超超臨界1000 MW 機組二次風量裝置改造與優化

李 淵，李晉達

（廣東粵電靖海發電有限公司，廣東揭陽 515223）

0 引言

超超臨界對沖式鍋爐采用對旋流燃燒器，二次風作為煤粉燃燒主要氧量來源，穩定著火，確保較高燃燒效率。二次風量作為機組協調控制系統（CCS）的重要控制回路，對機組安全可靠運行有重要影響，其嚴重偏低時，甚至會觸發鍋爐主燃料跳閘（MFT）。因此，二次風量測量準確性對機組安全高效運行有著極其重要的作用。

1 設備概況

該電廠1000 MW 機組二次風測量裝置采用威力巴WLB／SS 型在線測風裝置，是一種基于皮托管測速原理的壓差式測量方式。測點安裝在空預器出口熱二次風水平管道中，以4 根威力巴測風裝置等截面的方法平均布置在管道中，每根測風裝置均勻分布著感壓孔，其迎風面為高壓側，背風側為低壓側，每根測得的壓差均進入穩壓管，經其穩定處理后送入差壓變送器中。

在長期應用中，特別是灰塵濃度高的氣流中，極其容易造成堵塞，需定期吹掃；有時會造成部分感壓孔徹底堵死，失去了對應管道截面的取壓，造成測量不準確、失真。

2 二次風量測量出現的問題

熱二次風加熱方式為回轉式空預器換熱，因此在實際運行中，鍋爐尾部煙氣大量灰塵通過空預器進入到熱二次風中，在威力巴側風裝置的迎風口積聚灰塵，堵塞管路的取壓口。而且電廠在海邊，濕度較大，機組啟停時溫度變化大，所形成的水汽與感壓孔內灰塵形成硬塊，極難清除，嚴重時甚至需要隔離該段區域感壓管，避免影響風量測量結果。

鍋爐二次風風道為矩形管道（6000 mm×5000 mm），風道橫截面較大，在機組低負荷的時候，由于差壓較小，流速較低，整個流場分布不均勻。威力巴測風裝置并不能較好地反映整個風道的差壓變化，導致二次風量測量波動大，風量測量準確性較差。

3 二次風量測量改造與優化

為徹底解決二次風量測量準確性的問題，尤其是低負荷時測量數值波動大，最終達到對風量保護、送風自動投入的目的。

3.1 二次風量測量裝置選型原則

（1）風量測量裝置首先應具備高測量精度和高穩定性。因為二次風直接影響鍋爐風量保護、送風自動投入等機組安全和經濟運行方式，且鍋爐風道直管段較短、截面大，機組冷熱態差異大，導致二次風在風道內流場紊亂，少量測點無法代表真實流量，因此要達到較高準確度和穩定性，必須采用等截面網格法測量，保證截面內一定測點數量。

（2）風量測量裝置應具備良好的防堵措施，由于熱二次風中含有大量灰塵，且測量裝置堵塞是機組長期運行中風量測量不準、波動大的最主要原因，因此風量測量裝置不容易進灰堵灰，且具有良好的在線吹掃功能。

（3）風量測量裝置還應具備耐磨性、節能效果好等特性。測量介質溫度較高，灰塵含量高，要實現機組安全高效運行，則需要測量裝置具備耐磨功能；且測量裝置位于空預器后水平風道中，會造成進口二次風壓力損失，因此測量裝置應具備一定節能效應，減少壓損，從而減少風機出力，提高機組運行效率。現場安裝的二次風測量裝置如圖1 所示。

3.2 翼型文丘里全截面多點插入式風量測量裝置

3.2.1 測量原理

該裝置基于靠背差壓測量原理，測量裝置安裝在風道上，其探頭插入風道內，當氣流流動時，迎風面受氣流沖擊，在此處氣流的動能轉換成壓力，因而迎風面處管內壓力較高，成為“動壓”，背風面由于不受氣流沖擊，其感壓管內的靜壓力稱為“靜壓”，動壓與靜壓之差則為測量裝置測得的差壓，這個測得的差壓大小與風道中流通的氣流流速有關，因此只要測出差壓大小，再找到差壓與風速的函數關系，就可以準確得到當前風道內的氣流流速，從而計算出風量大小。

圖1 現場安裝的二次風測量裝置

3.2.2 防堵原理

由于測量原理的改進，側風裝置的取壓管上的感壓區域以V 錐形插入式垂直管段端面取壓，取代了威力巴式取樣管上的微小感壓孔，增加了單個測點上的感壓面積，大大減少了積灰的可能性。

在測量裝置的取壓管內部的頂端，配有一根懸掛的不銹鋼振動桿，在氣流沖擊的作用下，振動桿在管內在作無規則擺動，敲打取壓管，可以把管內壁因水汽、溫差大等原因積聚的粉塵刮下隨氣流帶走，從而保證了風量測量裝置取壓管內的清潔，避免堵塞。

在垂直管段與引壓管中還有一段斜管段，其中間有節流孔，氣流攜帶的灰塵進入該管段時沉積帶走，起到一定的除灰作用，保證引壓管內氣流清潔。

4 改造后實際應用情況

通過改造機組二次風量測量裝置，運行一年多來未出現風量測量明顯偏差情況，風量測量準確度高，測量曲線平穩，送風機自動調節風量和二次風量測量平穩。提高了鍋爐自動和保護的投入率，保障了鍋爐爐膛內的煤粉充分燃燒，增加了機組運行的經濟性和安全性，取得了良好效果。

5 結束語

通過改造，整個風量測量裝置實現自清灰、測量可靠，消除二次風量測量存在的安全隱患，實現二次風量測量裝置準確可靠，保證機組運行安全。