二次风量测量装置

二次风量测量装置（精选3篇）

二次风量测量装置 第1篇

锅炉送风自动调节是燃烧自动调节的基本组成部分, 送风调节系统的工作好坏, 直接影响炉膛的空气过剩系数的变化也就是排出烟气的含氧量。而送风调节技术的关键是空气流量测量。锅炉燃烧工况的经济性主要取决于风煤比是否适当, 风量太大, 烟气会带走大量热量使锅炉效率降低;风量太小, 又会使燃料因缺氧而不能完全燃烧同样会使锅炉效率降低, 所以锅炉送风量的检测对于锅炉运行的经济性有着重要的意义。它不仅能使运行人员随时监视风煤比的配合情况, 还为送风自动调节系统的投入提供必要的条件。因此对入炉空气的准确测量已摆到十分重要的位置。

大唐吕四港发电有限公司采用插入式威力巴均速管流量计来测量二次风量, 由于这种测量装置自身的缺陷, 对含尘气流的测量时, 灰尘只进不出, 极易造成感压管路堵塞, 造成所测量的风量不准确, 从而对锅炉安全稳定、经济运行造成了极大的危害。

1 二次风量测量出现的问题及原因分析

大唐吕四港发电有限公司4×660MW锅炉入口热二次风流量测量装置采用插入式威力巴均速管流量计, 安装设计为单侧热二次风道采用三只风量取样装置, 安装于锅炉左右侧热二次风母管上, 三只风量取样装置汇总至母管后向三个变送器送去差压信号。

1.1 实际的使用中发现以下的问题

随着机组投产时间增长, DCS画面二次风量曲线波动慢慢增加, 低负荷的时候, 随着挡板门的变动, 风量发生瞬间剧变, 导致DCS曲线发生瞬间剧烈波动, 锅炉二次风量调节回路解除自动, 机组送风调节无法自动运行。

每次吹扫以后, DCS曲线波动减小, 因此检修人员每过一段时间就需要对取样装置进行吹扫。而且随着机组投产时间的增长, 吹扫时间间隔越来越短, 最严重时每周就要吹扫一次。

1.2 吹扫前后的DCS曲线图对比 (图1、图2)

1.3 问题原因分析

从吹扫前后的DCS曲线对照, 我们可以看出吹扫前后的DCS曲线差别很大, 吹扫以后DCS曲线非常平缓, 波动很小, 因此我们初步分析问题的原因是由于威力巴均速管流量计测风装置自身的缺陷, 导致对含尘气流的测量时, 灰尘只进不出, 造成感压管路堵塞。为了验证, 在1号炉停炉期间, 我们进入二次热风道内部观察, 发现二次热风道内部及测风装置上积灰比较严重。

2 现在二次风量主要测量方法

目前测量二次风量的技术很多, 但归结其原理主要有两类:差压式和热式。放大型皮托管测量装置、机翼测量装置及大唐吕四港发电有限公司使用的插入式威力巴均速管流量测量装置都属于差压式, 即取差压信号计算出体积流量 (需要温度、压力补偿) 。这类装置优点是结构简单, 对加工精度要求不高, 工作稳定可靠, 在大于临界雷诺条件下工作时误差小测量精度高。这种装置的缺点是对风道布置要求高:测量点应多于两点即冷风及热风测点。对于风道分两例布置的大型机组应多于四点;测量段应为直管段, 长度要足够。这种装置压头损失约为测量值的10%。热式流量装置的原理是:气体掠过热物体表面时会带走热量, 此热量正比于气体的质量流量及热吸收特性。热式流量计在电厂应用还不是很普遍。

通过对其他电厂的调研并结合大唐吕四港发电有限公司的实际情况, 我们选用了DF-JS防堵型阵列风量测量装置。DF-JS防堵型阵列风量测量装置由于本身具备的自清灰和防堵塞功能, 它即有差压式流量测量装置的优点, 又克服了差压式流量测量装置的缺点。它可以确保长期测量的准确性, 能及时地反映各风管内风量的大小, 随时调整锅炉运行, 让锅炉始终在较经济的工况下运行, 大大提高了锅炉的自动投入率。而且防堵型阵列风量测量装置压力损失小, 节约送、引风机电量, 可取得良好的经济效应。

3 DF-JS防堵型阵列风量测量装置的工作原理特点

DF-JS防堵型阵列风量测量装置是根据ISO3966《封闭管道中流体流量的测量-采用皮托静压管的速度面积法》国际标准而设计制造, 基于S型毕托管测量原理, 测量装置安装在管道上, 其探头插入管道内, 当管道内有气流流动时, 迎风面受气流冲击, 在此处气流的动能转换成压力能, 因而迎风面管内压力较高, 其压力称为“全压”, 背风侧由于不受气流冲压, 其管内的压力为风管内的静压力, 其压力称为“静压”, 全压和静压之差称为差压, 其大小与管道内风速有关, 风速越大, 差压越大;风速小, 差压也小, 风速与差压的关系符合伯努利方程:

式中:v表示风速, 单位:m/s

k表示测量装置系数

△P表示差压, 单位:Pa

ρ表示气体密度, 单位:kg/m3

对于含尘气流, 为了解决堵塞问题, DF-JS防堵型阵列风量测量装置装设了防堵塞装置, 在垂直段内安置了清灰器, 在管道内气流的冲击下使清灰器作无规则摆动, 起到自清灰作用, 清灰器的重量及大小是经过出厂前的试验来确定的, 在风洞试验台上按照一、二次风管内设计风速的范围试验得出, 清灰器的重量与大小必须符合要求, 否则自清灰效果不理想。

发电锅炉的风管风道直管段一般比较短, 管道截面积上的流场很不均匀, 有的部位甚至有回流产生。当风道的截面积较大时, 单点测量风道内的风量是不科学的, 甚至其测量的数据无任何意义。DF-JS防堵型阵列风量测量装置采用等截面阵列布置多个测点的方法, 测得同截面的平均速度, 采用的选点方法为ISO3966《封闭管道中流体流量的测量-采用皮托静压管的速度面积法》和ISO 7145:1982《圆形截面封闭管道中流体流量的测定-在截面的一点上测量速度的方法》国际标准中规定的等面积法。对于各种形状的风道, 可根据现场实际情况确定所需测点的数量、测量装置的数量和布置方式等。

4 大唐吕四港发电有限公司二次风量测量装置改造实施方案

等截面阵列布置36个测点, 测得同截面的平均速度, 是为了确保准确测量风量, 将32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, 接至正负压母管, 再由母管引出3组正、负压信号至差压变送器。测量探头布置方式示意图见图 (图3) 。

5 结束语

大唐吕四港发电有限公司1#锅炉采用了DF-JS防堵型阵列风量测量装置, 大大提高了锅炉安全稳定、经济运行能力。DF-JS防堵型阵列风量测量装置由于采用了网格多点测量原理且具有自动清除灰尘的能力, 也免去了大量的维护工作量。

总之, DF-JS防堵型阵列风量测量装置功能特点:

(1) 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的功能, 不需要外加任何压缩气体进行吹扫, 完全可以做到长期运行免维护。

(2) 风量测量装置性能稳定, 调节线性好。

(3) 由于电站锅炉一、二次风量及制粉通风量总管直管段安装条件在许多场合无法满足, 而且风道截面大, 流速在截面上容易分布不均匀, 为了确保测量精度, 可以将多个风量测量探头进行等截面多点布置, 然后将各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, 这样的组合风量测量装置对风道的直管段没有太多要求, 一般只要求直管段长度不小于管道的当量直径即可。

二次风量测量装置 第2篇

关键词：二次风量测量自清灰防堵装置自动投入率

0引言

某电厂3×300MW机组锅炉采用是由东方锅炉厂有限责任公司设计生产的亚临界参数中间再热自然循环锅炉，型号为DCl025／17.4-114，单炉膛、“W”火焰燃烧方式。制粉系统采用正压直吹式制粉系统，每台锅炉配置3台BBD4062型双进双出钢球磨煤机。该厂4号机组于2006年10月3日投产，该锅炉二次风量主要参与的保护和自动有：二次风量与一次风量的和构成总风量。总风量低于30％触发锅炉MFT；二次风量参与送风自动调节。锅炉安装时采用阿牛巴测风装置，由于测量结果不稳定，导致锅炉不能燃烧自动，且总风量因为二次风量突变而发生改变造成多次机组非停。

1概述

由于测风元件(机翼、文丘里管、笛形管、背靠背管、阿牛巴管等)全压口迎着气流，气体中的粉尘就会长驱直入这孔径很小的全压口，同时，由于气体及粉尘与测风元件发生摩擦，产生静电，使粉尘粘结在全压口和负压口，因此即使测量一般未经过滤的空气(如回转式空预器后的热空气)测风元件使用时间长了也会堵塞，若是测量气粉混合物(如磨机出口，给粉机出口一次风压等)的测风元件更易堵塞，这种堵塞发生在测风元件内部，只能用压缩空气定时吹扫的办法加以解决。目前许多电厂锅炉的一、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、阿牛巴或威力巴測量装置。然而，由于制粉系统布置空间限制，测风装置所处的位置气流不稳定，流场冷热态差别大，热态时不同工况的流场差别也大，进而影口自到测量的准确性：另外测量装置其灰尘只进不出，容易堵塞，测量一次元件堵塞问题始终未能得到解决，使得热工维护工作量很大，而且有的测风装置压力损失也较大。

2电厂锅炉增设自清灰防堵型风量测量装置的原因

大量运行实践表明：锅炉一、二、三次风风量匹配合理，燃烧工况就会明显改善。对锅炉进行燃烧优化调整，概括起来就是就是将一、二、三次风量根据锅炉负荷和不同的煤种进行合理的调节，风量调节好了，锅炉燃烧状况必将明显改善，效率也将显著提高。目前有些测风装置因自身的缺陷，对含尘气流测量时，灰尘只进不出，造成取压管路堵塞，再加上锅炉启、停炉时，冷、热态的变化，所形成的水汽与测风装置感压管路中的灰尘会形成硬块，很难清除，造成所测量的风量不准确。

该电厂二次风量测量中出现的问题有：①容易堵塞，随着机组投产时间增长，吹扫间隔越来越短，至少每周要吹扫一次；②低负荷时，风量测量不稳定也不准确。因为二次风量的问题，电厂送风自动被迫解除，从而影响整个燃烧系统。通过对其他电厂的调研并结合本厂实际情况，该厂选用了自清灰防堵型风量测量装置，对4号炉二次风测量装置进行改造。该装置由于本身具备的自清灰和防堵塞功能，可以确保长期测量的准确性，大大提高了锅炉的自动投入率，能及时地反映各风管内风量的大小，随时调整锅炉运行，让锅炉始终在较经济的工况下运行，自投运以来，取得了良好的经济效益。

3自清灰防堵型风量测量装置一次测量元件原理

自清灰风量测量装置是基于靠背测量原理，测量装置安装在管道上，其探头插入管内，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，因而迎面管内压力较高，其压力称为“全压”，背风侧由于不受气流冲压，其管内的压力为风管内的静压力，其压力称为“静压”，全压和静压之差称为差压，其大小与管内风速有关，风速越大，差压越大：风速小，差压也小，因此，只有测量出差压的大小，再找出差压与风速的对应关系，就能正确地测出管内风量。

为了解决堵塞问题，一次测量元件上增设了自清灰装置，首先在垂直段内悬挂了清灰棒，该棒在管内气流的冲击下作无规则摆动，起到自清灰作用。其次，设计时与垂直管段连接了一根斜管，斜管与垂直管内间有节流孔，引压管是从斜管中部引出，斜管起到二次沉灰作用。

由于风道截面比较大，直管道段比较短，仅一个测量点是不够的，为了能够准确测量风道流过的风量，自清灰防堵型风量测量装置采用了风道截面上布置多个测点的测量方式，即依据测量原理，根据各风道截面尺寸的大小、直管段长短等其他因素来确定测量的点数，然后将许多个测量点等面积有机地组装在一起，正压侧与正压侧相连，负压侧与负压侧相连，正、负压侧各引出一根总的引压管，分别与差压变送器的正、负端相连，测得截面的平均速度。如图所示：

4自清灰防堵型风量测量装置的功能特点

4.1防堵塞。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的功能，不需要外加任何压缩气体进行吹扫，完全可以做到长期运行免维护。

4.2性能稳定、调节线性好。

4 3适应各种现场安装环境。由于电厂锅炉一、二次风总管直管段安装条件在许多场合无法满足，而且风道截面大，流速在截面上容易分布不均匀，为了确保测量精度，可以将多个风量测量探头进行等截面多点布置，然后将各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，这样的组合风速测量装置对风道的直管段没有太多要求。

4.4节能。采用插入式布置，对于整个大风道来说，组合风速测量装置的挡风面积几乎可以忽略不计，因此，其对整个风道流体的压力损失几乎没有，节能效果十分显著，且安装方便。

5自清灰防堵型风量测量装置安装方式及校验方法

5.1在直管段上按照前100％后20％的原则确定安装位置，在距离风量测量装置500mm-1000mm的位置加装置校验接口。安装时.①在确定的位置开孔，开孔尺寸宣稍大于装置尺寸；②将装置所配法兰按气体流动方向焊接在开孔位置，确保无泄漏，注意装置与风道应同心；③将标准螺纹接头连接取压管，连接变送器及信号线缆。

5.2校验时：①按规定启动空预器、引送风机等锅炉辅机设备；②依次调整各风门和档板开度，保持炉膛负压在允许范围内；③保持运行工况稳定，开始测试，同时记录操作员站相关数据：④分别调整风量至100％、75％和50％，待稳定后继续测试；⑤将试验数据计算处理，给DCS提供数学公式，修改DCS参数设置。

6自清灰防堵型风量测量装置计算的数学运算公式

风量计算的数学运算模型的公式为：

Q=K*A*f(I，T)=K*A*f(△P，T)(m3／h)*

式中：

K、K’为风量装置的出厂运算校正系数；

A为风量测量装置安装处的面积

T为风速(量)所对应的风温，单位℃；

AP为风量测量装置输出差压，单位Pa；

I为差压变送器输出的4-20mA电流采样输入值，单位mA。

风量Q的单位可以分别为m³／h，t，h或Nm³／h

7应用情况

7.1某电厂4号锅炉二次风量采用自清灰防堵型风量测量装置，由于测量较准确，再没发生过总风量低导致锅炉MFT，测量装置也从未堵过，减少了大量的维护工作量，而且从烟气含氧量数据来看，也提高了锅炉燃烧的稳定性。

热电厂送风风量测量装置技术改造 第3篇

近几年随着电厂热工自动化水平的不断提高, 风量测量对于自动化投入率的重要性也越来越大。风量测量的准确性对于锅炉稳定燃烧, 提高锅炉效率, 有着重要的影响。但是迄今为止, 大型电站仍存在风量测量比较困难、测量的准确度比较低、流量计的通用性差等问题。引起这些问题的原因, 主要和电厂中送风系统的特点有关:1) 被测量介质流动状态。由于流体的物性和管道布置的不同, 会影响到流体的流动状态, 诸如旋转流和脉动流、层流和紊流、流动是否达到充分发展等等。2) 被测量介质管路布局的复杂性。管道圆截面与非圆截面、直与弯的区别、风道内部布置各种加强支撑等部件。这些因素都会影响流动状态和流速分布, 使流量测量复杂化。这些因素要求必须针对被测对象的实际情况选择合适的流量计。3) 送风风道本身的特性所决定。送风风道的截面积一般都会比较庞大, 一般都不会少于50005500mm。这样就造成了现场风道直管段太短, 无法满足常规风量测量装置对于安装前后直管段距离的最低要求。安装一般按照满足前5D后2D的原则, 那么直管段就不能少于35米, 这显然已经远远超出锅炉的风道范围了。

所以电站锅炉的送风风量测量起来是比较困难的, 而常规的风量测量装置已经不能满足现有的实际情况和安装条件了, 这就必须要求我们需要采用更优秀的、更适合电站锅炉风量测量特点的新型风量测量装置。

2 常用风量测量装置的比较

就测量原理上一般可以分为:差压式、热扩散式、微波式这么几种, 其中差压式应用最为广泛。差压式又包括了:匀速管、机翼式、孔板式、各种巴类、多点式和等截面。下面就这几种常用的测量装置进行比较。

2.1 对直管道的要求

在同等条件下直径为500mm, 精确度达到1%时的直管段条件。

依照上表可以很明显的看出, 等截面多点式风量测量装置对于安装的直管段要求最小。如果在测量装置前加装了整流设备, 那么几乎不需要多余的直管段了。等截面多点式风量测量装置是根据风道大小采用速度面积法, 将测量流速的截面分割成若干小的单元面积, 通过测量每个单元面积的流速, 然后经过计算、汇总获得总的流量。安装在整个风道中。具有测量准确度高, 稳定性好, 调节线性好, 免维护的特点。

2.2 经济性

由于电厂是经营性单位, 这就不能不考虑经济型指标了。

从设备采购成本上考虑。首先阿牛巴和匀速管风量测量装置的放大作用不大, 在测量低速、高温的气体流量时, 输出差压很低, 只有十几个、几十个帕。这就要求必须采用精度等级高, 价格昂贵的微压 (差压) 变送器与之配套使用, 增加了设备的采购成本。而机翼和等截面多点式风量测量装置有着较明显的放大作用, 采用普通型差压变送器即可, 减少了设备的采购成本。从节电率上考虑。送风机电机在电站设备中功率仅次于给水泵和引风机电机, 是个不折不扣的耗电大户。机翼型测量装置虽然有动压放大作用, 但压损较大, 通流面积收缩比达50%以上, 阻力相当大。它是以减少有通面积、增大压力损失做代价的。要通过锅炉所需要的风量, 由于阻力增加, 势必要提高送风机压头, 增加送风机的电量损耗。而阿牛巴、匀速管和等截面多点式测量装置由于结构简单、通流面积大, 压损较小。可以减少送风机的电量损耗。按照发电机组6000小时计算, 单单是送风机电耗就可节约几十万元。从安全性上考虑。由于差压式测量装置必须通过检测孔进行流量测量, 只要流体中有固体颗粒、粉尘、凝析物等, 堵塞就难以避免。由于电站锅炉有送风总风量<30%, MFT动作导致停炉的热工保护。极易出现因测量装置故障而引起停机停炉, 有着重大的安全隐患。这就要求需要经常使用压缩空气进行反吹扫, 并且反吹之前要办理退出相应保护的工作票, 给运行操作及检修人员造成了较大的麻烦。等截面多点式测量装置本身具有自清洁功能, 无需经常进行反吹扫。所以等截面多点式风量测量装置即满足安装工艺要求, 又具备了经济型和安全性。非常适合我厂的送风风量测量装置的改造要求。

3 选型制作及试验

经过对现有风量测量装置的特点结合我厂的实际情况, 与河南省电力试验研究院合作参考横截面和阵列式流量计, 取其优点进行自己出图、标定、加工。与其他流量计相比, 等截面多点式测量装置最突出的优点是对直管段的要求比较低, 针对现场没有足够的直管段, 而造成管道流速的不确定性, 把截面按照一定规律, 分成许多等份的小面积单元, 各个小面积单元的流速是不一样的, 对每个平分的小面积单元的流速进行测量后, 在将其求平均值, 从而能实现准确测量。目前, 在完全没有直管段的情况下, 采用这种流量计不失为一种较好的测量方式。

4 总结