超超临界1000 MW 机组二次风量装置改造与优化

李 渊，李晋达

（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳 515223）

0 引言

超超临界对冲式锅炉采用对旋流燃烧器，二次风作为煤粉燃烧主要氧量来源，稳定着火，确保较高燃烧效率。二次风量作为机组协调控制系统（CCS）的重要控制回路，对机组安全可靠运行有重要影响，其严重偏低时，甚至会触发锅炉主燃料跳闸（MFT）。因此，二次风量测量准确性对机组安全高效运行有着极其重要的作用。

1 设备概况

该电厂1000 MW 机组二次风测量装置采用威力巴WLB／SS 型在线测风装置，是一种基于皮托管测速原理的压差式测量方式。测点安装在空预器出口热二次风水平管道中，以4 根威力巴测风装置等截面的方法平均布置在管道中，每根测风装置均匀分布着感压孔，其迎风面为高压侧，背风侧为低压侧，每根测得的压差均进入稳压管，经其稳定处理后送入差压变送器中。

在长期应用中，特别是灰尘浓度高的气流中，极其容易造成堵塞，需定期吹扫；有时会造成部分感压孔彻底堵死，失去了对应管道截面的取压，造成测量不准确、失真。

2 二次风量测量出现的问题

热二次风加热方式为回转式空预器换热，因此在实际运行中，锅炉尾部烟气大量灰尘通过空预器进入到热二次风中，在威力巴侧风装置的迎风口积聚灰尘，堵塞管路的取压口。而且电厂在海边，湿度较大，机组启停时温度变化大，所形成的水汽与感压孔内灰尘形成硬块，极难清除，严重时甚至需要隔离该段区域感压管，避免影响风量测量结果。

锅炉二次风风道为矩形管道（6000 mm×5000 mm），风道横截面较大，在机组低负荷的时候，由于差压较小，流速较低，整个流场分布不均匀。威力巴测风装置并不能较好地反映整个风道的差压变化，导致二次风量测量波动大，风量测量准确性较差。

3 二次风量测量改造与优化

为彻底解决二次风量测量准确性的问题，尤其是低负荷时测量数值波动大，最终达到对风量保护、送风自动投入的目的。

3.1 二次风量测量装置选型原则

（1）风量测量装置首先应具备高测量精度和高稳定性。因为二次风直接影响锅炉风量保护、送风自动投入等机组安全和经济运行方式，且锅炉风道直管段较短、截面大，机组冷热态差异大，导致二次风在风道内流场紊乱，少量测点无法代表真实流量，因此要达到较高准确度和稳定性，必须采用等截面网格法测量，保证截面内一定测点数量。

（2）风量测量装置应具备良好的防堵措施，由于热二次风中含有大量灰尘，且测量装置堵塞是机组长期运行中风量测量不准、波动大的最主要原因，因此风量测量装置不容易进灰堵灰，且具有良好的在线吹扫功能。

（3）风量测量装置还应具备耐磨性、节能效果好等特性。测量介质温度较高，灰尘含量高，要实现机组安全高效运行，则需要测量装置具备耐磨功能；且测量装置位于空预器后水平风道中，会造成进口二次风压力损失，因此测量装置应具备一定节能效应，减少压损，从而减少风机出力，提高机组运行效率。现场安装的二次风测量装置如图1 所示。

3.2 翼型文丘里全截面多点插入式风量测量装置

3.2.1 测量原理

该装置基于靠背差压测量原理，测量装置安装在风道上，其探头插入风道内，当气流流动时，迎风面受气流冲击，在此处气流的动能转换成压力，因而迎风面处管内压力较高，成为“动压”，背风面由于不受气流冲击，其感压管内的静压力称为“静压”，动压与静压之差则为测量装置测得的差压，这个测得的差压大小与风道中流通的气流流速有关，因此只要测出差压大小，再找到差压与风速的函数关系，就可以准确得到当前风道内的气流流速，从而计算出风量大小。

图1 现场安装的二次风测量装置

3.2.2 防堵原理

由于测量原理的改进，侧风装置的取压管上的感压区域以V 锥形插入式垂直管段端面取压，取代了威力巴式取样管上的微小感压孔，增加了单个测点上的感压面积，大大减少了积灰的可能性。

在测量装置的取压管内部的顶端，配有一根悬挂的不锈钢振动杆，在气流冲击的作用下，振动杆在管内在作无规则摆动，敲打取压管，可以把管内壁因水汽、温差大等原因积聚的粉尘刮下随气流带走，从而保证了风量测量装置取压管内的清洁，避免堵塞。

在垂直管段与引压管中还有一段斜管段，其中间有节流孔，气流携带的灰尘进入该管段时沉积带走，起到一定的除灰作用，保证引压管内气流清洁。

4 改造后实际应用情况

通过改造机组二次风量测量装置，运行一年多来未出现风量测量明显偏差情况，风量测量准确度高，测量曲线平稳，送风机自动调节风量和二次风量测量平稳。提高了锅炉自动和保护的投入率，保障了锅炉炉膛内的煤粉充分燃烧，增加了机组运行的经济性和安全性，取得了良好效果。

5 结束语

通过改造，整个风量测量装置实现自清灰、测量可靠，消除二次风量测量存在的安全隐患，实现二次风量测量装置准确可靠，保证机组运行安全。