缺風，有的嚴重缺煤，從而導致一次風管堵塞、燃燒中心偏離、一次風沖刷水冷壁造成局部結(jié)焦或局部過熱而爆管等一系列不良后果。為解決上述問題，安裝使用風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)是很有必要的。

本系統(tǒng)對直吹式、中儲式、乏氣輸粉鍋爐均能應(yīng)用，其主要作用：

（1）精確測量一次風管道煤粉濃度；

（2）平衡爐膛溫度分布，避免還原性氣氛產(chǎn)生，防止爐內(nèi)結(jié)渣；

（3）避免水冷壁附近形成還原性氣氛，防止水冷壁高溫腐蝕；

（4）采用低氧燃燒，減少煙氣量，降低排煙熱損失，節(jié)約燃料；

（5）減少煙氣中CO的生成量和飛灰含碳量，降低化學和機械不完全燃燒熱損失，提高鍋爐效率；

（6）降低飛灰含碳量，有利于粉煤灰的綜合利用；

（7）降低NOx的生成量，減少污染。

1.1測量原理

圖1 煤粉濃度測量原理圖

煤粉在生產(chǎn)、儲存和輸送過程中，要發(fā)生研磨、攪混、篩分以及高速運動等現(xiàn)象。煤粉顆粒因與磨煤機、粉倉內(nèi)壁或輸粉管道內(nèi)壁等設(shè)備之間碰撞、斷裂、剝離、接觸分離、摩擦等現(xiàn)象而產(chǎn)生靜電。煤粉顆粒的懸浮性使得煤粉顆粒與大地總是絕緣的，每一個煤粉顆粒都有可能帶電。

DFMF-Ⅰ型煤粉濃度測量系統(tǒng)采用獨特的交流耦合測量原理，如圖1所示。煤在破碎過程和輸送過程中，煤粉粒子相互碰撞、摩擦、分離、破碎分離過程中將產(chǎn)生一定的靜電荷。當流動中帶正電荷的煤粉粒子接近探頭的有效距離時，探頭內(nèi)的電子將被吸引到接近顆粒物的外層。當此顆粒物流過探頭安裝位置后，探頭內(nèi)的電子將被推移至遠離顆粒物的另一面。當顆粒物離開有效感應(yīng)距離時，探頭內(nèi)電子將恢復(fù)原來的分布狀況。這種電子群的移動現(xiàn)象也能形成一股可被探測到的微弱電流。這就是“電荷感應(yīng)”原理。靜電荷與煤粉濃度成正比，探測顆粒物與探頭之間所產(chǎn)生的靜電荷，經(jīng)特殊制造的靜電感應(yīng)傳感器采集到靜電的強弱，經(jīng)分析處理放大后傳輸至監(jiān)測系統(tǒng)，得到直觀真實的煤粉濃度顯示。實驗證明，一次風管中煤粉流量與傳感器采集到的信號具有確定的對應(yīng)關(guān)系。

由于采用了獨特的交流耦合電力學測量原理，與一般的依靠測量煤粉顆粒與測量探頭摩擦產(chǎn)生的靜電的直流耦合測量方法不同，

圖2 系統(tǒng)示意圖

1.3煤粉濃度測量系統(tǒng)技術(shù)指標

煤粉濃度測量系統(tǒng)技術(shù)指標見表1。

表1 技術(shù)指標

2 安裝說明

2.1傳感器安裝

傳感器安裝注意事項：

（1）傳感器最好安裝在水平直管段上，據(jù)閥門、彎頭5倍以上管徑處；

（2）傳感器（探棒）長度應(yīng)根據(jù)被測一次風管管徑選定，傳感器插入深度＞1/3D；

（3）傳感器與固定底座之間應(yīng)加墊片，防止一次風管內(nèi)煤灰泄漏；

（4）安裝傳感器周圍1米以內(nèi)應(yīng)避免有強磁場干擾；

（5）傳感器接線盒為防水、防爆式，直接以絲扣式固定在傳感器上，出線端通過包塑金屬軟管連接，金屬軟管必須有固定支撐點，以防擺動、引入干擾信號。

2.2變送器控制柜安裝

（1）變送器控制柜在現(xiàn)場就地安裝，但應(yīng)遠離有強磁場或電場的區(qū)域；

（2）變送器控制柜必須有專用接地網(wǎng)(點)，并接地良好，其接地電阻應(yīng)＜4Ω。

2.3電纜安裝

（1）傳感器與變送器之間必須使用SYKV-75-5（7）型雙屏蔽同軸電纜連接，不可用其它普通電纜代替，傳感器至變送器之間的電纜長度不準超過150m，并且中間不得有過渡端子排；

（2）變送器至工業(yè)控制機之間的連接電纜必須使用4芯屏蔽電纜；

（3）同軸電纜必須敷設(shè)在專用鋼管中并固定牢靠，而且穿線鋼管要求接地良好，防止靜電及強電場干擾；

（4）同軸電纜線穿管敷設(shè)過程中，務(wù)必注意不得將電纜拉傷、破損造成短路、斷路等，全部線路不可有外露部分。

2.4現(xiàn)場安裝實物圖

煤粉濃度測量系統(tǒng)實物圖如圖3所示。

圖3 風粉系統(tǒng)現(xiàn)場安裝實物圖

3 結(jié)語

煤粉濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)在我廠很有運用前景，所要進行的改良環(huán)境都已具備。在#8機組的技改技措項目上已經(jīng)進行了改造。在吳涇熱電廠、長興發(fā)電廠、錢清發(fā)電廠等都有了很好應(yīng)用。

Application of Pulverized Coal Concentration On-line Monitoring System in Power Plant

The article introduces DFMF-pulverized coal concentration measurement system in detail and its application in thermal power plants. It further promotes the development of the on-line monitoring pulverized coal concentration.

Pulverized coal concentration; On-line monitoring

B

1003-0492(2015)03-0082-02

TP273

祝路平（1974-），男，浙江江山人，工程師，本科，現(xiàn)在就職于巨化集團公司浙江巨化熱電有限公司，主要研究方向為自動控制系統(tǒng)及自動化儀表。