云浮电厂CFB锅炉一次风量改造可行性研究.doc

云浮C厂300MW机组CFB锅炉一次风量测量装置改造可行性研究作者： 王海明 单位： 广东粤电云河发电有限公司检修部热工三班 日期： 2012-9-19云浮C厂300MW机组CFB锅炉一次风量测量装置改造可行性研究云浮发电厂C厂投产时间2010年，引进上海锅炉厂1025 t/h 自主型CFB锅炉的技术，配套其300 MW汽轮发电机组。该电站使用的相关设备在选型中皆有比较好的规范性和适用性，从而保证了循环流化床电厂有效的运行。众所周知，电厂的一次风量的测量一直是一个难题，而CFB锅炉由于其含尘量更高，因而成了难题中的难题，首先让我看看云浮发电厂#5锅炉一次风量是如何测量的。一、云浮C厂#5锅炉一次风量测量技术简介。云浮C厂#5锅炉一次风量测量装置由广东省电科院设计，构成简图如下：取样采用威力巴子弹头截面流量探头，如下图子弹头截面形状的探头能产生精确的压力分布， 固定的流体分离点；位于探头侧后两边、流体分离点之前的低压取压孔，可以生成稳定的差压信号，并且有效防堵。内部一体化结构能避免信号渗漏提高探头结构强度，保持长期高精度。探头的前部形成高压区，压力略高于管道静压，阻止了颗粒进入。请注意：在探头的高压取压孔处流体的速度是零，没有物体会进入取压孔。 如左图：刚开机时，流体在管道静压作用下，进入弯管，很快形成了压力平衡的状态。当压力平衡状态形成以后，流体在弯管进口处遇到高压，绕道而行，不再进入弯管中。差压变送器采用重庆横河川仪有限公司生产的EJA智能变送器，该变送器量程为01Kpa,最大差压不超过50Kpa, 精度可以达到 0 .2 %。DCS中该一次风量差压测点的量程为0200KPa，正常测量时，该点测量值经常处于150KPa以上，严重超出变送器工作范围。测量精度也不是很高，对于微差压变动，该变送器输出也不是很精确。二、运行中出现的主要问题有以下两点：（1）锅炉正常运行时风量测量精度不够，误差偏大，启停炉过程中风量变化不明显，容易引起运行人员误判。（2）新机组经常启停，风量测量装置经常堵塞。需要热工人员定期吹扫，增加人员工作量。三、对现在阶段出现问题的研究分析及应对办法。经咨询厂家及查询相关资料，我们发现云浮C厂测量一次风量的威力巴流量计为均速管型。需求的前直管道长度必须达到20-30D，以保证流速分布为充分发展紊流，只有这样，仅测几点的流速才可能推算流经整个截面的流量。否则，管道中的流动比较复杂（，流速分布不仅不对称于轴线，还会有横向流动（二次流）及漩涡，仅测直径上几点流速是很难保证测量的准确度的。而现场测量可知，流量计前直管段只有56D，远远不能达到运行要求。研究还发现威力巴的低压取压孔位于探头侧后两边，流体分离点和尾迹区的前部。这种设计能防止尾部大量静止灰尘颗粒的堵塞并且能产生一个非常稳定的低压信号。但是这个位置还是难以避免一些高速颗粒进入，并且低压信号取样位置不够精确，会造成偏差。对于威力巴探头，当出现以下三种情况时，会造成堵塞：（1）.当引压管泄漏，探头高压平衡区遭到破坏，杂质中直径较小的颗粒就有可能进入取压孔。（2）.当管道处于停产时，由于分子的布朗运动，颗粒小的杂质有可能进入取压孔。（3）.系统频繁开停机，在高压区形成的瞬间，颗粒小的杂质有可能进入取压孔，日积月累，就有可能造成探头的堵塞。而云浮电厂C厂#5锅炉由于是新机组，会经常出现以上三种情况。对于以上问题，云浮电厂热工人员积极谋划解决方案，联合威力巴厂家技术人员，为一次风量测量装置配置了威力巴公司研制的防堵装置，并在锅炉风量计算函数中增加修正模块，但是经过短时间正常运行，虽然没有发生严重堵塞现象，但还是出现了测量精度更差的问题。热工人员无奈又拆下防堵装置，采用人工每周定期吹扫的方式。虽然操作复杂且耗时耗力，但是基本保证了测量精度。四、参考其他电厂测量装置为了能更好的解决云浮电厂的问题。我们参阅了四川白马电厂的一次风量测量的装置。白马电厂的一、二次风流量计使用的是 德国intra-automation gmbh公司（简称IA）生产的itabar（依特巴）均速管流量计+ ABB的微差压变送器，另ALSTOM公司还为其配备了两种吹扫装置：a、brooks intrusment（布鲁克斯）恒定入口压力式吹扫装置b、电磁阀式LSP定时吹扫装置 ；ALSTOM公司当年为什么给该厂的风量测量装置选择了两种吹扫方式我们不得而知，但ALSTOM公司的选择恰恰为我们提供了较好的对比素材，什么样的配置最实用，产品的实际使用结果才是能说话的硬道理，白马电厂使用了德国IA公司依特巴均速管流量计（型号分别为IBR-26/IBR-36）共55套，该流量计以及ABB公司的微差压变送器性能稳定，IA公司给ALSTOM公司推荐配置的brooks intrusment（布鲁克斯）恒入口压力式吹扫装置性能优异，从来没有发现流量计取压孔堵塞的问题，ALSTOM公司为部分itabar流量计配置的普通电磁阀式LSP定时吹扫装置相对要逊色一筹，曾经出现过取压孔堵塞的问题；由此我们可以看出：电厂风量测量装置中 德国IA公司的itabar（依特巴）均速管流量计+ +brooks intrusment（布鲁克斯）恒入口压力式吹扫装置 是一个比较不错的选择。五、结合四川白马电厂技术提出解决云浮电厂问题的办法 通过了解四川白马电厂一次风量测量技术，并结合云浮C厂#5锅炉现场实际情况，热工人员提出了采用机翼式流量计+ ABB微差压变送器+（布鲁克斯）恒入口压力式吹扫装置为一个整体的测量装置。理由如下：#5锅炉一次风量管道直管段不足，仅仅有56D，而机翼式流量计需求前直管段0.6-1.0D,后直管段0.2D，这恰恰符合现场情况。机翼式流量计有以下优点：（1）核心节流元件为流线型机翼形状，其阻力系数达到了最小极限。压损较小，产生的压损不超过差压值的4%。（2）采用了多个翼形管，增加了检测点，提高了测量精确度；翼形管增多，则翼形管长度缩短，从而使管段长度缩短，减少了体积，降低了重量。 （3）在每个翼形管上选择的检测点是采用等面积法，从而使测得的流量接近真值，确保了测量精确度。（4）采用独特的机翼腔体取压法，彻底解决了堵塞问题，在翼形管外部增加了排污装置和疏通装置，确保运行安全和维修方便。 （5）长期稳定性好、适用范围广、结构简单、操作便于掌握、故障容易排除。（6）具有独特的机翼线型，能产生较大的差压，测量稳定精度较高。采用ABB微差压变送器，其精度等级为0.075%，能更有效提高输出精度，及时测量微小风量变化。采用布鲁克斯恒入口压力式吹扫装置，不会影响取样差压的真实值，更能杜绝取样探头的堵塞。改造后整体测量结构简图