锅炉风量

2024-11-04

锅炉风量（精选5篇）

锅炉风量篇1

摘要：锅炉总风量控制是燃烧调节的核心控制逻辑, 配风调整的好坏直接影响到锅炉燃烧的经济性。由于锅炉制造、安装、测点反馈与设计值均可能存在一定的偏差, 为保证锅炉在运行中有最佳的风量控制, 必须通过实际生产中进行总结和探讨, 优化控制逻辑, 以达到锅炉最佳运行工况。

关键词：总风量控制,锅炉氧量,优化

1 优化前锅炉运行情况

随着脱硝系统引入, 对锅炉风烟系统控制提出了更高的要求。脱硝系统增加了很多有用的监视参数, 其中包括脱硝烟气入口CO含量, 是反应锅炉配风合理性的重要实时参数。运行中存在以下问题:

(1) 满负荷时A/B侧脱硝入口CO含量测点由10mg/Nm3快速上涨至210mg/Nm3测量上限, 并在整个满负荷运行时期难以减低, 说明机组在高负荷运行期间存在氧量偏低, 影响燃烧效率。

(2) 曲线中两次加负荷过程中, 氧量均最低至2%以下 (最低达1.5%) , 且回调时间很长, 氧量跟踪非常缓慢, 导致锅炉高负荷配风长时间不够。

通过总煤量对应风量曲线, 经过氧量校正系数相乘后得到风量指令。在变负荷超过15MW幅度时会有变负荷前馈加入风量指令, 这个前馈值随变负荷的幅度而增大, 在与目标负荷相差15MW时退出。但此前馈值相对很小, 对锅炉风量调整影响非常有限, 最根本的影响就是风量曲线, 以及与之相乘的氧量校正系数。

风量控制相关的函数曲线如下两表:

氧量校正是通过实际氧量与设定氧量偏差, 通过速率限制输出氧量校正系数, 从而通过系数来影响风量指令形成。为保证安全稳定的燃烧, 氧量校正系数被控制在0.8-1.2。在变负荷过程中, 氧量校正回路会暂停, 而使变负荷指令更快形成, 此时氧量校正系数仍保持在变负荷前数值, 以实现无扰控制。由于低负荷一次风率偏大, 导致送风机低负荷裕度很大, 动叶开度常减至很低, 仍无法使氧量达到设定值。而氧量校正系数会因为氧量偏差而不断修正, 直至达到0.8下限。当加负荷时, 风量指令即为煤量对应曲线与氧量校正系数0.8的乘积, 即使得加负荷时风量指令偏小。根据上表可以看出, 机组600MW运行时煤量225.7t/h, 对应风量为1964.8t/h, 但实际风量并未达到此值。这也是曲线中加负荷段氧量持续降低至低于氧量设定很多的原因。

下面来探讨低负荷时氧量校正系数低问题。氧量校正系数是氧量校正站的输出值, 当锅炉运行中通过氧量的反馈值和设定值偏差, 调节器自动通过速率限制对风量指令进行比例修正。即氧量的反馈值与设定值存在偏差, 调节器就会开始进行此修正。低负荷运行时, 由于制粉系统冗余运行, 一次风率偏大, 造成二次风必须减小, 这就造成送风机必须将出力降至很低。而机组有送风机指令低14%闭锁负荷减的保护, 因此热控人员对送风机动叶进行了闭锁控制。这样就导致了在低负荷锅炉总风量在送风机动叶闭锁时无法调小, 氧量校正系数就会不断的调整直到0.8的下限。当加负荷时总风量又直接受到这个0.8系数影响, 造成变负荷氧量低情况。氧量过低, 锅炉运行肯定是不经济的。在锅炉600MW氧量2.0%运行情况下比低负荷氧量充足时的飞灰含碳量高了近1%。根据经验, 飞灰含碳量每增加1%, 机组供电煤耗即增加0.5-0.8g/kwh。实际运行中, 在变负荷至高负荷运行时氧量低于2.0%的时候非常常见, 最低甚至达到1.0%以下。在对锅炉工况未知的情况下取样化验结果里有很多都超过了3%, 从以上分析看来绝对不是偶然的化验分析错误。变负荷甚至高负荷运行是我们机组运行的大概率事件, 若能尽早解决好, 肯定对机组节能降耗有非常积极的作用。

2 现象分析

为了证实和改进以上问题, 3月27日询问热控人员相关情况, 并配合热控人员根据实际运行参数对2号炉参数进行了如下修改:

在原来锅炉运行中, 氧量校正系数长期在0.8-0.9左右, 影响变负荷时风量响应幅度。为使变负荷时氧量校正系数更接近于1, 通过上述风煤配比的修正, 在变负荷时虽然煤量对应风量减少, 但系数的增加反倒是提高了风量质量的最终值。为了在变负荷中尽量控制低氧运行情况, 还增加了变负荷前馈幅度, 并将变负荷前馈值退出延时延长至与目标负荷相差15MW后约2min。

机组升负荷的情况, 可以看出加负荷指令来后, 送风机快速开大, 加负荷前半段氧量回升, 在负荷快到位时送风机动叶快速减小, 氧量随之快速下降, SCR入口CO含量明显上升, 随后氧量开始校正, 最终达到较好的稳态。此段说明进行以上修改后在高负荷运行时, 氧量校正系数起点在1左右, 风量基本能满足需求。

低负荷开始加负荷初期, 氧量校正系数为0.8下限, 在整个加负荷段保持, 当加负荷前馈退出, 送风机和氧量即出现快速大幅下降, 氧量最低降至1.5%。随后通过手动增加氧量校正, 使校正系数提升至1左右, 使氧量快速恢复到2.8%, SCR入口CO含量也很快降低。此段说明在低负荷氧量校正系数低时仍然存在加负荷过程中的缺氧问题。

3 优化措施

上面对低负荷氧量校正系数的分析可以知道, 低负荷送风机无法适应氧量变化需求, 是造成氧量校正系数低的问题。但是送风机动叶闭锁是对安全的保障, 也是对机组保护逻辑的应对。为了解决此问题, 进行如下分析优化:

(1) 煤量对应风量指令的修正

300MW锅炉风量需求均在1050-1100t/h左右, 而目前经修改后的风量指令值仍有1200t/h, 需要进一步下调, 否则仍然摆脱不了校正系数过低的问题。高负荷风量设定高一些可以避免加负荷期间缺氧。通过调整使风量指令尽量与实际需求相对应, 再通过小幅度氧量校正即可达到需求。建议进一步根据实际风量需求修改更加合适的风量指令函数。

(2) 送风机动叶闭锁定值优化

送风机投产至今运行情况很稳定, 具备长时间低负荷运行能力。动叶闭锁是为了保证机组不触发负荷闭减, 450MW以下的闭锁开度限制了氧量校正幅度, 而450MW以上锅炉开始进入正常调节范围, 且时常发生缺氧情况。根据以上分析, 建议修改定值。

(3) 变负荷前馈量优化

经修改后的变负荷前馈较之前有明显的提升, 但仍然存在退出过早和过快的问题。建议将此前馈量延长至10-20分钟, 通过速率限制使其缓慢的衰减, 使加负荷过程中送风机骤减导致氧量不足的问题解决。

4 思考总结

锅炉风量过大是浪费, 过小会影响煤燃烧, 在复杂多变的锅炉运行调整中, 使总风量控制尽量达到一个合理平衡, 会使机组安全性和经济性得到双收。锅炉总风量控制逻辑优化, 是个非常复杂的工作, 但鉴于我厂运行实际, 一定不能畏难不为。在此诚请热控专家不辞辛苦, 重视此问题, 以期尽快使问题得到解决。

参考文献

[1]600MW超超临界机组锅炉运行说明书.哈尔滨锅炉厂.

[2]刘志敏.电站锅炉原理[M].中国电力出版社.

[3]巨林仓.电厂热工过程控制系统[M].西安交通大学出版社.

[4]朱全利.锅炉设备及系统[M].中国电力出版社.

变风量空调总风量控制系统分析篇2

关键词：变风量空调总风量控制系统

VAV系统根据室内参数和控制区域空调负荷的变化情况，实现送风量的自动控制，在满足人们生产生活方面发挥重要作用，而且变风量空调系统具有结构简单、维修量小，使用寿命长等特点，因此对其总风量控制系统研究一直是业内人士研究的重要内容。

一、VAV系统控制环路

一个具有代表性的变风量空调系统由送风温度控制、新排风量控制、送回风量匹配控制、送风静压控制、室温控制共五个反馈控制环路构成。其中送风温度控制目的在于将空间内的气流组织维持在最佳状态，以防止空间内的气流组织紊乱；新排风量控制能将空间压力维持在正常水平，因此排风阀的开度大小应参考新风阀的而定；空调系统工作时送风量改变会引起送回风量差值的改变，因此将风量维持在平衡状态，可通过控制器进行调整；送风压控制常用方法有总风量法、变静压法和定静压法，运用总风量法时需计算出VAV系统末端装置总瞬时风量，并参考风道阻力和风机性能曲线特点，确定转速和流量之间的关系，控制器利用该关系对空气流量进行控制。变静压控制时应将阀门全部打开，并在保持风管中静压尽量小的基础上对送风量进行控制。不过该种方法控制操作比较麻烦，且系统稳定性不高，因此实际应用率并不高。定压控制时需将静压传感器测定值和设定值进行对比，通过控制器调节风管静压合和风机速度。空间温度控制由主控制和副控制回路之分，主控制回路先对比设定温度和空间温度的实际值，利用PI控制算法计算出输出风量值用于输入副控制回路。而副控制回路依据从主控回路输入值和末端装置的实际风量之间的差值，利用PI控制算法将结果传输到风阀执行器实现流量的控制。

二、变风量空调系统设计实例分析

1.实例概况

北方沿海城市某甲级写字楼总建筑面积22万平方米左右，高度240m其中楼上53层楼下3层，外部为钢结构框架，内部为剪力墙核心筒。另外，该沿海城市受暖温带大陆性季风气候影响。

2.空调系统设计要求

该写字楼空调系统设计要求较为复杂，要求高大空间周边区使用变风量全空气空调系统，会所区、地下车库、设备区运用全空气定风量送风系统，电梯厅、餐厅采用的空调系统为变风量全空气低速送风系统。

办公区分为内区和外区且均使用单风道变风量空调系统，并要求不同标准层设置东、西两个方向上的风系统，每个系统均包含3个朝向的房间。在空调系统末端安装单风道变风量末端装置，另外，为满足冬季工作要求，要求在外区安装热水加热盘管。

办公区中每层的两个空调机房中共安装4台变风量空调机组，且为双风机系统，并运用送回风机变频控制。每层空气通过百叶进行更新。另外，空调机组均安装全热交换器，以提高排风所带余热。

3.空调系统控制的实现

（1）VAV末端温度控制

该写字楼温度的控制主要通过由VAV控制器组成的主副环串级调节系统实现。其中主环是定值调节系统，且将室内温度作为主要参数，副环为随机调节系统且将风道空气流量作为副参数。工作时VAV控制器先对比室内和设定温度间的差值，利用PI控制算法将数据传输给副环，副环在VAV控制器控制下比较空气流量和由主环传输的数值，并在PI算法的控制下，通过末端装置对室内温度进行调节。

（2）送风量控制

该写字楼空调系统中，控制空调机组送风机方法为总风量控制法。该控制方法需计算出VAV末端总风量数据，即由空调机组中的控制器读取各末端风量，并计算出所需总风量。經大量研究证明转速和风机风量为近似正比关系。实际工作中如发现所需总风量对应的转速低于风机实际转速，表示风机转速较高应适当关小末端风阀；反之，应将风机转速适当调高。总风量控制法节能效果处在变静压和定静压法之间，且调节比较平稳和及时，因此在大型公共建筑中应用较为广泛。

（2）送回风量匹配和送风温度的控制

系统控制送回风量时主要根据送风机工作频率，控制回风机工作状态，以保证两者之间达到良好的匹配。另外，为保持送风温度的恒定通过传感器调节水阀的开闭。

（3）新排风量控制

控制新风阀主要运用二氧化碳浓度监控法，即在风管上安装二氧化碳浓度传感器以监测系统回风的二氧化碳浓度，并将其和设定值对比以控制新风阀的开度。系统运行中如发现二氧化碳浓度高于设定值会适当将新风阀调大，以达到减少室内二氧化碳浓度的目的。总之，在回风阀和排风阀参考新风阀开度的基础上共同维持系统风量平衡。

（4）防冻控制

冬季如盘管温度未达到防冻保护温度要求，防冻开关会发出警告，将加湿阀和新风阀关闭，并将热水阀调节至全开状态以避免盘管冻裂。

三、总风量调试分析

1.风机风量的测定

转速和风机风量存在近似的正比例关系，且在初调时能够测定出来。另外，也可向系统提供方索取。该项数据是控制系统总风量的重要参数，因此需认真测定以保证数据的准确性。

测定风机总风量时应在空调机组正常运行的基础上实施，即根据相关规范规定，在距离离异管件4～5倍管径位置处设置测定风量孔，将风量传感器安装其中，利用传感器的压差，获得管路中的风量。另外，如不使用风量测定孔应及时关闭。

2.系统风量平衡

变风量空调风机工作时，总风量的调节主要依据末端BOX需求总风量调节转速实现。不过实际调试时末端箱体风量不足的现象时有发生，为此，技术人员应根据实际情况进行调节，以保持系统压力平衡，常用方法有加装手动风阀、插节流孔板等。

3.新风量的控制

因空调系统运行时送入的房间风量处在变化之中，因此新风量的也会发生改变。而且有时总风量即便满足设计要求，但是真正到达房间的最小风量未必满足要求。同时，新风量的调节主要依据回风二氧化碳浓度，但是如系统使用走廊吊顶回风方式，回风管并未和所有空调房间连接，因此会给某些房间的控制质量造成影响。鉴于此种情况调试时应对系统总风量进行修正。并安装定风量箱或新风风量传感器，保证系统新风量满足设计要求。

四、总结

综上所述，变风量空调总风量控制系统主要依据末端设计风量确定风机转速，不但保证了系统工作稳定性，而且大大降低了调试难度。因此，应对变风量空调总风量控制系统进行研究，为该系统的广泛应用奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]朱红. 变风量空调系统风机风量控制方法研究与实现[J]. 黄石理工学院学报，2007，06：12-16.

[2]徐超远，郑文剑，余宁浙. 变风量空调系统（VAV）总风量控制实例分析[J]. 智能建筑与城市信息，2008，09：48-51.

[3]华海荣. 变风量空调总风量控制系统探究[J]. 电子制作，2013，07：220.

[4]李广. 变风量空调系统控制方法探讨[J]. 科技致富向导，2013，14：115+120.

锅炉风量控制器CAD系统篇3

1 系统概况

1.1 系统设计思想。

该系统根据挡板风箱设计规则,采用参数化方法进行软件系统设计,以Visual C++5.0为开发工具完成软件的研制开发任务。采用DXF文件接口技术实现与Auto CAD数据交换。输入挡板风箱的边界条件,自动生成挡档风箱总图、组件图、零件图、零件清单。减少了很多重复性劳动,缩短设计周期,提高设计效率。

1.2 系统主要模块。

挡板风箱CAD系统运行在Windows98操作系统上,与Auto CAD一起使用。为了满足实际操作及产品设计需要,该系统包含显示模块、数据输入模块等几大模块,如图1。

2 系统设计

首先,根据实际需要和挡板风箱设计规则,设计系统总体结构框架,设计系统数据结构。然后采用Visual C++5.0为开发工具实现各部分功能。

2.1 挡板风箱部件结构。

挡板风箱上、下、左、右由四块槽钢[No.30a和四块法兰板焊接在一起。上面还有工字钢。在特殊情况下,下面也有工字钢。中间由钢板分隔成一个个的分隔间。每个分隔间根据高度不同可分为一挡板、二挡板、四挡板三种结构。一挡板,风箱高度在127mm~346mm之间。只有一个主动轴,带动挡板转动。如图2。

二挡板,风箱高度在356mm~71imm之间。有一个主动轴、一个被动轴。主动轴带动一个挡板转动,又通过一个四连杆机构带动另一个挡板和被动轴转动。

四挡板,风箱高度在743mm~1403mm;之间。有一个主动轴、三个被动轴。主动轴带动一个挡板转动,又通过一个四连杆机构带动另一个挡板和另一个被动轴转动。还有两个挡板和两个被动轴是通过两个连杆带动一起转动的。

2.2 系统数据结构。

数据结构是指数据对象及其相互关系和构造方法。[3]该系统的数据结构是根据挡板风箱部件结构及其设计规则设计的。挡板风箱由若干个分隔间组成。每个分隔间的数据结构设计成C语言的一个结构体struct[4]。

由这样的结构组成的线性表[5]就代表挡板风箱的若干个分隔间。其它部分的数据结构也采用类似的方法设计。

2.3 显示界面。

该系统采用Windows98图形界面,在处理WM_PAINT消息时,调用BeginPaint函数获取窗口用户区的设备描述表句柄;执行该系统的绘图函数,该绘图函数是根据挡板风箱的轮廓设计的,通过调用GDI提供的函数操作(画点、画线、显示文本等)实现绘图显示;调用End Paint函数释放设备描述表句柄[2]。

2.4 数据输入。

该系统数据输入是采用Windows98对话框实现的。对应每个对话框,应用程序必须有一个相应的对话框函数。数据输入功能主要由对话框函数处理。函数接收到WM-INITDIALOG消息时,把原来的数据转换成相应的格式用来初始化对话框中的控制窗口,显示在对话框上;用户再在对话框上修改、编辑这些数据,当认为满意时,用鼠标点击“确定”按钮:对话框函数接收到WM-COMMAND消息,判断w Param参数低16位值是否为IDOK,如果是,从对话框中的控制窗口获取相应的数据,转换格式后,保存在内存中。

2.5 数据存储与读入。

数据存储与读入采用Wimdows SDK的文件功能来实现。[2]数据存储过程是,先打开文件,把数据写入文件,再关闭文件。数据读入过程是,先打开文件,从文件读取数据,再关闭文件。

2.6 图形生成。

图形生成采用参数化方法,按照挡板风箱设计规则,对输入的数据进行加工。加工的过程就是把人的手工绘图的过程抽象出计算机程序的算法,编制出程序,用计算机程序的运行过程代替人的手工绘图过程。经过数据加工,生成图形元素数据(直线、圆弧、圆、文字等)。把图形元素数据以DXF文件格式写到磁盘文件中。再由Auto CAD读入变成Auto CAD图形。

3 应用实例

燃烧器挡板风箱在设计过程中,重复劳动比较多,需要计算每一根管子的长度、重量,人工计算出现错误的可能性很大,需要反复校对,设计周期长,效率不高。采用该系统进行设计,所有的计算都由计算机来完成,计算速度快,准确率高,不需要过多的校对,使设计周期缩短了很多,设计效率明显提高。如,托克托600MW工程中,燃烧器挡板风箱按以前方法设计计划用30天完成。采用此系统设计,实际只用7天就可以完成。

结语

该系统功能完备,执行效率高,可靠性、稳定性好,是设计燃烧器挡板风箱的专业化软件,界面采用图形方式,输入采用对话框方式,两者结合在一起,显示直观,择作使用方便;生成的图形采用DXF文件格式,可以把数据传递给Auto CAD,开放性强。在工程设计中应用,可提高设计效率,缩短设计周期,使设计人员从繁琐的手工劳动中解放出来。

参考文献

[1]希望.AutoCADl0.0计算机绘图软件包[M].北京:海洋出版社,1991:423-450.

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[3]王春森.程序设计[M].北京:清华大学出版社,1999:318-342.

[4]孙志挥.C语言程序设计简明教程[M].南京:南京工学院出版社,1987:171-200.

锅炉风量篇4

在流化床发电机组锅炉系统中, 一次热风和二次风风量的测量准确性十分重要, 直接关系到炉膛燃烧的充分与否。同时在投入自动保护时, 风量的流量控制也是一个重要的方面。所以选择合适的风量测量装置就显得尤为重要。在锅炉管道设计中, 由于现场实际的制约, 在设计管道时, 直管段的长度一般都达不到国家标准对流量测量直管段的规定要求。特别是像一次热风和二次风这样的大管道和特大管道方面更是欠缺。这就使得在选取风量节流装置时, 必须选择适合大管道和特大管道的测量装置。

在30MW及以上流化床发电机组中一、二次风管道由于口径大, 考虑到安装和价格等方面的因素, 一般选取插入式节流装置来测量流量。目前常见的插入式节流装置一般为均速管式插入式节流装置, 根据检测杆截面形状的不同, 有阿牛巴 (菱形截面) 、托巴 (六方形截面) 、威力巴 (子弹头型截面) 等。插入组合式双文丘里喷嘴节流装置, 是一种新型的插入式节流装置, 相对于巴类节流装置, 本身具有灵敏度高、差压信号强且稳定, 精度高, 防堵能力强、直管段要求短等特点。

插入组合式双文丘里喷嘴节流装置是一种专为这种大管道和特大管道测量而设计风量节流装置, 他自身带有直管段, 减小了直管段的要求, 同时针对管道内粉尘的影响, 设计了自清灰结构型式, 而且在取压时, 采用环式多点取压, 防止取压孔堵塞对测量造成影响。在安装方面也在用一体化法兰安装, 安装方便, 同时便于以后维修。最重要的是在精度方面, 在有1D~2D直管段的情况下, 他最低精度达到±0.5%。完全满足硫化床发电机组锅炉风量测量的要求。同其他 (传统) 节流装置, 如孔板、巴类相比, 具有精确、差压大、波动小、防堵等各种优越性, 而且需要的直管段短。所以插入组合式双文丘里喷嘴节流装置是我们在一、二次风大管道风量测量装置选择时的首选。

2 测量原理

插入组合式双文丘里节流装置是在插入式文丘里管的基础上开发, 按照速度面积法布置的一种新型流量传感器。它是节流式流量传感器与速度面积法测量方法的完美结合。插入组合式双文丘里节流装置是由多个双文丘里管, 按照速度面积法布置在管道中, 将取压信号汇入引压管, 从而得到流量。

插入组合式双文丘里喷嘴流量测量装置, 在结构设计上, 采用相似理论, 即几何形状相似和动力学相似。

几何形状相似主要结构有:测量管、入口文丘里喷嘴、圆弧形曲面结构、喷嘴喉部、测量段 (音速) 文丘里喷嘴、喉部、扩散段以及双环室等结构, 内置于测量管内。

在设计计算上采用动力学相似, 动力学相似主要特征为:雷诺数 (Re D) 相等。在几何形状相似、动力学相似条件下, 插入组合式节流装置的流出系数是相同的。对于大风管流量的测量来讲, 其主要在于管道雷诺数 (Re D) 值, 雷诺数是表征流体流量 (流速) 、密度和粘度的一个综合参数。气体在高速流动时, 近似于紊流速度分布。紊流速度分布称为无限大雷诺数的速度分布, 直线速度分布, 或称为塞流速度分布。对发电厂一次风、二次风测量来说, 其管道雷诺数基本上都在104左右, 其流体的流动状态为紊流状态。紊流状态的流体最后除在管壁的一点外, 所有各点都将以同一速度流动的直线速度分布。将风量测量装置插入管道内平均流速的位置范围内, 来检测平均流速位置处流速的变化。流体流过测量段文丘里喷嘴, 精确测出节流件前后的差压 (流体流速越大, 产生的差压越大) , 知道流体物理性质以及流动状态, 就可以确定流量与差压信号的关系, 从而精确计算出流量。通过差压、压力、温度管路, 将差压信号、温度信号、压力信号传到差压变送器、压力变送器、温度变送器, 转换为相对应的直流信号 (4—20MADC或1—5VDC) , 送到二次显示仪表或DCS微机控制系统, 精确计算发电厂锅炉风道一次风、二次风和烟尘的瞬时流量和累计流量, 以及压力、温度等参数。

3 组成和结构特点

1、测量管;2、悬臂;3、一体化法兰;4、取压管

1) 入口采用喷嘴圆弧曲面结构:有效的增大入口迎流面积, 对来流有较强的吸引导流作用, 使流体能顺利的进入入口文丘里喷嘴。

2) 在结构设计上, 充分考虑到发电厂一次风、二次风风道结构上的局限性, 采用在入口文丘里喷嘴喉部增加一段直管段, 主要作用是除对流体进行稳流外, 又最大限度满足一次风、二次风风道结构上的局限性, 对直管段较短的风道, 也能很好满足一次风、二次风测量的需要。

3) 采用双环室均压结构, 双文丘里喷嘴传感器同时取出上游的静压和下游的动压在各自的环室均压, 压力信号均匀稳定, 提高了信号测量的精度, 保证了测量的准确性和稳定性。

4) 采用双文丘里喷嘴结构, 采用入口文丘里喷嘴, 入口文丘里喷嘴喉部增加一段直管段, 直管段的稳流功能, 检测段文丘里喷嘴, 后直管段结构, 具有差压信号大, 精度高, 0.5级, 耐磨损, 不易产生结垢和阻塞。

5) 采用多次收缩圆弧曲面结构, 具有多重差压信号放大的功能, 流体通过多次收缩圆弧曲面, 将流体多次加速, 流体以亚音速或音速通流过双文丘里喷嘴风量传感器, 具有多次将差压信号放大的功能。与其他插入式节流装置像巴类、均速管等相比, 一般相差一倍。

6) 采用自动清除灰尘防堵塞结构, 静压取压环室采用环隙结构, 动压环室取压孔采用喉部取压孔结构, 有效的防止取压孔堵塞而导致传感器无法取出信号, 检测段采用音速喷嘴结构, 流体以非常高的速度, 通过文丘里喷嘴喉部, 含尘气体无法堵塞文丘里喷嘴喉部取压孔、本身具有利用流体动能进行自清灰功能, 确保在粉尘含量较高情况下设备正常稳定工作。

7) 低压损优化结构设计:采用低压损设计理念, 改变传统节流装置结构设计:文丘里喷嘴在结构上, 采用临界流 (音速) 文丘里喷嘴设计结构, 在扩散段 (俗称扩压锥) 的扩散角从传统的≤30°改变为扩散角≤10°以下, 使压力损失达到国际公认的≤5%, 最大限度的减少能量的损失, 在扩散短后又增加了一段后直管段, 既有二次恢复压力的功能, 最大限度的保证压力恢复到95%以上。

4 数学模型

根据伯努利方程, 可得流体速度和差压的关系:

式中:V———管道内流体的速度, 单位m/s;

ΔP———节流元件测量的差压, 单位Pa;

K———比例常数

ρ———气体的密度, 单位kg/m3

根据速度面积法, 可得流量:

式中:Qv———管道流体流量, 单位m3/h;

A———管道内截面积单位, m3;

由于流体实际流动时的物理特性的变化, 加入了流体的修正参数, 根据风洞动力场试验, 实际流量与计算流量有微小的差异, 加入了流量的修正函数∫ (P·t) 。

流体的实际体积流量为:

F:被测流体有关修正参数;

∫ (P·t) 体积流量的修正函数;

5 与其他测量装置的比较

插入组合式双文丘里喷嘴风量测量装置测量精度高 (0.5%) ;测量差压大、稳定性好;压损小;入口和喷嘴采用圆弧镜面加工能防沾粘, 耐磨损, 防腐蚀。有自清灰结构功能, 防止堵塞;前段增加了直管段设计, 减小的大管道直管段长度要求, 特别适合大管道和特大管道流量的测量。

插入组合式双文丘里喷嘴风量测量装置测量线性良好, 根据国家风洞实验数据图2, 可以看出, 在常用风速的范围内, 差压和风速是几乎是一条直线, 完全满足电厂的测量要求。

缺点是, 对口径小于200mm的管道, 由于几何尺寸得限制, 不太适合。

6 结论

在电力行业, 测量锅炉大管道风量流量时, 选用插入组合式双文丘里喷嘴节流装置是一种理想的选择, 能满足实际测量的精度、压损防堵等问题, 同时做到免维修。

摘要：介绍流量计量系统中节流元件的选择方法及其在300MW流化床锅炉中的应用。

关键词：双文丘里喷嘴,节流装置,雷诺数,差压,流量

参考文献

[1]GB/T2624-1993.流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量[S].1993.

[2]笋淮清, 等.流量测量节流装置设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2005.

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锅炉风量篇5

某电厂的UG-150/9.8-M5型循环流化床锅炉在调试初期的点火成功率仅为20%左右。每次点炉耗时10~16h, 油耗为1.2t/h, 则平均耗资近14万元/次。如点炉时发生结焦现象, 则需清焦, 每次清焦需10余人清理数日, 清焦人员在清焦时极易出现脱水、中暑现象。因点火问题严重影响了调试进度, 经过分析研究, 锅炉调试小组提出了小风量点火新操作法, 成功解决了锅炉点火这一难题。

二、电厂锅炉点火方式存在问题

1. 燃料问题

(1) 该电厂所用燃煤, 煤质难以控制, 每次购进的煤质都不同。

(2) 煤质接近于无烟煤, 挥发份低, 着火温度高, 燃尽所需时间长。

(3) 燃料露天存放, 阴雨天多, 水分大。

(4) 煤粒大小不均, 粒径大于10mm超过50%, 最大粒径高达30mm, 偏离设计值。

(5) 煤中含矸石量大, 造成放渣频率高, 堵管频繁。

2. 点火底料问题

(1) 点火床料太厚, 所需最小流化风量偏大, 点火时床温上升较慢。

(2) 点火底料一般用经过筛选的锅炉炉渣, 含煤量大, 大约有7%的煤粒, 着火时床温不好控制易爆燃。

(3) 底料露天存放湿度大。

(4) 含铁量高, 床温易超温结焦。

3. 操作步骤不合理

燃料不易引燃的情况下, 投运返料用高压风机会将循环灰系统的冷灰送入炉膛, 降低床温, 更不易点火成功。

三、锅炉点火工艺优化思路

1. 减薄底料厚度

减少填充底料, 控制厚度为500mm, 比原厚降低20%, 料层薄最小流化风量低, 能有效减少风带走的热量。

2. 添加木炭辅助点火

如果燃料质量差, 点火前在底料上面平铺木炭约400kg, 木炭与油混燃的好处有:一是预热底料, 在油枪加热床料的基础上进一步加热床料, 使床料能达到较高的温度;二是木炭能改善炉内物料结构, 不会产生低温结焦;三是木炭比柴油价格低廉, 使用木炭预热后可以缩短投油时间, 节约燃油。以前点炉成功耗时10~16h, 加入木炭点火成功只需5~6h, 每次点炉省油约12t, 节约资金约8万元。

3. 适时关闭高压风机

点炉升温后期停运高压风机, 可减少凉风及凉灰进入炉膛, 提升后期床温升温速度, 减少锅炉启动时间。

4. 及时降低一次风量

点火时, 在满足流化的情况下进一步降低一次风量, 提升床温, 达到投煤条件。

四、小风量点火法操作规程

1. 准备工作

(1) 做油枪雾化试验, 确认良好。

(2) 彻底清理炉膛, 并逐个清理风帽眼, 以免堵塞。

(3) 点火床料颗粒大小应均匀, 在0~8mm范围内, 含煤量在3%以内。

(4) 启动引风机、一次风机进料, 保持低转速进床料。风室风压达4 000~4 500Pa时停引风机、一次风机。床料厚度控制在450~500mm。

(5) 做冷态实验。

(6) 检查床料是否平整, 填入木炭约400kg, 木炭应均匀, 控制块径如鸡蛋大小。

2. 启动点火

(1) 启动引风机、一次风机, 负压控制在±200Pa, 一次风机风量25 000~28 000m3/h, 风室风压5 500~6 500Pa, 启高压风机。

(2) 开1#燃烧器燃烧风, 风量维持在2 000~2 700m3/h, 混合风在10%~15%开度。启动点火装置, 着火后加大燃烧风至7 000m3/h左右。密切关注火焰强度信号, 以免提风太快吹灭火。

(3) 燃烧器温度应由燃烧风微调、混合风主调。燃烧器温度控制在980℃以下, 以免烧坏燃烧器。

(4) 油泵压力控制在1.5~1.8MPa。启动2#燃烧器, 操作同上。

(5) 按照锅炉升温曲线升温

(6) 大约4~5h左右, 床温可达550℃, 可脉冲投煤。先投中间1台给煤机, 投运30~60s后停止, 投煤量在0.5t/h左右。

(7) 密切关注含氧量、床温、风室风压的变化, 据此判断投煤引燃情况。

(8) 如床温上升、含氧量下降、风室风压无波动, 应缓慢加大一次风量, 以小量多次来调整一次风量, 同时开始再次投煤, 反复3次投煤后, 如床温升至600~650℃, 可连续投煤, 4台给煤。

(9) 如果在第一次投煤含氧量、床温无变化、风室风压升高的情况下应采取以下措施。

(1) 停止高压风机运行, 以减少凉风入炉, 同时阻止返料系统内的凉灰入炉, 促使床温上升。

(2) 对一次风量采取少降及间隔降措施, 观察床温、含氧量及风室风压的变化, 适当降低一次风量, 可使床温上升, 达到投煤条件。其风量应控制在25 000~28 000m3/h。同时要监视含氧量、床温的变化, 如果床温上升, 应立即少量投煤, 同时再增加一次风量, 保证投煤能点着, 床温也不要上升太快, 防止结焦。

(3) 如果床温、含氧量仍无变化, 可进行放渣, 加快炉内床料间传热速度与均匀性, 同时也放掉了沉在底下不动的大颗粒死料。放渣以先放中间事故冷渣管为主, 两侧为辅, 见红渣即停。

上述3种方法可以同时或单一使用, 视点火条件而定。

(10) 着火后应根据含氧量、床温的变化提一次风量。4台给煤机应有专人看管, 以免着火后投煤关键时断煤灭火。

(11) 床温达900℃可启动高压风机, 如床温下降太快, 则停高压风机, 高压风机风量不影响床温时可连续运行, 并启动二次风机运行, 保持最小风量。

(12) 最后切风, 从燃烧风、混合风切至主流化风, 先缓慢全开主流化风, 同时缓慢关燃烧风、混合风, 燃烧风应缓慢全关, 混合风应微开15%, 以免燃烧器超温。然后泄油压、撤油枪、停油泵。

(13) 在风室风压不足7 600~8 000Pa时, 不能投入冷渣机运行, 但应间断放渣, 以免煤粒进入冷渣管结焦堵塞。

五、小风量点火法效益分析

点火方式改进后, 该电厂共点炉47次, 成功率100%。经过1年的实践运行, 产生了巨大的经济和社会效益。

1. 经济效益

(1) 每次点炉从原10~16h降至5~6h。油耗1.2t/h, 按照平均缩短8h/次投油计算, 可以节油9.6t/次, 增加木炭400kg约1 200元, 每次点火可以节约点火燃料费用6.6万元 (柴油7元/kg) 。仅按点火47次计算, 节约点火燃料费用310.2万元。

(2) 点炉成功率高达100%, 保证安全生产, 提高效益。

2. 社会效益