火力发电厂提高燃烧系统中二次风量处理的可靠性研究分析

摘要：某公司拥有两台2×660MW火力发电机组。锅炉为上海锅炉有限责任公司生产的SG-2044/26.15-M6003型超超临界、变压运行、直流锅炉、螺旋管圈、单炉膛、一次再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢结构、全悬吊结构∏型锅炉。汽轮机采用上海汽轮机有限公司生产N660-25/600/600型超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机。机组设有八级回热抽汽系统，分别供给三台高压加热器、一个除氧器、四台低压加热器和小汽轮机用汽。

某公司2×660MW火力发电#2机组于2013年3月13日投产，#2机组投产经过数年的运行，锅炉二次风量测量系统的不稳定性开始表现出来，风量测量值波动较大且显示偏低，对送风机自动控制的扰动大，影响调节品质；时刻威胁总风量低保护，大大增加了热工维护人员的工作量，运行人员的操作量，严重影响机组的安全、稳定运行。通过对2×660MW机组提高#2炉二次风量测量系统可靠性的研究，二次风量测量装置频繁堵塞、测量数据不准确、可靠性差的分析，找到了问题的真正原因，成功解决了二次风量的测量问题，改造效果非常明显，保证了风量自动、风量低保护的可靠投入和整个机组的安全、稳定运行。

关键词：风量  测量 堵塞  准确  可靠

一、项目现状与实施原因

1.项目现状

某公司有2*660MW超超临界机组，其中#2炉二次风测量系统是采用两套布力巴取压装置安装在大风箱同一截面上，通过平衡杆连接起来，三台罗斯蒙特差压变送器同时接在平衡杆上，将风量测量值传入DCS系统相关逻辑参与送风调节和风量低保护。

2.改造原因

1、空预器设计原因：为适应大容量燃煤锅炉的需要，现锅炉多通常采用“冷一次风”系统，即采用三分空气预热器。该空气预热器的一、二次风在预热器中即已分开，一次风机布置在预热器的前面，风机中介质体积较小，且清洁，风机体积小，寿命长。超超临界机组一般都是采用三分仓回转式空气预热器，容克式空气预热器是回转式空气预热器中最常见的一种，受热面旋转的容克式空气预热器由圆筒形的转子和固定的圆筒形外壳、烟风道以及传动装置所组成。回转式空气预热器的转动部分和固定部分之间必须有密封装置，才能防止漏风。造成漏风的原因一方面是由于转子的旋转将部分空气带入烟气中，当转速小于5rad/min时，这项漏风不超过1%；另一方面是由于空气侧压力大于烟气侧压力，使空气从转动部分和固定部分之空隙漏入烟气侧；此外，当转子受热后会产生“蘑菇状”变形，使间隙加大，漏风量增多，因此一般回转式空气预热器装有三个方向的密封装置一径向密封，环向密封和轴向密封，空气预热器还设有漏风自动控制系统。

为了尽快消除由于二次风量测量装置频繁堵塞对机组安全运行的影响，热工专业组织召开专题会，对造成测量装置频繁堵塞的原因进行了分析，二次风带灰量大是造成风量测量装置频繁堵塞的根本原因，但是由于受三分仓、回转式空预器结构和原理限制，空预器漏风控制系统已经调试投入，扇形板也处于跟踪状态，目前从空预器本身已不能采取措施。

2、二次风量测量回路原因：测量电容式压力（差压）变送器不准确。电容式压力（差压）变送器是美国罗斯蒙特公司20世纪80年代开发的产品，在工业生产过程中获得了广泛应用。它一般以差动电容作为测量敏感元件，并且采用全封闭焊接的固体化结构，通过引起电容量的变化来测出压力（或差压）的。电容式差压变送器是目前工业上广泛使用的一种变送器，其检测元件采用电容式压力传感器。整个变送器无机械传动、调整装置，仪表结构简单、体积小、动态性能好、性能稳定、抗振性好，具有较高的准确度、电容量相对变化大、灵敏度高等优点。最后热工人员检查其压力测量范围并通过就地校验变送器，前后测量值均在允许误差范围内，符合要求；

3、测量管路正压测有漏点。紧固接头、更换密封垫片、接头缠生料带，消除长期震动造成接头松动的可能，在测量管路各个接头、阀门处抹肥皂水查漏，发现漏点，及时处理解决；

二、项目论证方案

1．改造方案原理

原理：将以前二次风量测量装置布力巴探头更换二次风量测量装置型号：GDWZL-50MTCIIBZX0117-5200，大大降低其探头的积灰阻塞频率。对取压管路进行改造，减少弯头数量，降低积灰的频率，增加正压侧灰尘沉降器1个，型号：GDWZL-50FDKM-CJQ1132；DCS 软件上二次风量计算公式逻辑修改等。

2.改造方案实施

对取压管路进行改造，取消缓冲弯6个，敷设管路15米，不锈钢管，型号：·14×2，增加四通2个，型号：·25×3，316L；增加正压侧灰尘沉降器1个，；使用角铁1.5米，型号：∠45×45；100线槽0.5米。

3.材料清单：

三、实施过程

#2炉实施过程

#2炉2024年3月15日至26日改造完成，将以前二次风量测量装置布力巴探头拆除，更换新的二次风量测量装置，型号：GDWZL-50MTCIIBZX0117-5200，并进行引压管路的焊接，在引压管路上加装一个正压侧灰尘沉降器，降低了积灰概率，，管路吹扫过程中进行查漏，接头处进行密封处理，在DCS逻辑里进行系数校正，保证二次风风量测量值稳定、准确、可靠。

四、效益分析

1.安全效益

2*660MW超超临界机组中锅炉安全稳定的燃烧离不开风、煤、水的完美协调，其中，二次风量的测量就显得至关重要，能够稳定风量的测量才能够稳定住锅炉主控的自动协调投入，进而保证锅炉的实际蒸发量稳定，进一步稳定汽轮机的高速3000转的稳定运转。

五 效果及其结论

热工专业人员办理工作票对#2炉二次风量测量进行了改造，通过观察和历史曲线，改造后#2炉A＼B侧二次风量测量准确、稳定，效果特别好，运行将近一年，测量装置没有发生堵灰，消除了安全隐患，送风机自动调节品质明显提高，总风量低于25%保护可靠投入，降低了热工维护人员的工作量和运行人员的操作量，同时提高了660MW超超临界机组安全稳定运行的可靠性。

结论： 通过对提高二次风测量系统的可靠性的研究，从系统结构，存在问题，到原因分析，要因确认，制定对策，改造更换风量测量装置，加装正压侧灰尘沉降器，从根本上解决了二次风风量测量值偏低的问题，变送器测量值准确、可靠，送风自动调节品质明显提高，风量低保护可靠投入，大大减少了热工人员维护量和运行人员的操作量，为660MW超超临界机组的安全经济稳定运行做出了重要贡献。

参考文献：

［1］周俊霞、边立秀.60OMW单元机组CCS与BMS综合控制的分析.华北电力技术，2003第4期.

［2］钟新元.燃烧器管理系统（BMS）的应用与研究.电力建设，第25卷第4期，2004.

［3］电力行业职业技能鉴定指导中心。热工仪表及控制装置安装［M］.北京：中国电力出版社，2013.8

［4］电力行业职业技能鉴定指导中心。热工仪表及控制装置试验［M］.北京：中国电力出版社，2014.6