煤粉浓度在线监测系统在电厂的运用

祝路平（浙江巨化热电有限公司，浙江 衢州 324000）

煤粉浓度在线监测系统在电厂的运用

祝路平（浙江巨化热电有限公司，浙江 衢州 324000）

本文详细介绍了DFMF-Ⅰ型煤粉浓度测量系统，同时介绍了它在火电厂中的应用，进一步推动了煤粉浓度在线监测的发展。

煤粉浓度；在线监测

1 系统概述

大型锅炉的优化燃烧，煤量和燃烧空气的合理分配是基本条件之一。然而，目前国内绝大多数电站锅炉都还是采用传统的测量风道静压的办法来指导司炉运行，其缺点是各风管的长短、弯头个数、风门挡板开度、煤粉浓度等因素的变化，造成测量误差也较大，致使运行人员不能准确判断配风配粉状况是否均匀。火电厂锅炉燃烧用的煤粉由一次风携带经煤粉管进入炉膛燃烧，因而各煤粉管之间煤粉浓度的不均匀性对锅炉的燃烧有很大影响。尽管炉膛过量空气系数仍维持在规定的范围内，但对单个燃烧器来说，空气量和煤粉的不均匀分配，将使燃烧器有的严重缺风，有的严重缺煤，从而导致一次风管堵塞、燃烧中心偏离、一次风冲刷水冷壁造成局部结焦或局部过热而爆管等一系列不良后果。为解决上述问题，安装使用风粉在线监测系统是很有必要的。

本系统对直吹式、中储式、乏气输粉锅炉均能应用，其主要作用：

（1）精确测量一次风管道煤粉浓度；

（2）平衡炉膛温度分布，避免还原性气氛产生，防止炉内结渣；

（3）避免水冷壁附近形成还原性气氛，防止水冷壁高温腐蚀；

（4）采用低氧燃烧，减少烟气量，降低排烟热损失，节约燃料；

（5）减少烟气中CO的生成量和飞灰含碳量，降低化学和机械不完全燃烧热损失，提高锅炉效率；

（6）降低飞灰含碳量，有利于粉煤灰的综合利用；

（7）降低NOx的生成量，减少污染。

1.1测量原理

图1 煤粉浓度测量原理图

煤粉在生产、储存和输送过程中，要发生研磨、搅混、筛分以及高速运动等现象。煤粉颗粒因与磨煤机、粉仓内壁或输粉管道内壁等设备之间碰撞、断裂、剥离、接触分离、摩擦等现象而产生静电。煤粉颗粒的悬浮性使得煤粉颗粒与大地总是绝缘的，每一个煤粉颗粒都有可能带电。

DFMF-Ⅰ型煤粉浓度测量系统采用独特的交流耦合测量原理，如图1所示。煤在破碎过程和输送过程中，煤粉粒子相互碰撞、摩擦、分离、破碎分离过程中将产生一定的静电荷。当流动中带正电荷的煤粉粒子接近探头的有效距离时，探头内的电子将被吸引到接近颗粒物的外层。当此颗粒物流过探头安装位置后，探头内的电子将被推移至远离颗粒物的另一面。当颗粒物离开有效感应距离时，探头内电子将恢复原来的分布状况。这种电子群的移动现象也能形成一股可被探测到的微弱电流。这就是“电荷感应”原理。静电荷与煤粉浓度成正比，探测颗粒物与探头之间所产生的静电荷，经特殊制造的静电感应传感器采集到静电的强弱，经分析处理放大后传输至监测系统，得到直观真实的煤粉浓度显示。实验证明，一次风管中煤粉流量与传感器采集到的信号具有确定的对应关系。

由于采用了独特的交流耦合电力学测量原理，与一般的依靠测量煤粉颗粒与测量探头摩擦产生的静电的直流耦合测量方法不同，

图2 系统示意图

1.3煤粉浓度测量系统技术指标

煤粉浓度测量系统技术指标见表1。

表1 技术指标

2 安装说明

2.1传感器安装

传感器安装注意事项：

（1）传感器最好安装在水平直管段上，据阀门、弯头5倍以上管径处；

（2）传感器（探棒）长度应根据被测一次风管管径选定，传感器插入深度＞1/3D；

（3）传感器与固定底座之间应加垫片，防止一次风管内煤灰泄漏；

（4）安装传感器周围1米以内应避免有强磁场干扰；

（5）传感器接线盒为防水、防爆式，直接以丝扣式固定在传感器上，出线端通过包塑金属软管连接，金属软管必须有固定支撑点，以防摆动、引入干扰信号。

2.2变送器控制柜安装

（1）变送器控制柜在现场就地安装，但应远离有强磁场或电场的区域；

（2）变送器控制柜必须有专用接地网(点)，并接地良好，其接地电阻应＜4Ω。

2.3电缆安装

（1）传感器与变送器之间必须使用SYKV-75-5（7）型双屏蔽同轴电缆连接，不可用其它普通电缆代替，传感器至变送器之间的电缆长度不准超过150m，并且中间不得有过渡端子排；

（2）变送器至工业控制机之间的连接电缆必须使用4芯屏蔽电缆；

（3）同轴电缆必须敷设在专用钢管中并固定牢靠，而且穿线钢管要求接地良好，防止静电及强电场干扰；

（4）同轴电缆线穿管敷设过程中，务必注意不得将电缆拉伤、破损造成短路、断路等，全部线路不可有外露部分。

2.4现场安装实物图

煤粉浓度测量系统实物图如图3所示。

图3 风粉系统现场安装实物图

3 结语

煤粉浓度在线监测系统在我厂很有运用前景，所要进行的改良环境都已具备。在#8机组的技改技措项目上已经进行了改造。在吴泾热电厂、长兴发电厂、钱清发电厂等都有了很好应用。

Application of Pulverized Coal Concentration On-line Monitoring System in Power Plant

The article introduces DFMF-pulverized coal concentration measurement system in detail and its application in thermal power plants. It further promotes the development of the on-line monitoring pulverized coal concentration.

Pulverized coal concentration; On-line monitoring

B

1003-0492(2015)03-0082-02

TP273

祝路平（1974-），男，浙江江山人，工程师，本科，现在就职于巨化集团公司浙江巨化热电有限公司，主要研究方向为自动控制系统及自动化仪表。