自清灰防堵型风量测量装置在300MW锅炉上的应用

王笑旭 刘保民

摘要：电厂锅炉二次风测量一般采用机翼型、阿牛巴等测风装置，由于被测量对象为含尘气流，测量结果不稳定、不准确，影响锅炉自动投入率。本文介绍了自清灰防堵型风量测量装置的原理、构成、特点，在锅炉二次风量中的应用，由于测量稳定准确，保证了锅炉运行的安全性，提高了自动投入率。

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、阿牛巴或威力巴测量装置。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。

7.2自清灰防堵型风量测量装置几乎没有压损，由于本身具备的自清灰、防堵塞功能，使装置性能可靠、免维护，风量显示稳定，调节线性好。