新型磨煤機(jī)一次風(fēng)量測(cè)量裝置的應(yīng)用

蘭斌

(陜西清水川能源股份有限公司，陜西 府谷 719405)

0 引言

鍋爐配風(fēng)合理、燃燒穩(wěn)定，可有效地降低排煙溫度、飛灰含碳量、煤粉的機(jī)械及化學(xué)不完全燃燒熱損失，提高鍋爐效率。風(fēng)量的準(zhǔn)確測(cè)量，可提高鍋爐自動(dòng)投入率。司爐依據(jù)風(fēng)量的變化作出正確的判斷，有利于鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量是機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。磨煤機(jī)入口風(fēng)量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致粉管堵粉及磨煤機(jī)堵煤，甚至引起制粉系統(tǒng)爆炸。磨煤機(jī)入口風(fēng)量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致煤粉濃度降低，致使機(jī)組低負(fù)荷時(shí)燃燒不穩(wěn)定，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致粉管彎頭嚴(yán)重磨損。因此，準(zhǔn)確測(cè)量磨煤機(jī)一次風(fēng)量對(duì)機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。

陜西清水川能源股份有限公司分兩期建設(shè)，二期兩臺(tái)1 000 MW機(jī)組均為上海鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的高效超超臨界參數(shù)塔式爐，一次中間再熱、單爐膛、切圓燃燒方式、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、緊身封閉布置的燃煤鍋爐變壓直流爐, 鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量3 192 t/h。每臺(tái)鍋爐配備六臺(tái)上海重型機(jī)械廠(chǎng)生產(chǎn)的HP1263/Dyn型正壓直吹式制粉中速磨，磨煤機(jī)最大計(jì)算出力128.56 t/h，磨機(jī)一次風(fēng)入口最大空氣流量51.03 kg/s。目前磨煤機(jī)一次風(fēng)量測(cè)量裝置采用熱式流量計(jì)。因該流量計(jì)在運(yùn)行中對(duì)溫度的變化較敏感，與冷熱風(fēng)門(mén)的開(kāi)度不能呈很好的線(xiàn)性，且有突變的現(xiàn)象，影響自動(dòng)投入及機(jī)組的安全運(yùn)行。

1 技術(shù)方案

經(jīng)過(guò)多方的調(diào)研考察，決定使用新型多點(diǎn)陣列式PBS95系列風(fēng)量測(cè)量裝置對(duì)二期現(xiàn)有磨煤機(jī)一次風(fēng)量測(cè)量裝置進(jìn)行改造。

1.1 測(cè)量裝置的原理及技術(shù)性能

PBS95防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置基于S型畢托管測(cè)量原理，其探頭插入管道內(nèi)。當(dāng)管道內(nèi)有氣流流動(dòng)時(shí)，迎風(fēng)面受氣流沖擊，在此處氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能。迎風(fēng)面管內(nèi)壓力較高(正壓)，背風(fēng)側(cè)由于不受氣流沖壓，其管內(nèi)的壓力為風(fēng)管內(nèi)的靜壓力(靜壓)。正壓與靜壓之差稱(chēng)為差壓，其大小與管道內(nèi)風(fēng)速有關(guān)。風(fēng)速越大，差壓越大；風(fēng)速小，差壓也小，風(fēng)速與差壓的關(guān)系符合伯努利方程：

式中：v為流體流速，m/s；k為測(cè)量裝置流量系數(shù)；△P為測(cè)量裝置產(chǎn)生的差壓，Pa；ρ流體密度，kg/m3。

整套風(fēng)量測(cè)量裝置由多支具有防堵功能的測(cè)量傳感器探頭組成。把多組測(cè)量傳感器探頭的輸出用均壓箱連接，該輸出即為該風(fēng)道截面上的平均流速信號(hào)。

1.2 測(cè)量方案的實(shí)施

磨煤機(jī)入口一次風(fēng)道截面尺寸為?2 020×10 mm。由于截面風(fēng)速流場(chǎng)分布不均勻，為確保準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)量，在風(fēng)道截面上，按等面積圓環(huán)網(wǎng)格法多點(diǎn)測(cè)量原理，布置12個(gè)風(fēng)量測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得同截面的平均速度。將風(fēng)量測(cè)量探頭的正壓側(cè)與正壓側(cè)相連迎風(fēng)面、負(fù)壓側(cè)與負(fù)壓側(cè)相連背風(fēng)面，引出二組正、負(fù)壓信號(hào)至差壓變送器(測(cè)量裝置安裝開(kāi)孔位置如圖1所示，測(cè)量裝置探頭布置方式如圖2所示)。

1.3 測(cè)量裝置校驗(yàn)方法

現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)一般采用冷態(tài)校驗(yàn)。按照GB 10184—88《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》、DL 467—92《磨煤機(jī)試驗(yàn)規(guī)程》、《ASME試驗(yàn)規(guī)程》PTC4.1和PTC4.3規(guī)定及有關(guān)測(cè)試方法進(jìn)行試驗(yàn)。

現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)步驟如下：

圖1 測(cè)量裝置安裝開(kāi)孔位置

圖2 測(cè)量裝置探頭布置方式

(1)啟動(dòng)空預(yù)器、吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、密封風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)；

(2)關(guān)閉給煤機(jī)出口落煤管擋板，開(kāi)啟磨煤機(jī)出口門(mén)、入口隔絕門(mén)、入口冷熱風(fēng)隔絕門(mén)、冷風(fēng)調(diào)節(jié)門(mén)、熱風(fēng)調(diào)節(jié)門(mén)、密封風(fēng)門(mén)；

(3)維持一次風(fēng)母管的風(fēng)壓恒定，調(diào)整磨煤機(jī)風(fēng)門(mén)開(kāi)度，至100%(工況一)、70%(工況二)；

(4)在上述通風(fēng)狀態(tài)下進(jìn)行磨煤機(jī)入口風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)溫及裝置差壓的測(cè)量，同時(shí)記錄CRT上對(duì)應(yīng)的參數(shù)值。

由表1可計(jì)算出兩種工況下流量系數(shù)的平均數(shù)，即平均流量系數(shù)k=0.832 3。由此可以看出新型風(fēng)量測(cè)量裝置流量系數(shù)穩(wěn)定、線(xiàn)性度好、測(cè)量值準(zhǔn)確。

2 測(cè)量裝置投入運(yùn)行后應(yīng)用效果

自2017年7月至今, 改造后的磨煤機(jī)一次風(fēng)量測(cè)量裝置，徹底解決了以往測(cè)量線(xiàn)性度差、有突變的情況，解決了困擾已久的難題。

表1 #3爐 D磨一次風(fēng)測(cè)量裝置標(biāo)定記錄及計(jì)算結(jié)果

注：孔1位置0°、孔2位置45°、孔3位置90°、孔4位置135°。

3 結(jié)論

綜上所述，使用基于網(wǎng)格截面多點(diǎn)測(cè)量原理的新型防堵陣列式風(fēng)量測(cè)量裝置， 可確保長(zhǎng)期測(cè)量的準(zhǔn)確性，對(duì)風(fēng)道幾乎沒(méi)有壓力損失，大大提高了鍋爐的自動(dòng)投入率，可合理地調(diào)整磨煤機(jī)風(fēng)煤比例。運(yùn)行人員能根據(jù)風(fēng)量的變化作出正確的判斷，有利于鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)其他同類(lèi)型機(jī)組具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊義波等.熱力發(fā)電廠(chǎng).第2版[M].中國(guó)電力出版社，2010：60-80.

[2]電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程：GB 10184—88，中國(guó)電力出版社,1998[S].

[3]潘汪杰等.熱工測(cè)量及儀表[M].中國(guó)電力出版社，2009：56-97.

[4]劉自放等.熱工檢測(cè)與自動(dòng)控制[M].中國(guó)電力出版社，2007.