一种确定发电厂风机风量标定系数的新思路

陆莹，罗辇

（1.浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014；2.浙江省电力设计院，杭州310012）

一种确定发电厂风机风量标定系数的新思路

陆莹1，罗辇2

（1.浙江省电力公司电力科学研究院，杭州310014；2.浙江省电力设计院，杭州310012）

在某发电厂600 MW超临界燃煤锅炉冷态通风试验中，发现六大风机的风量测速装置利用厂家提供的标定系数，计算得出的风量与实测值差距较大，因此对六大风机的风量测速装置重新进行标定，由此提出了确定送、引风机标定系数的新方法。

锅炉；风机；风量；测速装置；标定系数

0 引言

准确测量电站锅炉风量，是实现锅炉负荷、燃料量及配风量等在线监测及自动协调控制的基础，对机组的正常运行具有重要意义。电站锅炉风量监视主要包括：二次风箱内的风量、磨煤机一次风量、煤粉管内一次风速以及风机的风量，风量（或风速）的测量原理是利用压差测量元件测出压差（一般指某一截面的动压，或是某两个截面的静压差），然后通过伯努里方程来计算流速或流量，测量元件的标定是准确测量风量的关键。风量标定系数的常规确定方法是做多个工况的标定试验，算出每个工况的标定系数，然后取其平均值作为最终的标定系数。

在某发电厂600 MW超临界燃煤锅炉冷态通风试验中，发现利用风机厂家提供的标定系数计算得出的风量与试验时实际测得的风量差距较大，故采用新方法对风机的风量测速装置重新进行了标定。试验中发现送/引风机风量测速装置的标定系数不是固定的参数，因此对确定标定系数提出了新的思路，对其他工程的风机风量测量具有一定借鉴意义。

1 设备概况

某发电厂600 MW超临界锅炉配有2台轴流动叶可调式送风机（ASN-2660/1400）、2台一次风机（AST-1812/1250）、2台静叶可调轴流式引风机（AN35e6）。

来自送风机的二次风被送入三分仓式回转式空气预热器，加热后经风道进入设置在炉膛四周的开式环形大风箱，通过燃烧器和NOX燃烬风喷口送入炉膛。

来自一次风机的气流被分为两部分，一部分经空气预热器加热后成为热一次风，另一部分作为调温风（用于控制磨煤机的出口温度）与热一次风混合后进入磨煤机，从磨煤机出来的风粉混合气流经煤粉管道和燃烧器喷入炉膛，煤粉在炉膛内燃烧放热并形成热烟气。

2 问题的提出

一次风机和送风机的进气箱弯头前后设静压测点，与差压变送器相连，所测信号经过转换送到集散控制系统（DCS），由DCS计算后得出风机进口流量。根据伯努里方程，计算公式为：

式中：QV为风机风量（体积流量）；ΔP为风量变送器测得的差压；ρ为介质进口密度，空气标准状况下的密度为1.293 kg/m3，ρ=1.293×273/（273+t），其中t为介质进口温度；K2为测量系数。

对公式1进行简化：

只要提供K1或者K2，DCS就能通过式（2）计算出风机的风量。但是根据风机厂家说明书中提供的K1，代入式（2）计算得出的风量值与实测值相比都明显偏小。因此需要对风量测速装置的测量系数K1重新标定，可根据式（2）转换成式（3）进行计算。

3 主要试验内容及结果

3.1 一次风机

以一次风机A为例，试验中只运行一次风机A和1台引风机，一次风机B和2台送风机均停运，一次风机的风量即为磨煤机出口通道的风量之和。为提高测量精度，只打开3台磨煤机的通道。用靠背管在打开通道的3台磨煤机管道的测量口上测量出一次风机A的实际风量Q（靠背管测出的是动压，换算成风速后再根据面积和密度得出流量），同时记录一次风机风量变送器的差压值ΔP及风温t，根据式（3）可以得出风量标定系数K1。试验中，变化一次风机A的动叶开度，所得参数见表1。

由表1可以看出，K1在不同工况下的数值很稳定，一次风机A的风量系数平均值为142，显然，厂家提供的K1是不适合风量测量计算的。将该平均值代入DCS中的K1后，风量计算值基本接近实际测量的风量值。

3.2 送风机

以送风机A为例，送风机在风箱上半部分同一截面上均匀开了3组测孔，分别接至差压变送器。为减小误差，计算风量时取3个差压变送器的平均值。试验中，只运行送风机A和1台引风机，送风机B和一次风机均停运，送风机风量即为二次风量和燃烬风量之和。锅炉两侧的燃烧器二次风箱和燃烬风箱均有风量测孔，可通过S型毕托管测量出风量。用靠背管在风道测量口上实测风量，同时记录送风机风量变送器的差压值ΔP及风温t，根据式（3）得出风量标定系数K1，见表2。显然，厂家提供的K1也不适合风量测量计算。试验中发现K1数值非常不稳定，试验工况下最小值与最大值相差700多，用常规计算平均值的方法确定K1不够严谨，必须寻找一种新方法。

比较表2中的数据，发现具有一定的规律性，动叶开度与K1的关系曲线见图1。由图1可见，随着动叶开度的增加，K1也缓慢增加。根据图1拟出K1关于送风机动叶开度的函数：

式中：X为送风机A动叶开度。

将式（4）代入DCS中的K1后，风量计算值基本接近实际测量的风量值。可见，采用送风机动叶开度函数来标定K1是可行的。

3.3 引风机

引风机风量标定试验情况与送风机类似。以引风机A为例，试验中只运行引风机A和1台送风机，引风机和一次风机均停运，引风机A的风量即为锅炉两侧的燃烧器二次风箱和燃烬风箱A/B侧风量之和，也即为运行送风机的风量。试验中发现引风机A的K1也不固定，是随静叶开度的增加而变化的，如图2所示。厂家给出的K1为46.3，显然也不合适。

由图2可见，引风机的K1与送风机相比稍有不同，当静叶开度大于54%时，引风机的K1值就比较稳定了。这可能是因为引风机的风箱比送风机的大一些，当静叶打开到一定程度，静叶开度对风箱内流场的扰动变小，对K1的影响也就比较小了。根据图2，给出了K1关于静叶开度的函数如下：

式中：X为引风机A静叶开度。

将式（5）代入DCS中的K1后，风量计算值也基本接近实际测量的风量值。

4 原因分析

送风机和一次风机都是轴流风机，由同一厂家生产，测速装置的测孔位置也基本相同，为什么一次风机测速装置的系数是稳定的，可以用常规取平均方法得出标定系数，而送风机测速装置的系数却随动叶而变化呢？为此，对风机内部进行检查，一探究竟。

风机内部结构见图3，图中a和b分别是静压测点的位置。一次风机只在风箱上部开有1组测孔接头；送风机在风箱上半部分同截面上均匀开了3组测孔接头。A为风机导向叶片区域，B为风机动叶区域，C为电机。L1为测孔离导向叶片边缘的距离，L2为测孔离动叶边缘的距离。

送风机和一次风机内部结构大致相同，只是L1和L2不同，比较情况见表3。

可见送风机的测孔离动叶边缘的距离比一次风机的更近，因此，送风机动叶开度的变化对b点处的静压影响明显，进而对测速装置的标定系数造成了影响。引风机静压测点的位置与送风机类似，因此，引风机的静叶开度对K1值也有影响。

5 结语

目前，很多发电厂的工程设计为了节约场地，流体的平稳管段相对较小，使有些测点的测量代表性大打折扣，对测量元件的标定也造成不利影响。因此，在标定风量系数时应该全面考虑各项因素（如动叶、风门挡板等）对测量的影响，而不能简单地以多个试验工况取平均值来确定。

[1]山东工学院，东北电力学院.工程流体力学[M].北京∶水利电力出版社，1984. [2]张书谨，陈桦，王达峰，等.直吹式制粉系统冷热风道和一次风量测量方法的改进[J].浙江电力，2005，24（2）∶19-23.

（本文编辑：徐晗）

New Approach to Determination of Fan Air Flow Calibration Coefficient for Power Plants

LU Ying1，LUO Nian2
（1.Z（P）EPC Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.Zhejiang Electric Power Design Institute，Hangzhou 310012，China）

It is found that the air flows for the six fans obtained by calculation of the calibration coefficient, which is provided by the manufacturer，are significantly different from the measured values during cold state air test of the 600 MW supercritical coal-fired boiler in a power plant.Therefore，the re-calibration of the speed test device for the fans is carried out.A new approach to calibration coefficient determination for induced draft fans and forced draft fans is put forward.

boiler；fan；air flow；speed test device；calibration coefficient

TK223.26

：B

：1007-1881（2012）10-0059-03

2012-02-01

陆莹（1981-），女，浙江东阳人，工程师，从事发电厂锅炉及辅助设备的调试和电力期刊编辑工作。