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1、全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 585 320MW 机组锅炉直吹式制粉系统 一次风量测量装置的改造 方兴国 1 吴志祥2 （1 安庆电厂安监部 安徽安庆 246008；2 上海电力学院 上海 200000） 【摘 要】 电站锅炉一、二次风风量及制粉通风量测量一般采用传统的机翼型测风装置，由于被测量对象为 含尘气流、且测风装置所处的位置没有足够的直管段，测量结果不稳定、不准确，影响锅炉自动投入率。通过市场 调研与反复比较，选择了文丘里风量测量装置，在安庆电厂 2 号锅炉直吹式制粉系统的进行了相应的改造，测试结 果稳定准确，取得了明显的改造效果。 【关键词】
2、机翼型风量测量装置 文丘里风量测量装置 改造 1 概述 安徽安庆皖江发电公司（简称安庆电厂）#2 机组，容量为 320MW，锅炉采用是由上海锅炉厂有 限责任公司生产的炉型为 SG-1036/17.44-M865，采用 型布置，单炉膛、低 NOX 轴向旋流燃烧器 四角切圆燃烧方式。 设计煤种为安徽淮南烟煤。 锅炉采用正压直吹式制粉系统， 共配置了五台 HP-843 型中速磨，燃烧器设五层煤粉喷嘴自下而上（A、B、C、D、E 层） 。 安庆电厂#2 机组于 2005 年上半年投产，每台磨煤机入口冷热混合一次风设置了一个一次风量 测量装置，原设计为传统的机翼型风量测量装置，三台差压变送器取自一套机翼
3、型风量测量装置， 约每两天需要对正负压测量管路进行一次吹扫以疏通管道，而且频繁出现因测量管路堵塞导致 DCS 采集一次风量低而发生磨煤机跳闸事件，影响公司安全生产及经济运行。 2 分析 由于制粉系统布置空间限制，制粉系统热冷风管道没有足够的直管段，测量装置所处的位置， 其气流不稳定，流场冷热态差别大，热态时不同工况的流场差别也大，进而影响到热冷风测量的准 确性；另外测量装置中由于一次风灰尘含量较大，机翼型的测风装置其灰尘只进不出，容易堵塞， 测量一次元件堵塞问题是相对比较严重的，而且有的测量装置压力损失也较大。 3 改造方案 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热
4、控 586 文丘里测量装置 文丘里测量装置 风道 风向 - + 图一 CYW2 型文丘里组合风量测量装置在垂直管道布置示意图 3.1 为解决节能问题，拆除现有的机翼型风量测量装置。由于机翼型风量测量装置靠收缩较大通风 截面来形成差压进行测量，这样，只有增加风道压力才能通过相同的风量，而增加压力只有增加一 次风机的电流，这样，不但增加一次风机的电耗，还加大了空预器的漏风。 3.2 为解决堵塞和测量准确性问题，加装 CYW2 型文丘里组合风量测量装置。由于测量装置只能 安装在垂直管段，一次风道尺寸为 10001100mm，截面较大，因此采用在每个风道截面上对称布置 2 套 CYW2 型文丘里风量测
5、量装置，将测量装置的正压与正压、负压与负压相互连接，最终引出一 组信号到变送器，这样既解决了堵塞问题，还保证了测量的准确性。 4 CYW2 型文丘里风量测量装置 4.1 装置原理 CYW2 型文丘里风量测量装置采用如下图所示的结构，为了解决堵塞问题，增设了自动清灰装 置。 正压引出 负压引出 + - 清灰装置 风道壁 测量主体 图二 CWY-2 型文丘里风量测量装置的测量原理图 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 587 风量计算公式： QV=AK (273)Pt+ （m3/h） 式中： QV工作状况下的气体容积流量 m 3/h； A 风道流通面积 m 3；
6、 K 包括流量系数、可膨胀线系数、几何修正系数、流进流出系数在内的总系数； P装置输出的差压 Pa： t 介质温度。 4.2 装置特点 （1）放堵塞 彻底解决了含尘气流风量测量装置的信号堵塞问题，风量测量装置本身具有利用流体动能进行 自清灰防堵塞得功能，不需要外加任何压缩气体进行吹扫，无论气体含尘浓度多大，完全可以做到 长期运行免维护： （2）测量精度高 采用双翼型文丘里组合结构，差压放大倍数大，风量测量装置产生的差压本身管内气流动压的 520 倍，测量精度高； （3）节能效果好 采用插入式布置，对于整个大风道来说，组合风测量装置的挡风面积几乎可以忽略不计，对 整个风道流体的压力损失几乎没有，
7、相对于传统机翼型测量装置节能效果明显。 5 装置的标定 5.1 概述 2007 年 4 月， 安庆电厂#2 机组一次风量测量装置改装由南京某科技有限公司和南京某大学联合 生产的 CYW2 型文丘里组合风量测量装置，计 5 套，为了能准确的反映实际风量，在机组启动前进 行了标定。 5.2 标定方法 在锅炉冷态空气动力场试验时，首先按设计对风量测量装置的流量系数 K 进行预置，并按风量 相对应的数学计算模型在 DCS 中组态并显示出所对应的风量值。根据 JJG64094差压式流量计检 定规程规定及有关测试方法进行标定，采用网络法，用标准毕托管或者标准测试仪器对每台磨煤 机出口的 4 根一次风管内的
8、流量进行等截面多点实测，读出各点对应的实际差压，算出每根风管内 的流量，4 根风管的流量总和即为通过该磨煤机的质量，从而通过计算得出各装置所对应的修正系 数和最终流量系数输入值 K。 5.3 标定仪表 （1）标准测量仪器 1 只，其标准流量系数 Kb=0.798，用于测量风道内气体动压。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 588 （2）U 型管差压计 1 只。用于测量风道内气体动压。 （3）压力表和温度计（利用 DCS 系统内的相关表计，用于测量风道内气体的压力和温度。 5.4 标定主要参数的测量和计算 （1）风道内空气平均流速 风道内气体平均流速用毕托管
9、或者标准差压测量仪器来进行测量，风道内同一截面上的平均气 流速度 v 用以下公式计算： V=Kb2/P （m/s） 式中：P为风道内气体动压的平均值，单位 Pa，其计算公式如下： 12PPPn P n + = 其中：P1、P2Pn 为各测点的动压值，N 为所测量的点数 n 为所测量的点数； Kb为标准测量仪器流量系数； 为风道内空气密度，其计算公式如下： =1.293 101325273 101325273 Px t + + （kg/m3） 其中： Px 为风道内空气压力，单位 Pa t 为风道内空气温度，单位 （2）风道内空气流量 风道内空气流量分质量流量（G）计算公式： G=VA3600k
10、g/h 式中： V 为风道内空气平均流速，单位 m/s A 为风道截面面积，单位 m 2； 为风道内空气密度，单位 kg/m3； 5.5 风量计算数学模型 由于原#2 机组 DCS 组态中采用的风量单位为 t/h，因此确定风量测量装置风量数学模型如下： G=0.3005KA (101325) 273 PPx t + + （t/h） 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 589 式中： G被测气体质量流量，单位 t/h； K风量测量装置流量系数； A为风道截面面积，单位 m2； P风量测量装置输出差压，单位 Pa； Px风道内空气压力，单位 Pa； t风道内空气
11、温度，单位。 5.6 标定数据及参数设置 （1）标定原始数据 由于各台磨煤机入口一次风量等于出口四根一次风管总风量，为了标定参数方便，采用在磨煤 机出口四根一次风管道上测量动压的方法进行标定。 （表中数据位实测动压值 Pa， 其中 A14， 、 B1 4、C14、D14、E14 表示 AE 磨出口四根一次风管） A 磨煤机出口 A1 A2 A3 A4 工况 1 无流量 250 280 260 工况 2 无流量 620 680 610 B 磨煤机出口 B1 B2 B3 B4 工况 1 60 50 50 60 工况 2 270 260 180 260 C 磨煤机出口 C1 C2 C3 C4 工况
12、1 50 50 70 70 工况 2 390 330 360 360 D 磨煤机出口 D1 D2 D3 D4 工况 1 110 100 120 90 工况 2 320 320 320 320 E 磨煤机出口 E1 E2 E3 E4 工况 1 100 110 120 120 工况 2 510 480 580 520 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 热控 590 （2）标定结果 工况 1 工况 2 序 号 测点名称 实测风量 （t/h） DCS 显示 风量 （t/h） 修正系数实测风量 （t/h） DCS显示风 量（t/h） 修正系数 平均修 正系数 1 A 磨一
13、次风量 47.62 44.34 1.074 68.85 63.13 1.126 1.100 2 B 磨一次风量 27.20 26.2 1.038 56.51 59.28 0.953 0.996 3 C 磨一次风量 28.13 28.1 1.001 69.03 57.70 1.196 1.098 4 D 磨一次风量 37.26 36.75 1.014 65.13 60.47 1.017 1.016 5 E 磨一次风量 38.59 28.5 1.354 83.18 60.78 1.369 1.361 （3）参数设置 序号 测点名称 预置流量系数 K 平均修正系数 最终流量系数 K 1 A 磨一次风
14、量 1.039 1.100 1.143 2 B 磨一次风量 0.900 0.996 0.896 3 C 磨一次风量 0.807 1.098 0.886 4 D 磨一次风量 1.150 1.016 1.168 5 E 磨一次风量 0.800 1.361 1.089 6 结束语 6.1 安庆电厂#2 机组磨煤机入口一次风测量系统改造完全达到了预期目标，比较准确地实现一次 风量控制及保护功能。 6.2 FLCWY-2 型文丘里风量测量装置具备的自清灰和防堵塞功能，装置性能可靠，调节线性好，风 量显示稳定。 6.3 建议在直吹式制粉系统的一次风量测量方面大力推广使用 CWY-2 型文丘里风量测量装置。
15、 参考文献： 1 于希宁 刘红军 自动控制原理 M 中国电力出版社，2001 年 7 月 2 边立秀 周俊霞 赵劲松 杨建蒙 热工控制系统 M 中国电力出版社，2001 年 1 月 3 梁志明 CWY-2 型文丘里风量测量装置说明书 作者简介： 方兴国（1975 年出生） ，男，合肥工业大学电厂热能动力专业本科毕业，工学学士学位，工程师，现任安庆电厂 安监部主任，曾从事电厂热控技术管理工作，现从事电厂安全管理工作。 吴志祥，男，1978 年 9 月出生，上海电力学院硕士在读，长期从事电厂汽轮机设备管理，中级职称。 【联系电话】 ： 13966908923，05565425221 【电子邮箱】 ： wuzhixiang770924QQ.com， 【注】 ：本人联系地址：安徽安庆迎江区皖江北路 1 号安庆电厂技术部 吴志祥收 邮政编码：246008