（铜山华润电力有限公司，江苏徐州 221000）
摘要：铜山华润电力有限公司#5、6机组目前煤粉细度测量为传统人工取样化验，周期过长，无法为磨煤机工况调整提供实时连续依据，从而不利于控制磨煤机单耗及锅炉燃烧优化，进而影响锅炉效率。根据国家节能降耗的相关政策要求，结合机组的实际状况，对#5、6机组安装煤粉细度在线测量系统进行了选型及初步应用，以达到精确测量煤粉细度并反映趋势，为磨煤机工况调整提供准确依据，优化锅炉燃烧，从而实现机组安全稳定经济运行的目的。
关键词：煤粉细度 在线测量
1 系统概述
铜山华润电力有限公司#5、6锅炉为超超临界压力参数、变压运行、螺旋管圈直流锅炉，锅炉型号为SG-3044/27.46-M535，采用单炉膛塔式布置形式、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊构造、露天布置。锅炉燃用设计煤种为神府东胜煤，校核煤种为大同煤。采用6台ZGM133中速辊式磨煤机、正压直吹式制粉系统，5用1备。
磨煤机设备参数
#5、6锅炉目前煤粉细度测量方法是在煤粉管路设置取样口，采用传统人工取样再送至检验中心进行化验并编制煤粉细度统计表，每月一次。取样周期长，人工取样煤粉细度测量结果误差大，趋势反映滞后，基本无代表性且无法实现在线连续测量，无法为磨煤机的碾磨出力、通风出力、旋转分离器转速的及时调整提供实时连续的数据，从而不利于控制磨煤机单耗和锅炉燃烧优化，进而影响锅炉效率。
根据国家可持续发展战略及对节能降耗和安全生产的相关政策要求，考虑到目前机组的实际状况，2013年10月和2014年4月对#5、#6机组各选取一台磨煤机进行煤粉细度在线监测系统技术改造的试用。
2煤粉细度在线测量系统改造方案
2.1 改造目标
通过煤粉细度在线测量系统，提供实时在线的准确煤粉数据及变化趋势，为磨煤机工况调整提供依据，在满足锅炉优化燃烧的前提下，确定磨煤机合理单耗。
2.2 设备选型研究
目前，针对燃煤电厂煤粉细度在线测量的技术手段从测量原理上主要分为：
① 交流静电感应原理（测量方式：交流电荷感应式）
② 微波反射原理（测量方式：微波式）
③ 超声波反射原理（测量方式：超声波式）
④ 激光散射原理（测量方式：激光脉动式）
以上形式皆为插入式传感器，连接运算显示系统，由于磨煤机出口一次风管内部恶劣的工况条件，要求测量不受管道内复杂流场等条件影响；传感器材质必须耐磨，结构尽量简单，以尽可能减少磨损，并保证测量精度。
以上技术路线，微波/超声波为电磁波/声波,反射波原理，其原理决定了必然会受管道内部诸多因素（流场、煤种、温度、水汽、腐蚀、冲刷、压力、流速、灰份、黏性、风煤配比）影响，发射波不可能完全被反射并接受，从而无法保证测量精度；而激光的散射同样会受流场、水汽和探针镜头的腐蚀冲刷影响，且由于需要光学透件达成散射，造成测量精度不稳定，需定期维护，并且造价昂贵，更换和维护成本较高。
从目前实际应用看，交流静电感应技术传感器结构简单，使用寿命长，免维护；其基于交流静电感应的技术路线不受管道内工况影响，测量精度高且稳定。
综合考虑技术路线，实际应用及造价等因素，目前交流静电感应技术为针对燃煤电厂煤粉细度在线测量综合性价比较优的解决方案。见下表比较：
2.3改造方案
对#5B、#6C磨煤机出口粉管进行“SINE-TFM” 型煤粉细度在线监测系统改造，即磨煤机出口4根粉管各安装一组煤粉细度在线监测单元。根据磨煤机出口粉管的布置情况，煤粉细度在线测量系统传感器径向插入水平或垂直管段。每组监测单元接就地显示单元（运算/控制柜），就地显示单元安置于风管现场周围。就地显示单元输出4-20mA信号，以通讯或其他形式上传至DCS。
3试用效果
为验证“SINE-TFM” 型（高精度）锅炉煤粉细度在线测量装置数据的精度、重复性误差、测量趋势线性度及系统稳定性。2014年 4月10日至15日，配合试验单位按照国家DL/T 942-2005电力标准，采用旋转多点手动取样器按照标准煤粉取样方法对#6C磨煤机4根粉管进行取样化验，手动取样化验数据与在线显示数据进行对比分析。
3.1系统稳定性测试
在4月10日上午采用MF—500型直吹式旋转煤粉取样器进行取样化验，根据取样结果数据对系统进行标定，在4月11日至4月12日运行期间，试验人员进行手动取样分析，在系统中历史数据中查出上述取样时间点对应的在线测量的数据数据。（见表1）
3.2系统运行趋势、线性度测试
工况一：降低磨分离器转速：
调节#6C磨煤机旋转分离器转速：将磨煤机旋转分离器转速从210rpm调低至170rpm，等待半小时以上时间，记录在线显示数据，并采用MF—500型直吹式旋转煤粉取样器对#6C磨煤机4根粉管取样分析。手动取样结果对比在线显示数据，分析线性度。（见表2）
工况二：提高磨分离器转速：
调节#6C磨煤机旋转分离器转速：将磨煤机旋转分离器转速从210rpm调高至230rpm，等待半小时以上时间，记录在线显示数据，并采用MF—500型直吹式旋转煤粉取样器对#6C磨煤机4根粉管取样分析。手动取样结果对比在线显示数据，分析线性度。（见表3 ）
3.3 测试结果分析：
根据表1数据，我们可以看出：（1）在磨煤机转速以及风量一定的情况下，煤粉的细度相对稳定不变。（2）通过手动取样分析结果与在线显示的结果的对比，煤粉在线测量装置的准确度和稳定性都符合要求。
根据表2和表3的数据，SINE-TFM型高精度煤粉在线监测装置的运行趋势以及线性度良好，能准确反映现场工况变化情况。
4 结论
综上所述，铜山华润电力有限公司#5、#6机组煤粉细度在线测量系统技术改造具有较好的应用及借鉴意义。改造后准确掌握煤粉细度实时在线数据及变化趋势，为磨煤机单耗控制提供了精确的数据支持，通过磨煤机工况的合理调整，使得锅炉优化燃烧，抑制NOx生成等成为可能；并有利于控制制粉系统闪爆等安全生产事故的发生。
作者简介
顾伟，男，1983年02月出生，汉族，工程师，2005年毕业于江苏大学，热能与动力工程专业，现任于铜山华润电力有限公司技术支持部锅炉专工。
论文作者:顾伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/24
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