火力发电厂空预器出口二次风量测量技术优化
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【摘要】介绍了国产600MW超临界机组二次风量测量新技改后采用自清灰风量测量装置，彻底解决了原含尘气流风量测量装置的信号堵塞问题，而且根据风道截面布置多个测点，插入式布置，大大提高了测量的精确性，降低了整个风道流体的压力损失，应用结果良好。
【关键词】压力损失 数学模型 流量系数
1 引言
风量测量的准确性严重影响着大型火力发电厂燃烧工况的经济性，传统的测量方式，如插入式多喉径流量测量装置，存在着由于燃烧工况变化造成测量不稳定风量调节线性差，以及易堵塞和磨损，可靠性差，而自清灰靠背风量测量装置可以很好地解决其存在的不足。此次空预器出口热二次风量改造旨在提高风量风速测量的长期稳定性和准确性，减少测量装置堵塞，保护机组设备安全稳定运行。
2 锅炉风量测量装置现状及存在问题
1.目前很多电厂热二次风测量采用YQL-4000插入式（或整体式）多喉径流量计，因多数电厂使用的是回转式空预器，密封不是很好，加之燃烧煤种偏离设计煤种，煤种灰分较大，热风携带大量灰尘。由于灰尘大，且只进不出，容易堵塞，因此每个月都要定期对二次风量仪表管路进行吹扫。对二次风量测量装置的仪表管路进行吹扫时，不仅要解除风量低MFT保护，而且要切除送风自动和协调自动，进而导致AGC被迫退出，严重影响厂内AGC的投人率和机组的安全经济运行。
2.YQL-4000插入式（或整体式）多喉径流量计，采用机翼式测量装置，体积较大占用大量的风道空间，大大减少风道的流通面积，造成流体的压损较大，加大了送风机的出力，从而造成送风机输出电流增大，增加了厂用电，节能性差。
3.YQL-4000插入式（或整体式）多喉径流量计是设计在工况条件下，被安装在管道均速点或设定的测点处。当流体介质通过YQL-4000插入式流量计一次流量传感器时，流体介质的特性参数将被检测出来，而现实工况以及锅炉的燃烧控制结果却往往不能尽如人意，由于所测量风道截面积比较大，直管段比难以保证，加之其管道内部流动场很不均匀，所以平均流速点也是随着工况变化的，很难保证其测量准确性。
4.由于二次风量参与总风量运算，二次风量的变化不仅影响了总风量的计算，增加了风量保护误动的机率，而且当二次风量不正常时，会直接影响送风机出口调节。
3 新型风量测量装置介绍
3.1自清灰靠背风量测量装置原理介绍
风量测量装置是基于靠背测量原理，测量装置安装在管道上，其探头插入管内，当管内有气流流动时，迎风面受气流冲击，在此处气流的动能转换成压力能，因而迎面管内压力较高，其压力称为“全压”，背风侧由于不受气流冲压，其管内的压力为风管内的静压力，其压力称为“静压”，全压和静压之差称为差压，其大小与管内风速有关，风速越大，差压越大；风速小，差压也小，因此，只有测量出差压的大小，再找出差压与风速的对应关系，就能正确地测出管内风量。
对于大风道的风量测量装置，风道截面尺寸为3600×14200×4mm，由于风道大，直管段短，截面风速容易分布不均匀。为了确保准确测量风量，风道截面上按等截面多点测量原理布置16个风量测量点，在风道内将16个风量测量探头的正压侧与正压侧相互连接、负压侧与负压侧相互连接，引出一组正、负压信号至差压变送器。测得截面的平均速度，等截面布置风量测量点如下图：（图中“0”表示测量点）
3.2自清灰靠背风量测量装置安装
空预器出口热二次风管道保温具体位置为二次风管道的顶部，测量装置安装位置前的1000mm后500mm。
测试孔开设位置为测装置前500mm，数量为8个（等距分开）。
测量装置应安装在水平或垂直管道的直管段上，一般遵循装置前后安装比例为7：3（装置正压取样口所对方向为前），如下图所示：
测量装置的斜剖口面为迎风面，迎风面为“+”压侧，背风面为“-”压侧，待测量装置一次元件固定后，将测量装置一次元件的“+”、“-”引压管路分别与差压变送器的“+”、“-”侧引出管对接即可。
安装过程中要求测量装置的取压口应居于管道的中心位置。
a．圆管：测量装置的中心应与管道的中心重合，如下图所示：
b．方管：测风装置斜剖口等截面布置在管道中，如下图所示：
其中a=b，c=d，字母a、b、c、d代表长度。
3.3装置特点
3.3.1防堵塞
彻底解决了含尘气流风量测量装置的信号堵塞问题，风量测量装置本身具有利用流体动能进行自清灰防堵塞的功能，绝对不需要外加任何压缩气体进行吹扫，无论气体含尘浓度多大，完全可以做到长期运行免维护。
3.3.2耐磨使用寿命达10年以上
3.3.3性能稳定，调节线性好。
3.3.4适应现场环境多样化
由于电站锅炉一、二风总管直管段安装条件在许多场合无法满足，而且风道截面大，流速在截面上容易分布不均匀，为了确保测量精度，可以将多个风量测量探头进行等截面多点布置，然后将各测量装置的正压与正压、负压与负压相互连接，最终引出一组信号到变送器，这样的组合风速测量装置对风道的直管段没有太多要求。
3.3.5节能
采用插入式布置，对于整个大风道来说，组合风速测量装置的挡风面积几乎可以忽略不计，因此，其对整个风道流体的压力损失几乎没有，节能效果十分显著，且安装方便。
根据JJG640-94《差压式流量计检定规程》规定及有关测试方法进行标定，采用网格法，用标准毕托管或者标准测试仪器对安装风速测量装置的管道内的流量进行等截面多点实测，读出各点对应的实际差压，从而通过计算得出各装置所对应的修正系数和最终流量系数输入值K。
4.1标定仪表
（1）靠背管型标准差压测量仪器1只，其标准流量系数Kb为0.84，用于测量风道内气体动压
（2）U型管差压计1只，用于测量风道内气体动压
（3）压力表（DCS已经具备），用于测量风道内气体压力
（4）温度计（DCS已经具备），用于测量风道内气体温度
4.2标定主要参数的测量和计算
5 标定结果
6 结论
二次风测量装置安装后，有效避免了堵、测量部准确、信号跳变等故障，提高了设备的简易有效性。此外由标定结果可知：风量测量装置最终流量系数K与预置系数很接近，说明风量测量装置具有很高的测量精度；另外，调整各种工况查看得知风量测量装置具有稳定的调节线性，因此，风量测量装置完全可以满足运行需要，对于日常维护中减少维护量也大有帮助。
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