磨煤机一次风测量系统优化设计与改造

秦浩宇 刘英达

（山西漳山发电有限责任公司，山西 长治046021）

0 引言

电厂锅炉燃烧情况很大程度上影响着锅炉设备和发电厂整体运行的经济性和安全性。燃烧工况调整适当，即燃料燃烧充分、炉膛温度场和热负荷均匀分布等，是保证锅炉安全、稳定、经济运行的必要条件［1］。而锅炉风量测量的准确性，直接影响到运行人员对锅炉运行状况的正常操作。随着电厂、电站的自动化程度越来越高，工程人员对风量测量的精度和稳定性要求也越来越高。

电厂磨煤机入口一次风风量测量，对于控制整个锅炉风粉比、机组负荷起着关键性的作用。但由于实际工艺管道分布的影响，冷风与热风混合点之后没有足够的直管段，加之管道较大，存在严重的冷热流体分层流动现象，使得流体在管道内流场不均匀、扰流的问题十分严重，给测量带来了巨大的困难，往往导致测量不准、线性差［2］。另外，一次风含有粉尘颗粒，粉尘颗粒在高速运动下会对流量测量装置造成严重的磨损，直接导致测量误差，并缩短测量装置的使用寿命。

1 风量测量系统存在的问题

1.1 风量测量装置

漳山4号机组为中速磨煤机直吹式制粉系统，一次风风量测量采用插入式三喉颈测量装置，其原理是通过测得流场的平均流速，再乘以该测点管道的截面积得到流量。由于大尺寸管道中流场的分布情况十分复杂，且其有效前直管段长度十分有限，加之管道中冷、热风门结构进一步破坏流场，最终导致流场伴有畸变、湍流及漩涡等现象，很难取得平均流速点，因此，插入式流量测量装置在该场合使用难以取得满意的效果。

1.2 实际运行中的问题分析

以磨煤机E为例，机组在降负荷减煤量过程中，根据风煤比曲线，热风调整门应随磨煤机煤量减少而关小，此时，冷风调整门是为保证磨煤机出口温度也相应关小。然而，在热风门关的过程中，风量显示值反而增加（图1），为了保持风煤比，热风门继续下关，出口温度下降，冷风门也继续下关直至全关，之后风量显示值减小，风门才恢复正常状态。在这种情况下，实际一次风量已经很小，如果长时间运行会引起磨煤机堵煤、煤粉管积粉等危险情况的发生。

由于磨煤机入口风量测量不准，磨煤机风量一直采用开环控制，无法投入闭环自动控制，直接影响了机组的经济性和安全性。

2 改造后的风量测量系统

2.1 测量装置的选定

由于机翼型测量法适用于空气流量较大、风道截面积大、流速较低、直管段长度较短的情况，因此将测量装置改为机翼型。

图1 改造前实际运行中风门开度与风量曲线

机翼型测量装置的灵敏度取决于机翼流通截面的收缩比，在机翼两侧安装栅格板，适当缩小风道流通面积，一方面利于稳定流体动压保证测量的准确性，另一方面可增强装置的灵敏度。

2.2 测量装置的优化设计

2.2.1 全截面分割整流

在风道内加装整流消漩装置，用栅格将大截面分为若干，避免来流气流的干扰，对于分割后的单一截面而言，直管段长度与其当量直径的比值变大，既可保证测量的准确性，同时还能对紊乱的气流起到整流、消漩的作用，有利于稳定测量流体动压。

2.2.2 全截面矩阵布置感压孔

采用多支机翼型传感器，每支机翼型传感器有多个感压孔，形成全截面网格法多点取样，各支机翼型传感器彼此相通，获取流通截面准确的平均感压值后，分别将全压信号和静压信号送至微差压变送器，保证测量效果。

2.2.3 流线型高灵敏度传感器

流线型一次传感元件后无涡流区，减少传感元件的流动阻力，保证入磨风正常运行，元件灵敏度提高4～5倍。

2.2.4 导流板

在混合风道弯头加装多块弧形导流板，以消除漩涡，如图2所示。

图2 导流板安装图

2.3 风量控制系统采用闭环控制

在测量装置改造后，由于测量的准确性提高，风量控制系统投入闭环自动控制，有效地提高了系统的准确度和稳定性，并缩短了响应时间。

3 改造后的测量效果

数值曲线表明，改造后4号机组磨煤机入口一次风风量测量数值稳定，变化趋势与实际一致，如图3所示。与图1相比，明显可以看出风量波动减小，且与调整门动作方向一致。

图3 改造后的风量曲线

4 结语

针对磨煤机入口一次风风量测量不准的情况，通过对测量系统的优化设计与改造，提高了风量测量的准确性。磨煤机风量闭环控制系统的投运，提高了机组负荷响应速度，保证了锅炉燃烧的安全性和经济性。

［1］张清峰，毛永清，刘建华.锅炉风量测量系统存在的问题及解决方案［J］.电站系统工程，2005（3）：34－36.

［2］李伟.磨煤机风量调节优化控制措施［J］.制冷空调与电力机械，2010（6）：87－88.