1 鍋爐二次風(fēng)量測(cè)量存在的問題及原因分析

火電機(jī)組鍋爐二次風(fēng)的主要作用是補(bǔ)充燃料燃燒所需的空氣量并加強(qiáng)物料的返混，適當(dāng)調(diào)整爐內(nèi)溫度場的分布，使煙氣溫度分布更均勻。二次風(fēng)量直接影響鍋爐燃料燃燒狀況，根據(jù)機(jī)組運(yùn)行工況動(dòng)態(tài)調(diào)整二次風(fēng)量是保障機(jī)組發(fā)電經(jīng)濟(jì)性的有效手段之一，而風(fēng)量測(cè)量的準(zhǔn)確性是保證風(fēng)量調(diào)整的必要條件。

 

某火電廠 680 WM 機(jī)組鍋爐A，B 側(cè)空氣預(yù)熱器( 以下簡稱空預(yù)器) 出口二次風(fēng)箱上各安裝1 套差壓式風(fēng)量測(cè)量裝置，每套裝置設(shè)置3 個(gè)測(cè)點(diǎn)，確保風(fēng)量測(cè)量可靠、準(zhǔn)確。測(cè)點(diǎn)安裝結(jié)構(gòu)如圖1 所示，3 個(gè)測(cè)點(diǎn)匯集成正、負(fù)壓母管，由取樣管連接至差壓變送器。機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，因鍋爐二次風(fēng)含粉塵，二次風(fēng)量測(cè)點(diǎn)經(jīng)常發(fā)生堵塞，測(cè)量值波動(dòng)大，數(shù)據(jù)失真，送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng)調(diào)整經(jīng)常無法投入，影響二次風(fēng)量的調(diào)整。解決此問題的方法就是采取人工干預(yù)，對(duì)取

 

樣管路進(jìn)行壓縮空氣吹掃，清除取樣管路積灰。機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中，因取樣管堵塞頻次高，極大增加班組維護(hù)人員工作量，且影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性［1］。

2 解決方案

經(jīng)過充分討論研究，目前有 2 種方案能較好地解決二次風(fēng)量測(cè)點(diǎn)堵塞的問題，第1 種是對(duì)測(cè)量裝置換型，改變測(cè)量方式。采用渦街流量計(jì)測(cè)量，因測(cè)量原理不同，沒有取樣管路，不存在堵塞的情況，但設(shè)備成本高，安裝工藝復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用的案例少。第2 種是在原取樣管路上增加吹掃裝置，對(duì)取樣管路積灰進(jìn)行反吹掃，解決取樣管堵塞問題。在 #3 機(jī)組小修期間，對(duì)二次風(fēng)量測(cè)量裝置仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，原測(cè)量裝置安裝符合規(guī)范，取樣筒磨損較小，有較好的利用價(jià)值，當(dāng)前只需解決取樣管路堵塞問題即可實(shí)現(xiàn)舊設(shè)備的保值增值，符合“修舊利廢”精益化管理要求，因此本設(shè)計(jì)重點(diǎn)在增加取樣管路反吹掃裝置上。

 

通過對(duì)多種吹掃裝置的結(jié)構(gòu)研究對(duì)比，決定在充分利用原測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上，采取成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、硬件改動(dòng)小的方案來實(shí)現(xiàn)該吹掃裝置的設(shè)計(jì)，并設(shè)置遠(yuǎn)方控制吹掃的功能，解決二次風(fēng)量測(cè)點(diǎn)堵塞時(shí)人工就地處理耗時(shí)耗力的問題。反吹掃裝置結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

 

該方案實(shí)施需要完成就地取樣管路改造、控制回路搭設(shè)、分散控制系統(tǒng)( DCS) 控制邏輯組態(tài)3 個(gè)步驟。第1 步，變送器柜取樣管路改造。每個(gè)就地柜接入3 個(gè)電磁閥，其中 1 個(gè)截止電磁閥，用于吹掃總氣源的隔離，另外2 個(gè)為脈沖電磁閥，用于正負(fù)壓測(cè)取樣氣、吹掃氣的隔離; 第2 步，需要敷設(shè)2 組電纜，從DCS 控制柜到A，B 兩側(cè)二次風(fēng)量測(cè)量就地變送器柜，完成控制回路搭設(shè); 第3 步，進(jìn)行上位機(jī)畫面組態(tài)和控制邏輯完善，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制電磁閥取樣、吹掃狀態(tài)切換。通過軟、硬件配合，完成取樣管路反吹掃裝置的搭建工作。

 

測(cè)量狀態(tài)下，截止電磁閥、脈沖電磁閥均處于截止?fàn)顟B(tài)，取樣氣與吹掃氣隔離，取樣管路與取樣氣接通。吹掃狀態(tài)下，截止電磁閥開啟，壓縮空氣分兩路進(jìn)入正、負(fù)壓側(cè)的脈沖吹掃電磁閥，此時(shí)DCS 發(fā)出控制指令，脈沖電磁閥按照開啟20 s，關(guān)閉2 s 的控制指令循環(huán)動(dòng)作，形成脈沖吹掃氣對(duì)正、負(fù)壓側(cè)取樣管路進(jìn)行反吹掃，經(jīng)過一個(gè)吹掃周期( 2 min) 后，DCS 指令先后控制脈沖電磁閥、截止電磁閥關(guān)閉，吹掃過程結(jié)束。該方案設(shè)計(jì)的反吹掃裝置結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，運(yùn)行人員在集控室即可一鍵解決取樣管路堵塞的問題，提高了風(fēng)量測(cè)量的準(zhǔn)確性，大幅減輕班組維護(hù)工作量［2 － 5］。

 

3 實(shí)施效果

該方案已經(jīng)在某火電廠 #3 機(jī)組上投入使用，整體運(yùn)行效果較好，所在區(qū)域內(nèi)部分電廠也在借鑒實(shí)施中。當(dāng)點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)側(cè)二次風(fēng)量反吹掃按鈕時(shí)，邏輯會(huì)自動(dòng)將對(duì)應(yīng)側(cè)送風(fēng)自動(dòng)調(diào)整切為手動(dòng)，保障吹掃過程中的安全，在邏輯判斷送風(fēng)自動(dòng)成功切除后開始進(jìn)入自動(dòng)吹掃進(jìn)程，吹掃進(jìn)程結(jié)束后，畫面提示吹掃完成，此時(shí)運(yùn)行人員可以觀察測(cè)點(diǎn)測(cè)量值是否穩(wěn)定準(zhǔn)確，確認(rèn)無異常后即可投入送風(fēng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。反吹掃前后二次風(fēng)量測(cè)量值的變化趨勢(shì)如圖3所示，通過對(duì)比可知: 同一負(fù)荷下，吹掃前二次風(fēng)量測(cè)量值曲線波動(dòng)較大，不穩(wěn)定，但吹掃完后曲線波動(dòng)小，測(cè)量值穩(wěn)定。實(shí)踐證明，該方案能有效解決二次風(fēng)量堵塞時(shí)需要人工就地吹掃的問題，保障了測(cè)量值的準(zhǔn)確可靠，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)效果。

4 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的吹掃裝置，成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，應(yīng)用在二次風(fēng)量取樣管路上，如果制定吹掃計(jì)劃，每周吹掃一次，可以保障運(yùn)行過程中測(cè)點(diǎn)不發(fā)生堵塞，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。通過一年來的觀察統(tǒng)計(jì)，某火電廠 #3 機(jī)組再也沒有出現(xiàn)因二次風(fēng)量取樣管路堵塞影響送風(fēng)自動(dòng)投入的情況。可結(jié)合實(shí)際情況，將該自動(dòng)吹掃裝置在其他測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行推廣應(yīng)用，為機(jī)組可靠運(yùn)行保駕護(hù)航。

 

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