一种防堵风量测量装置在电厂的成功应用.doc

一种防堵风量测量装置在电厂的成功应用 （南京朗坤软件有限公司，江苏 南京 210013） 摘要：本文分析了LiFT型自清灰等截面多点风量测量装置的技术原理及系统组成，介绍了华能淮阴发电厂空预器出口二次风风量测量装置的改造方案，阐述了该测量装置在气固两相流中应用的突出优势，以及二次风风量长期稳定测量在锅炉优化调整中的作用。 关键词：二次风量测量；自清灰；等截面多点；防堵 在火力发电厂中，实现锅炉燃烧优化控制是提高锅炉燃烧效率、降低煤耗、减少烟气排放的有效措施，因此作为锅炉燃烧优化调整重要参数的二次风量，对测量的稳定性和准确性有很高的要求。 华能淮阴发电厂始建于1956年，采用的中间再热iFT型自清灰等截面多点风量测量装置（以下简称“LiFT型风量测量装置”），该测量装置具备本质防堵功能，实现了二次风量的长期稳定准确测量，为锅炉燃烧调整提供了可靠的依据。 1 LiFT型风量测量装置的技术原理及系统组成 1.1 测量原理 LiFT型风量测量装置基于差压测量原理，采用靠背管方式，其原理图如图1（以单点为例），测量装置安装在管道上，取压探头插入管内，当管内有气流流动时，迎风面受气流冲击，在此处气流的动能转换成压力能，因而迎风面取压管内压力较高，其压力称为“总压”，背风侧由于不受气流冲压，取压管内的压力为风管内的静压力，其压力称为“静压”，总压和静压之差称为动压，根据伯努利方程可知，当流体速度发生变化时，有以下等式存在（忽略项和压力损失项）： （1） 其中：－静压取压管取得的静压 －管道风速 －总压取压管取得的总压 －总压取压管内风速 ―流体密度(Kg/m3)。 采用靠背管测量方式，测量装置密封良好时，稳定状态下等于零，公式简化如下： （2） 由（2）式可知，管道风速与动压的平方根成正比，因此，只要测量出动压的大小，就能相应地测出管道风速，在此基础上，通过与标定系数和管道截面积的计算可以得到管道风量。 1.2 数学模型 综合考虑压力、温度、标定系数和管道截面积等因素后，LiFT型风量测量装置的流量计算数学模型如下： ； （3） 　； （4） 其中：―为测量装置总流量系数； ―质量流量（T/H）； ―体积流量（Km3/H）； ―风量测量装置输出差压(KPa)； ―运行工况下流体温度（℃）； ―运行工况下流体压力(KPa)； ―运行工况下流体密度(Kg/m3)。 1.3 系统组成 风量监测系统由测量装置、微差压变送器、DCS或监测主机组成，结构如下： 测量装置取得的总压和静压通过各自的引压管与微差压变送器连接，微差压变送器输出的4～20mA信号由DCS接收，通过组态好的公式计算后输出到监控画面显示，并由DCS逻辑实现调节、保护、联锁等功能。 2改造方案 2.1改造对象 改造对象为#3机组空预器出口甲乙侧二次风道的两套风量测量装置，技术参数如下： 测量对象 空预器出口二次风量 安装方式 插入式 流体类型 热风 工作压力 1.2 KPa（表压） 工作温度 350 ℃ 常用流量 0～484574 Kg/H 流体密度 0.566 Kg/m3 管道 内径 2992×3592 mm 外径 3000×3600 mm 材质 Q235-A 2.2存在问题 #3机组空预器出口二次风道原测量装置投运后存在以下问题： 1、堵塞现象严重。含尘气流流量的长期稳定测量，必须解决测量装置堵塞问题。差压流量测量方法的关键是取压部分，目前在锅炉风量测量中应用的有机翼式、文丘里式、笛型管式等，其中文丘里式又可分为普通文丘里、双文丘里、多喉径等，笛型管式又可分为阿牛巴、威力巴、超力巴、德尔塔巴等，尽管外形各有不同，但取压孔除分布位置和数量外基本类似，如图3所示： 从图中可以看出，威力巴和机翼的取压孔方向与流向水平，当含尘气流流经测量装置时，由于惯性以及蠕动作用，粉尘会进入取压孔并逐渐造成堵塞。多喉径和双文丘里的取压孔方向与流向垂直，可以减少粉尘进入，但由于气流速度变化引起压差变化，气体在取压孔根部波动，使粉尘在取压口附近积聚而导致堵塞。 在使用过程中，测量装置频繁堵塞，造成风量信号波动，必须经常借助反吹手段才能维持运行。 2、测量精度不高。原测量装置单点取压，示意图如图4。单点取压方式要求测量截面上存在稳定的平均流速点，即对流场的稳定性要求较高，二次风道尺寸大，有效的直管段短，且内部布置了大量的加强筋和支撑架，导致流场中存在漩涡、奇变、湍流等现场，单点取压方式难以保证测量精度。 2.3 改造方案 利用#3机组C修停炉机会，在空预器出口甲