磨煤机入口混合风量计算,比例的作用导致热风调

摘要： 火力发电厂锅炉二次风流量和磨煤机一次风量自动控制系统稳定可靠的投入是机组安全稳定运行的重要保证，也是保证机组协调系统投入品质的基础。 本文介绍采用防堵型阵列风量测量装置对锅炉二次风流量进行测量，采用FCI公司的MT86HT型热扩散式气体流量计对磨煤机热风流量和冷风流量分别进行测量，准确可靠测得锅炉二次风流量和磨煤机一次风量。 火力发电厂燃煤锅炉二次风流量稳定准确测量是保证锅炉安全经济运行的基础，二次风流量的自动投入是保证锅炉氧量在合理控制范围内的基础，也是锅炉协调系统自动投入的基础，对锅炉安全经济运行具有重要意义。 目前锅炉二次风流量多采用机翼式风量测量装置，不但压损大，造成送风机电流增大，而且容易堵塞，使二次风流量测量不准甚至失灵。 磨煤机入口一次风量是机组安全稳定运行的重要保证，入口风量过低会导致粉管堵粉或磨煤机堵煤，甚至引起制粉系统爆炸。 入口风量过高会导致煤粉浓度降低，致使机组低负荷时燃烧不稳定，同时也会导致粉管弯头严重磨损。 因此准确测量磨煤机一次风量对机组安全稳定运行具有重要意义。 目前国内的许多电站锅炉磨煤机入口一次风量测量一般采用传统的机翼型测风装置、文丘利测风装置或阿牛巴或威力巴测量装置。

因此采用故障率低、维护量小的一次风量测量装置，对保证机组的安全稳定运行，减轻维护人员的劳动强度是十分必要的。 为了解决二次风流量测量装置易堵塞的问题，我们将二次风流量测量装置改为防堵型阵列风量测量装置。 由于风道大，截面风速容易分布不均匀，试验结果也证明了这一点。 为了确保准确测量风量，拟在风道截面上按等截面网格法多点测量原理布置12个风量测量点，其等截面网格布置风量测量点如图1所示。 图1 等截面布置风量测量点（图中“O”表示测量点） 按输出差压的极性进行并联连接，将12个风量测量探头的正压侧与正压侧相互连接，负压侧与负压侧相互连接，引出一组正、负压信号至差压变送器。 图2 风量测量装置信号连接示意图 PBS型防堵型阵列测风装置，由于在风道截面上严格采用标准的网格多点式布置、且测量装置本身具备的自清灰和防堵塞功能，几乎没有压损，装置性能可靠，可保证风量显示稳定准确。 选择前方直管段长度不小于2倍风道的当量直径，后方不小于0.5倍的位置安装测风阵列。 在测风阵列的前方（来流方向）不小于200mm处或后方不小于500mm处制作直径不小于50mm的校验测量孔，同时还要考虑到现场校验人员应能方便到达。 现场校验采用冷态校验，按照GB10184-88《电站锅炉性能试验规程》、《ASME试验规程》PTC4.1、PTC4.3规定及有关测试方法进行了试验。

试验中，所有测点的动压均由4020C型数字式电子微压计测量，在每一个测点对20～30个即时测量值进行平均作为该点的测量动压。 在试验工况开始前和结束后分别测量100个即时动压的平均值。 质量流量（单位：T/h）： （6） 即： 查得：宁海年平均气压101340Pa，则DCS质量流量公式： 式中： Pd为装置输出差压，单位：Pa； Ps为风道静压，单位：Pa； t为介质温度，单位：°C。 经过二次风流量测量装置的改造，并进行认真标定，我厂二次风流量测量准确可靠，没有发生测量装置堵塞问题，保证机组的安全经济运行。 2 磨煤机一次风测量方式改进 国华宁海电厂4×600MW机组锅炉磨煤机为HP型中速磨，入口一次风量采用美国FCI公司的MT86HT型热扩散式气体流量计测量，安装在磨煤机进口冷热风混合后的风道上，每台磨煤机入口风道安装两个单点探头。

这种类型的风量测量装置采用恒温差式热式原理，流量计的传感元件包括两个带套管保护的铂热电阻（RTD），当两个RTD被置于流体中时，一个RTD被加热，另一个感测过程温度，两个RTD之间的温差与过程流速及过程介质的性质有关。 较高的流量或密度较大的介质将使被加热的RTD迅速降温并使两个RTD之间的温差加速减小。 通过测量温差（ΔT），可导出温差和流量的关系 （7） 式中： ρ为气体密度，单位：kg/m3； K为标定常数； V为气体流速，单位：m/h； Q为热流量，单位：J/h； ΔT为温差，单位：℃。

由式（7）可见，气体流速和散热能力的函数和质量流量直接相关，这也是所有热式气体质量流量计的原理公式。 采用了热扩散式技术结合先进的信号线性化电路生产的质量流量计，能提供高度准确和可靠的气体质量流量测量。 这种类型的风量测量装置有以下特点： （1）用一种稳定性很高的RTD传感器代替了体积、温度、压力3种传感器，提高了测量精度及稳定性，在流量计制造过程中无需很高的机加工精度，而此精度在传统的流量计制造过程中十分关键。 （2）较宽的量程比，可高达100：1，远高于差压（6：1）、涡街（10：1），此点对于气体的贸易计量尤其有着不可比拟的优势。 （3）对气体洁净度要求不高，且便于安装及清洗维护。 （4）压力损失小，可忽略不计，对于远距离管道输送及某些要求极低管道压力损失的特殊场合特别适用。 （5）气体温度适用范围广，采用温度自补偿设计，介质温度可达400℃。

国华宁海电厂4×600MW机组锅炉磨煤机入口冷热一次风管道及流量测量装置安装如图3所示。

图3 冷、热风道入口距离及探头安装位置示意图 国华宁海电厂机组投运后，磨煤机入口一次风量测量偏差较大，导致一次风自动无法投入。

表1是浙江电力试验研究院对1号炉5台磨煤机一次风量测量装置的标定结果，标定是在磨煤机运行状态下进行的，位置选取在磨煤机出口一次风管。 表1 1号炉5台磨煤机一次风量测量装置的标定结果 由表1可以看出，各台磨煤机入口风量与实测风量相差比较大，不能满足现场要求。 经过认真分析，认为导致磨煤机一次风流量测量不准的根本原因在于磨煤机冷风与热风混合后直管段太短，导致冷热风混合不均匀，流束不稳，温度场不均，使测量不准确。

为了解决这个问题，我们在磨煤机热风管道和冷风管道分别安装了流量测量装置，并将冷风流量和热风流量分别测量并送入DCS系统内进行运算，得到了总风量。

经过浙江中试所风量标定后，磨煤机入口总风量误差完全能满足现场需要，磨煤机一次风流量自动可靠投入。

磨煤机入

3 结束语 通过锅炉二次风流量测量装置的改造和一次风流量测量方法的改进，宁海电厂锅炉二次风流量和磨煤机一次风流量可以准确可靠的测量，从而保证了机组安全稳定经济运行。