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一種提高鍋爐二次風(fēng)量測量準(zhǔn)確性的反吹掃方案設(shè)計(jì)

  來源:湖北西塞山發(fā)電有限公司  作者:王鋼

 摘 要: 通過對某火電機(jī)組鍋爐二次風(fēng)量取樣管路進(jìn)行改造,增加帶控制回路的反吹掃裝置,實(shí)現(xiàn)取樣管路遠(yuǎn)程在線反吹掃功能,解決取樣管路堵塞影響測量的問題,提高680 MW 機(jī)組鍋爐二次風(fēng)量測量的準(zhǔn)確性,保障鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性。F8h壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
1 鍋爐二次風(fēng)量測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)量測量裝置,每套裝置設(shè)置3 個測點(diǎn),確保風(fēng)量測量可靠、準(zhǔn)確。測點(diǎn)安裝結(jié)構(gòu)如圖1 所示,3 個測點(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)量測點(diǎn)經(jīng)常發(fā)生堵塞,測量值波動大,數(shù)據(jù)失真,送風(fēng)機(jī)動葉自動調(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]。
二次風(fēng)量測點(diǎn)安裝結(jié)構(gòu)
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)量測點(diǎn)堵塞的問題,第1 種是對測量裝置換型,改變測量方式。采用渦街流量計(jì)測量,因測量原理不同,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,對二次風(fēng)量測量裝置仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn),原測量裝置安裝符合規(guī)范,取樣筒磨損較小,有較好的利用價值,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。
 
通過對多種吹掃裝置的結(jié)構(gòu)研究對比,決定在充分利用原測量裝置的基礎(chǔ)上,采取成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、硬件改動小的方案來實(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)量測點(diǎn)堵塞時人工就地處理耗時耗力的問題。反吹掃裝置結(jié)構(gòu)如圖2 所示。
反吹掃裝置
 
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 個步驟。第1 步,變送器柜取樣管路改造。每個就地柜接入3 個電磁閥,其中 1 個截止電磁閥,用于吹掃總氣源的隔離,另外2 個為脈沖電磁閥,用于正負(fù)壓測取樣氣、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)動作,形成脈沖吹掃氣對正、負(fù)壓側(cè)取樣管路進(jìn)行反吹掃,經(jīng)過一個吹掃周期( 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)擊對應(yīng)側(cè)二次風(fēng)量反吹掃按鈕時,邏輯會自動將對應(yīng)側(cè)送風(fēng)自動調(diào)整切為手動,保障吹掃過程中的安全,在邏輯判斷送風(fēng)自動成功切除后開始進(jìn)入自動吹掃進(jìn)程,吹掃進(jìn)程結(jié)束后,畫面提示吹掃完成,此時運(yùn)行人員可以觀察測點(diǎn)測量值是否穩(wěn)定準(zhǔn)確,確認(rèn)無異常后即可投入送風(fēng)自動控制系統(tǒng)。反吹掃前后二次風(fēng)量測量值的變化趨勢如圖3所示,通過對比可知: 同一負(fù)荷下,吹掃前二次風(fēng)量測量值曲線波動較大,不穩(wěn)定,但吹掃完后曲線波動小,測量值穩(wěn)定。實(shí)踐證明,該方案能有效解決二次風(fēng)量堵塞時需要人工就地吹掃的問題,保障了測量值的準(zhǔn)確可靠,達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)效果。
反吹掃前后二次風(fēng)量測量曲線對比
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)行過程中測點(diǎn)不發(fā)生堵塞,提高測量準(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)自動投入的情況。可結(jié)合實(shí)際情況,將該自動吹掃裝置在其他測點(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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