（河北大唐国际丰润热电 河北唐山 063000）
摘要：锅炉燃烧的好坏取决于风/煤比配合的好坏，磨煤机一次风量调节是通过对磨煤机热风门控制。磨煤机入口风量过低会导致粉管堵粉或磨煤机堵煤，甚至引起制粉系统爆炸；入口风量过高会导致煤粉浓度降低，致使机组低负荷时燃烧不稳定，同时也会导致粉管弯头严重磨损。由于我公司磨煤机冷热风混合管道距离太短，更换过几种测量方式也无法准确测量磨煤机风量，长期影响机组经济指标及安全运行，故对此问题进行分析开拓思路，在磨煤机出口加装全截面环状非接触式静电离子煤粉测量传感器测点，通过风速计算测量风量。
关键词：磨煤机一次风量；磨煤机堵煤；全截面环状、静电离子煤粉传感器；准确测量。
1磨煤机一次风流量测量的意义
1.1锅炉是燃煤电站将燃料的化学能转化为输入汽轮机发电机组发电的蒸汽热能的关键设备，燃烧的好坏取决于风/煤比配合的好坏，取决于煤量和风量测量的准确性，煤量的测量采用称重式给煤测量系统，已能测得比较准确的煤量，而风量测量大多采用差压原理的机翼或文丘量管或巴类风量测量装置，其测量的准确性一直是个难点。
2设备简介
丰润热电为2×300 MW机组，锅炉为哈尔滨锅炉厂有限公司制造的1025t/h亚临界参数，半露天布置的π型汽包炉。每台炉采用长春发电设备有限公司生产的中速磨煤机，冷一次风机正压直吹式制粉系统，每台磨煤机入口风道上均装有一套风量测量装置，进入磨煤机系统主要由一次热风和一次冷风混合后进入磨煤机并将磨好的煤粉送入锅炉燃烧。
3原测量系统及问题
3.1磨煤机入口的风道如下图所示，冷一次风道垂直插入热风管，热风与冷风道形成混合风进入磨煤机，设计的风量测量装置安装在混合风管道内。图2是磨煤机入口风道布置图：（一次风管道尺寸为Φ1520×5mm）
图1
3.2丰润热电原测量装置采用多点矩阵采用防堵式矩阵风量测量装置，原理就是在通过安装对组节流件汇到一起，将3组正负压分别连接到一起输出到差压变送器，通过4-20mA信号传送到DCS系统进行逻辑运算显示磨煤机风量。风量取样装置刚投入测量还比较准确，但随着运行时间的增加开始出现测量装置堵灰，维护量大。后改造增加压缩空气反吹，风量测量装置依旧堵塞严重，在机组检修时检查发现取样管道有磨损，风量已无法准确测量，运行人员只能监视风压出口风压，曾经造成堵磨和出粉管烧损等事故，严重影响机组机安全运行。
4设备存在问题及改造分析
由于磨煤机进口风道截面尺寸为直管段2m，且测点位置冷热风混合不均匀，导致温度场和流场都极其紊乱，对准确测量风量的大小造成了很大影响.从2012年开始也尝试更换了几种测量装置和测量方式，由于入口风道直管段不足和风中含灰的问题，造成测量不准确或磨损严重，磨煤机风量测量已成为我厂一个难题，长期没有解决。由于磨煤机一次风流量测量装置测量偏差较大，影响一次风量自动调节的正常投入，运行人员无法调整锅炉燃烧，特别在机组变负荷过程中，如磨煤机入口一次风量不足，一次风压力偏低将造成磨煤机出粉不畅，严重影响机组的安全稳定运行。专业技术人员经过分析改变原来测量磨煤机风量要装在磨煤机入口混合风管道思路，将取样位置改在磨煤机出口进入锅炉的直管道上，分别测量4根输粉管上进行求和就得到这个磨煤机总的风量，由于出口管道含有煤粉，测量元件选择成了一个问题。
5改造方案
经过调研其他机组及进行实验决定采用电荷方法进行风量测量。测量原理是动态状态下，任何两种不同的物质将相互感应产生电荷，探头通过就地变送器箱转换为4-20MA信号，经过电缆送入远方DCS系统进行处理显示风量及优化燃烧控制。我公司采用单针式传感器进行改造实验，由于测量存在盲区显示值与磨煤机冷热风门开度变化不相符，不能为运行人员提供有效监视参数，依旧存在堵磨风险。测量原理：是由一对与管道垂直并且相互平行的传感器完成的，每对传感器氛围上游传感器和下游传感器，根据交流电荷感应原理，即粉尘粒子在流经一对传感器时，在上下游传感器表面感应等量随机电荷信号，上下游传感器之间的距离是衡定的，通过处理粉尘经过两个传感器所用的时间，从而可以准确的计算出流速，进过运算处理得到流量。
6 最终改造方案及优点
为避免单针测量风量存在盲区的问题，我公司最终选用了美国ESSEN公司生产的全截面环状非接触式静电离子煤粉测量传感器，原理也为静电离子感应技术，技术优点如下：静电离子法传感器不采用两根探针，使用全截面测量方式，其内径与一次风管平齐，结构的优点保证了其测量的准确性，不存在盲区。采用被动静电检测原理，传感器只对感应煤粉本身携带的静电，无需外界能量的注入，保证了系统运行的安全性。
7实施改造方案如下
在每台磨煤机4根粉管出口直管段分别安装4个风量测量装置（符合直管段的要求）。在磨煤机出口4根输粉管安装风粉流速测量装置，测量风粉流速信号，经变送器数据处理中心传到DCS进行显示，传感器安装在磨煤机出口4根输粉管上，风粉浓度流速测量探头安装于各粉管，测量风粉流速及浓度信号，经变送器柜通过2棵互备485数据传送到控制室数据处理中心后，通过4-20M信号进入DCS 系统进行显示。
8改造效果
通过对磨煤机冷、热风门控制开度变化调节看到进入磨煤机的一次风量大小与风门开度大小有明显变化。如下图：
图2
目前系统已运行1年多时间基本没有出现显示数据不准，能够为磨煤机运行提供真实可靠的依据，人员维护消缺工作也很少。
9总结
在旧的测量方法无法解决现场系统存在的问题，要多渠道分析研究，转变解决问题的思路，进行探索研究最终确定解决问题的办法。目前使用的测量装置，对整个风道流体的压力损失几乎没有，且安装方便，磨煤机冷热风门开度的变化均能正确地反映到风量上，满足了磨煤机风量调整的需要，提高了整台机组的安全、经济可靠性。
论文作者:白利红
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
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