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1、宁海电厂一次风量测量装置的改造 李汝萍 1 刘卫国2 黄 河2 李 宏2 (1 浙江省电力试验研究院 浙江 杭州；2 国华宁海电厂设备部 浙江 宁波) 【摘 要】针对宁海电厂制粉系统一次风量测量不准的问题，进行了原因分析、试验和改造， 提出了一种合理的解决方法。 【关键词】一次风道 测风元件 改造 风量标定 随着电站锅炉自动化程度越来越高，准确测量锅炉各部风量，可靠、稳定地投入电厂自动，对 电厂的安全生产运行、节能降耗具有重要意义。大型的火力发电厂的风量测量，尤其是一次风量的 测量，存在着较大的偏差，如何解决这些问题，成为电厂面临的难题。以国华宁海电厂为例，经过 多次试验和改造，最终较好地解决
2、了该机组磨煤机入口冷热风混合不均和风量测量不准的难题。 1 一次风道介绍 宁海电厂为新建电厂，强制循环四角切圆燃烧锅炉，配置了六台 HP- 983 型中速磨煤机。磨煤机 入口一次风道设计结构见图 1 所示。 冷一次风道垂直插入水平的热风道，垂直进入的冷风与热风混和后形成混风进入磨煤机。设计 的混风道内装有的一次风测速元件为热扩散式质量流量计。 在机组启动之初，发现运行中显示的一次风量偏小，随调节挡板开度的增大，一次风量并非始 终呈递增之势，在调节挡板的部分开度区域，风量的变化是反向的，给运行操作和一次风自动的调 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 试与投入带来了
3、困难。 2 原因分析 针对上述问题，结合别的电厂的经验，初步分析原因有以下两条： 1）两个流量测点布置在短短 4.5 米的水平风道上，冷风道从混风道的上方沿垂直于混风道的方 向插入混风道，使混风挡板后的风道内流场同时受着冷风在切入点处的直角弯头、热风调节挡板、 冷风调节挡板的开度的影响。 2）混风道的截面积较大，仅仅安装有两点热扩散测量装置，在不稳定、不均匀的流场内，其输 出的风量必然大大失真。 2.1 风量测量装置的标定原理 由于热扩散流量测量装置（FCI）受温度影响较大，而混风温度温度时间较长，因此在#炉大 修中测量装置从混风道移至热风道，同时在 A、C、F 磨混风道上增加了差压流量计。热
4、风道的两点 热扩散流量计测得热风流量，换算公式如下： L混L热*（t热t冷）/（t混t冷）(1) 式中：L混混风道流量， Tt L热热风道流量， Tt t热一热风道温度， t冷一热风道温度， 在试验中发现，在冷风挡板调节时，风量出现反向的现象。试验如下图： PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 试验时保持热风门不变，将冷风门关闭 15%，磨煤机进口风压略有下降，差压式流量计读数基 本不变，但热扩散流量计读数反而上升，随后又在温度的修正下下降；当将冷风门再打开时，热扩 散流量计读数反而下降，随后又在温度的修正下上升，最后趋于平稳。为何会出现这种现象呢？我 们分析这与
5、风道的结构有关。前面已介绍，冷风道是垂直插入热风道的，当冷风门关小时，热风阻 力突然减小，瞬间有个风量增大的过程，热扩散式流量计就反映了这个过程，随后温度修正起了作 用，风量恢复正常(温度修正见公式)；反之亦然，当冷风门开大时，热风阻力突然增加，瞬间有个 风量减小的过程。但差压式流量计的读数仅与混风风压有关系，因此，随着风门开度的变化，风压 能够较快的达到稳定值。由此看来，热扩散式流量计的稳定要受到两个因素的影响，风量显示要显 得滞后，反应要较缓慢，在开始时还有一个反向的过程。 2.2 差压式流量计 差压式流量计测量按以下公式计算： )273( )101325( 3005. 0 t Pxp k
6、SQ + + = (2) 式中：Q 为混风风量；S 为磨煤机入口风道面积；P 为差压式流量计一次元件测得的差压；Px 为磨煤机入口静压；为混风温度；K 为标定系数。 磨煤机出口预留试验用测速管，用仪器测得一次风实际流量，再由差压计测得差压，根据公式 便可计算出 K 值。 经过多个试验工况，取 K 是平均值，代入式根据差压流量计测得的差压经过式的计算，便 可在 CRT 上显示出当前一次风的流量。 对#3 炉已安装好的差压式流量计，进行了流量变化的试验。由于#3 炉的流量测点安装的位置较 好，流量变化跟随较好，稳定速度较快，并且流量的变化不受混风温度的影响，仅与风压的变化有 关，比较稳定、可靠。
7、3 流量测速装置的改进 针对上述情况，对#2 机组的一次风量测量装置进行了全面的改造。将热扩散式流量计（FCI） 全部更换为差压式流量计；在#3 炉小修时将#2 炉拆除的 FCI 分别安装至#3 炉的 B、D、E、F 磨的 冷风道、热风道，这样，#3 炉的 A、C、F 磨一次风量由差压式测量装置测定，B、D、E 磨一次风 量由由冷、热风量（FCI）测得后相加而成，F 磨同时安装了差压式流量计及 FCI 测速装置做比对。 FCI 装置对于温度不变的风道测量反应较灵敏，对于在混风风道的测量易受混风温度变化的影 响而测量不准。#3 炉 B、D、E、F 磨就是考虑了 FCI 的这种测量特性，在冷、热风
8、道上各安装了 FCI 的测量装置，因 FCI 测量装置已包含温度修正，总风量为冷热风相加。既利用了 FCI 的灵敏性，又 避免了混风温度对它的影响。但 FCI 的安装位置也有要求，须尽量安装在直管段较长的位置，这有 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 利于风量的稳定和保证测量的准确性。试验结果表明，按照这种方式测量的风量较准确，风量的测 量响应速度较快。 对于#3 炉的 A、C、F 的差压式流量计，由于风量的测量主要和风压有关，温度影响不大，较 FCI 在灵敏度方面稍差，但稳定性较好，测量也较准确。#2 炉采用的也是差压式流量计。在试验中 可以看出，测量的数据较
9、稳定，结果也较准确。但#2 炉的差压式流量计的安装位置靠前，如图示： 由于安装位置混风的直段太短，#2 炉的风量测量易受混风不均匀风压不稳定的影响，因此#2 炉 的风量测量装置有待改进。 4 结语 热扩散式流量计对风量变化反应灵敏，反应速度快，差压式流量计的测量主要受风压的影响， 对于风量的微小变化，由于风压的变化很小，就不如热扩散式流量计反应灵敏，但由于不受温度影 响，因此在混风道中不会因为混风温度不均匀而导致测量不准。 这在下面的扰动试验中也可看出： #3 炉 D 磨的风量扰动试验图： （热扩散式流量计） PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 #3 炉 C 磨
10、扰动试验图（差压式流量计） #3 炉无论是差压式流量计还是热扩散式流量计的改造均较好地反映了磨煤机的真实风量。对冷 热风门开度的变化均能正确地反映到风量上，反应速度较快。冷热风道上均安装热热扩散流量计的 测量方式，能够扬长避短，比单纯用差压式流量计更符合自动化投入的品质要求。由于#2 炉流量计 安装位置靠进冷一次风道，风量变化的反应速度较慢，混风风压的稳定时间较长，安装位置改进后 会测量准确。 参考文献： 1 中华人民共和国机械电子工业部 GB10184- 88 电站锅炉性能试验规程，1998 2直吹式制粉系统有一次风煤粉浓度和风速测量方法的研究韩小岗 魏坤 能源研究与利用 2008 3直吹式制粉系统冷热风道和一次风测量方法的改进张书谨 陈桦 浙江电力 2005 作者简介： 李汝萍：1965 年 3 月出生，女，浙江衢州人，高级工程师，主要从事锅炉专业技术工作。 （ 13858031771） PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建