耒陽電廠300MW機組鍋爐風(fēng)量改造方案

1、某電廠300MW機組鍋爐風(fēng)量風(fēng)速改造方案概述該電廠300MW機組鍋爐采用美國B&W公司雙拱爐膛, W形火焰鍋爐；制粉系統(tǒng)為雙進雙出鋼球磨煤機配冷一次風(fēng)機正壓直吹式系統(tǒng)?，F(xiàn)該鍋爐的一次風(fēng)、二次風(fēng)測量均采用了威力巴均速管流量計，由于沒有足夠的直管段，并且被測量對象均為含塵氣流，測量結(jié)果不穩(wěn)定、且不準確，而機組自動基于風(fēng)煤比控制策略，結(jié)果導(dǎo)致鍋爐不能燃燒自動，機組無法自動協(xié)調(diào)運行。為此建議對鍋爐一次風(fēng)、二次風(fēng)測量進行改造,采用PBS多點防堵陣列式風(fēng)量測量裝置來測量風(fēng)量，由于PBS防堵陣列式風(fēng)量測量裝置是一種實現(xiàn)氣體流速多點測量的裝置，并且有非常優(yōu)良的防粉塵堵塞的功能,可確保風(fēng)量測量的準確性，保證鍋爐

2、自動能正常投入。改造目的燃煤鍋爐風(fēng)量匹配合理，燃燒工況就會明顯改善。對鍋爐進行燃燒優(yōu)化調(diào)整，概括起來就是就是將一、二次風(fēng)量根據(jù)鍋爐負負荷和不同的煤種進行合理的調(diào)節(jié)，風(fēng)量調(diào)節(jié)好了，鍋爐燃燒狀況必將明顯改善，爐效也將顯著提高。燃燒參數(shù)的選擇對鍋爐的經(jīng)濟性有十分重要的影響，特別是燃燒器各調(diào)節(jié)擋板的開度及風(fēng)量大小對鍋爐的飛灰可燃物有直接的影響，應(yīng)根據(jù)各燃燒器的著火情況加以仔細的調(diào)整。實際測試表明，經(jīng)過燃燒參數(shù)的優(yōu)化選擇可使鍋爐的熱效率提高1%以上，同時鍋爐輔機功耗明顯下降，二者可使機組的供電煤耗下降5g(kW*h)以上，由此而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是十分巨大的。目前存在問題目前該電廠300MW機組鍋爐其一、二

3、次風(fēng)風(fēng)量均采用了威力巴均速管流量計，由于威力巴均速管流量計裝置自身的缺陷，客觀存在以下缺點：1）、易于堵塞 由于必須通過檢測孔來測流量，只要流體中有粉塵、固體顆粒、凝析物等，堵塞就難以避免。并非如廠商所說在探頭正前方形成了高壓區(qū)，粉塵不易進入。一旦堵塞檢測孔，就會造成輸出差壓減小，最終無法測量，嚴重威脅到鍋爐的安全運行。 2）、準確度較低威力巴流量計屬于均速管類，只能通過檢測桿來反映流速，無論在上面取了多少個測點，也只能反映管道截面直徑（或?qū)?、高）上的流速分布，在直管道達不到足夠長要求時，這些點就失去代表意義，準確度難以優(yōu)于3%。通過對其他電廠的調(diào)研并結(jié)合本廠的實際情況，建議采用PBS防堵型陣

4、列風(fēng)量測量裝置。PBS防堵型陣列風(fēng)量測量裝置由于本身具備的自清灰和防堵塞功能，它可以確保長期測量的準確性，能及時地反映各風(fēng)管內(nèi)風(fēng)量的大小，隨時調(diào)整鍋爐運行，讓鍋爐始終在較經(jīng)濟的工況下運行，可大大提高了鍋爐的自動投入率。而且防堵型陣列風(fēng)量測量裝置壓力損失小，節(jié)約送、引風(fēng)機電量，可取得良好的經(jīng)濟效應(yīng)。PBS防堵型陣列風(fēng)量測量裝置的工作原理特點PBS防堵型陣列風(fēng)量測量裝置是根據(jù)ISO3966封閉管道中流體流量的測量-采用皮托靜壓管的速度面積法國際標準而設(shè)計制造，基于S型畢托管測量原理，測量裝置安裝在管道上，其探頭插入管道內(nèi)，當(dāng)管道內(nèi)有氣流流動時，迎風(fēng)面受氣流沖擊，在此處氣流的動能轉(zhuǎn)換成壓力能，因而迎

5、風(fēng)面管內(nèi)壓力較高，其壓力稱為“全壓”，背風(fēng)側(cè)由于不受氣流沖壓，其管內(nèi)的壓力為風(fēng)管內(nèi)的靜壓力，其壓力稱為“靜壓”，全壓和靜壓之差稱為差壓，其大小與管道內(nèi)風(fēng)速有關(guān)，風(fēng)速越大，差壓越大；風(fēng)速小，差壓也小，風(fēng)速與差壓的關(guān)系符合伯努利方程：v=式中： v 表示風(fēng)速，單位：m/s K 表示測量裝置系數(shù)P 表示差壓，單位：Pa EMBED Equation.3 表示氣體密度，單位：kg/m3對于含塵氣流，為了解決堵塞問題，PBS防堵型陣列風(fēng)量測量裝置裝設(shè)了動能驅(qū)動防堵塞裝置，在管道內(nèi)氣流的沖擊下使清灰器作無規(guī)則擺動，起到自清灰作用。發(fā)電鍋爐的風(fēng)管風(fēng)道直管段一般比較短，管道截面積上的流場很不均勻，有的部位甚至

6、有回流產(chǎn)生。當(dāng)風(fēng)道的截面積較大時，單點測量風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)量是不科學(xué)的，甚至其測量的數(shù)據(jù)無任何意義。PBS防堵型陣列風(fēng)量測量裝置采用等截面網(wǎng)格法陣列布置多個測點的方法，測得同截面的平均速度，采用的選點方法為ISO3966封閉管道中流體流量的測量-采用皮托靜壓管的速度面積法和ISO 7145:1982圓形截面封閉管道中流體流量的測定 -在截面的一點上測量速度的方法國際標準中規(guī)定的等面積法。對于各種形狀的風(fēng)道，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定所需測點的數(shù)量、測量裝置的數(shù)量和布置方式等?？傊?，PBS防堵型陣列風(fēng)量測量裝置功能特點：1）徹底解決了含塵氣流風(fēng)量測量裝置的信號堵塞問題，風(fēng)量測量裝置本身具有利用流體動能進行

7、自清灰防堵塞的功能，絕對不需要外加任何壓縮氣體進行吹掃，無論氣體含塵濃度多大，完全可以做到長期運行免維護。2）風(fēng)量測量裝置性能穩(wěn)定，調(diào)節(jié)線性好。3）為了確保測量精度，將多個風(fēng)量測量探頭進行等截面網(wǎng)格法多點布置，然后將各測量裝置的正壓與正壓、負壓與負壓相互連接，最終引出一組信號到變送器，這樣的組合風(fēng)量測量裝置對風(fēng)道的直管段沒有太多要求,一般只要求直管段長度不小于管道的當(dāng)量直徑即可。4）采用插入式布置，對于整個大風(fēng)道來說，組合風(fēng)量測量裝置的擋風(fēng)面積幾乎可以忽略不計，因此，其對整個風(fēng)道流體的壓力損失幾乎沒有，節(jié)能效果十分顯著，且安裝方便。 PBS系列防堵陣列式風(fēng)量測量裝置主要技術(shù)指標 測量精度： 1

8、.5%； 探頭材料：321不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）； 探頭長度：0.26.0m（根據(jù)風(fēng)道尺寸確定）； 測點距離：0.11.0m（根據(jù)系統(tǒng)需要確定）； 風(fēng)管風(fēng)道最小直管段：0.5d: 動壓輸出接口：M201.5內(nèi)螺紋； 測量介質(zhì)：空氣或其它低濕度、含塵氣體； 工作溫度：-50+450PBS系列防堵陣列式風(fēng)量測量裝置與其它風(fēng)量測量裝置性能的比較目前在電站鍋爐上有多種風(fēng)量測量裝置在使用，由于其工作原理與結(jié)構(gòu)的不同，各有特點，以下將主要的幾種風(fēng)量測量裝置進行比較。表：幾種風(fēng)量測量裝置特點對照表特點產(chǎn)品名稱優(yōu)點缺點均速管型插入式，安裝方便；阻力小，節(jié)能性能好；反應(yīng)速度快；可實現(xiàn)多點布置測量大風(fēng)道平

9、均流速。取壓口易堵塞，運行維護量大，不適宜含粉介質(zhì)風(fēng)量測量。文丘里型插入式，安裝方便；阻力小，節(jié)能性能好；反應(yīng)速度快。取壓口易堵塞，運行維護量大，不適宜含粉介質(zhì)；如果單點布置，不適宜大風(fēng)道的風(fēng)量測量。機翼型反應(yīng)速度快；多點測量大風(fēng)道平均流速。體積大，安裝不方便；風(fēng)道阻力大，不節(jié)能；取壓口易堵塞，運行維護量大，不適宜含粉介質(zhì)。熱式氣體流量計插入式，安裝方便；阻力小，節(jié)能性能好；非差壓方式測量，不存在堵塞問題，運行維護量??；低流速精度高。熱傳導(dǎo)方式測量，存在滯后現(xiàn)象；價格高；無方向性；電極上的積灰會影響其測量準確性；如果單點布置，不適宜大風(fēng)道的測量。PBS系列防堵陣列式風(fēng)量測量裝置插入式，安裝方便

10、；阻力小，節(jié)能性能好；反應(yīng)速度快；防堵塞，高濃度的煤粉氣流也能適用，運行維護量??；多點測量大風(fēng)道平均流速。不適用小直徑的風(fēng)管。該電廠300MW機組鍋爐風(fēng)量測量裝置改造實施方案5.1 雙進雙出磨煤機入口一次風(fēng)量一次風(fēng)量的大小對鍋爐燃燒經(jīng)濟性的影響很大，一次風(fēng)量調(diào)節(jié)合適既對鍋爐燃燒有利，又不會導(dǎo)致一次風(fēng)管的堵塞。過高的一次風(fēng)量將使煤粉著火推遲，火焰中心升高，導(dǎo)致飛灰可燃物和排煙溫度上升，對鍋爐的經(jīng)濟性產(chǎn)生不利的影響；在保持送風(fēng)量不變的情況下，一次風(fēng)量的增加必然使?fàn)t膛出口氧量增加，從而降低鍋爐的經(jīng)濟性；而且，隨著一次風(fēng)量的增大，磨煤機出口煤粉也將逐漸變粗，這對鍋爐的燃燒是十分不利的。 根據(jù)現(xiàn)場情況，

11、由于磨煤機入口一次風(fēng)直管段較短，截面風(fēng)速容易分布不均勻。為了確保準確測量風(fēng)量，擬在風(fēng)道截面上按等截面網(wǎng)格法多點測量原理布置2支探頭共6個傳感器測點，測得同截面的平均速度，是為了確保準確測量風(fēng)量，將2個風(fēng)量測量探頭的正壓側(cè)與正壓側(cè)相互連接、負壓側(cè)與負壓側(cè)相互連接，引出一組正、負壓信號至差壓變送器。由于在風(fēng)道截面上嚴格采用標準的網(wǎng)格多點式布置、且測量裝置本身具備的自清灰和防堵塞功能，幾乎沒有壓損，裝置性能可靠，可保證風(fēng)量顯示穩(wěn)定準確。真正做到了長期免維護運行。測量探頭布置方式示意圖見圖1。推薦型號：PBS95-N-1000-200-32。5.2 二次風(fēng)箱入口分風(fēng)量二次風(fēng)箱入口風(fēng)道直管段比較短，管道

12、截面積上的流場很不均勻，有的部位甚至有回流產(chǎn)生?？諝忸A(yù)熱器熱面元件上積灰被加熱的熱風(fēng)帶到送風(fēng)里，當(dāng)鍋爐啟、停爐時，冷、熱態(tài)的變化所形成的水氣與測風(fēng)裝置感壓管路中的灰塵會形成硬塊，很難清除。PBS防堵型陣列風(fēng)量測量裝置由于本身具備的自清灰和防堵塞功能，可以確保長期測量的準確性，能及時地反映各層風(fēng)量的大小，隨時調(diào)整鍋爐運行，讓鍋爐始終在較經(jīng)濟的工況下運行，大大提高了鍋爐的自動投入率。而且防堵型陣列風(fēng)量測量裝置壓力損失小，節(jié)約送、引風(fēng)機電量，可取得良好的經(jīng)濟效應(yīng)。為了確保準確測量風(fēng)量，擬在風(fēng)道截面上按等截面網(wǎng)格法多點測量原理布置16個風(fēng)量測量點，測得同截面的平均速度，是為了確保準確測量風(fēng)量，將16個

13、風(fēng)量測量探頭的正壓側(cè)與正壓側(cè)相互連接、負壓側(cè)與負壓側(cè)相互連接，引出一組正、負壓信號至差壓變送器。測量探頭布置方式示意圖見圖2。推薦型號：PBS50-N-2000-200-82。5.3 磨煤機出口一次風(fēng)速燃煤鍋爐一次風(fēng)管內(nèi)（或噴口）風(fēng)速調(diào)整均勻，鍋爐燃燒工況必將明顯改善，鍋爐效率也將提高。具體說有如下幾方面作用：1）使鍋爐配風(fēng)合理，燃燒比較穩(wěn)定，可有效地降低排煙溫度、降低飛灰含碳量、降低煤粉的機械及化學(xué)不完全燃燒熱損失，提高鍋爐效率。2）能合理地調(diào)整風(fēng)粉比例。將一次風(fēng)管道系統(tǒng)中的阻力調(diào)平后，各一次風(fēng)管內(nèi)的流速大小能間接地反映出管內(nèi)煤粉濃度的大小。若某一管內(nèi)煤粉濃度增加，由于輸送煤粉的阻力增加，則

14、管內(nèi)風(fēng)速就會降低，反之就會升高。因此，司爐能依據(jù)一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速的大小來確定風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度的相對大小。3）能有效地防止堵管或斷粉現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)某一次風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度過大，流速降低出現(xiàn)堵管跡象，或管內(nèi)煤粉濃度過稀，流速過大出現(xiàn)斷粉跡象時，司爐能依據(jù)風(fēng)速的變化作出正確的判斷。4）能有效地控制鍋爐燃燒火焰中心，防止鍋爐局部結(jié)焦，同時也能有效地防止火焰偏斜，降低爐膛出口兩側(cè)煙溫的偏差，防止水冷壁及過熱器爆管。5）對直流燃燒器，能合理地確定一次風(fēng)匹配比率以及各層的配風(fēng)情況，是正塔型、倒塔型或是束腰型等配風(fēng)方式，司爐能一目了然。6）對一次風(fēng)實施在線監(jiān)測等于對制粉系統(tǒng)的通風(fēng)量實施了在線監(jiān)測，有利于制粉系統(tǒng)的安全

15、和經(jīng)濟運行。7）可大大地減少鍋爐冷態(tài)空氣動力場試驗的工作量。對于高濃度的煤粉氣流或含塵氣流，要長期準確地測量出管道內(nèi)風(fēng)速，必須要解決二個問題，一是堵塞問題，二是磨損問題。PBS50系列防堵耐磨型風(fēng)速測量裝置，較好地解決了堵塞和磨損問題。為了解決堵塞問題，首先在感壓口設(shè)計了防堵塞裝置。其次在取壓口設(shè)計了自動回流管，即在垂直管段上連接了一根斜管，斜管與垂直管之間有節(jié)流孔，引壓管從斜管上引出，斜管起到了灰塵自動回流的作用。為了解決耐磨問題，探頭的插入部分采用了剛玉耐磨材料。測點布置見圖35.4 現(xiàn)場安裝及標定PBS系列防堵耐磨型風(fēng)量測量裝置安裝非常簡便，可在風(fēng)道上開孔焊接法蘭式安裝底座，然后將風(fēng)量測

16、量裝置插入并用緊固件緊固即可。對于每個風(fēng)道中的多支風(fēng)量測量裝置，應(yīng)先用儀表管分別將每支風(fēng)量測量裝置全壓側(cè)與全壓側(cè)、靜壓側(cè)與靜壓側(cè)連接，然后再分別連接到差壓變送器的正、負壓側(cè)（可連多臺差壓變送器）。測量裝置出廠前的測量精度與流量系數(shù)k通常是通過實驗室風(fēng)洞測試得出的，是常規(guī)條件下的流量數(shù)據(jù)，現(xiàn)場被測介質(zhì)的流場與實驗室風(fēng)洞中的流場會有很大差異，因此為了保證測量系統(tǒng)的現(xiàn)場測量準確性和在不同運行工況下線性度，對測量裝置進行現(xiàn)場校驗是必要的，也是必須的。如條件允許，最好做3個工況，一般做2個工況的校驗就可以滿足要求。對于燃煤鍋爐?，F(xiàn)場校驗采用符合標準的高精度儀器，在風(fēng)道的截面上應(yīng)用網(wǎng)格法測量多點的流速，經(jīng)計算得到風(fēng)道截面的平均流速。 = 1 * GB2 DCS或相關(guān)儀表可以正常投入運行，差壓變送器校驗完畢，零點準確； = 2 * GB2 按運行規(guī)程啟動有關(guān)的風(fēng)機和輔助設(shè)備； = 3 * GB2 按照正常運行的方式設(shè)置各風(fēng)門、擋板開度，維持爐膛壓力在允許范圍內(nèi)； = 4 * GB2 將被校驗風(fēng)道的風(fēng)量調(diào)整到額定運行工況的90100%； = 5 * GB2 維