1 引言
電廠大型燃煤機組一般都采用直吹式制粉系統，即每臺磨煤機出口有4～8根一次風煤粉管道直接與鍋爐燃燒器相連，煤粉經過輸粉管輸送到燃燒器進行燃燒。由于各煤粉管道的長度和彎頭數量不同，使得每根管道的壓損不同，由此形成各煤粉管道之間煤粉分配不均，結果使鍋爐燃燒器不能在*佳風煤比工況下運行，使燃燒效率降低，NOX排放增加并且使鍋爐故障率增高。
2 存在問題分析
當各煤粉管道之間煤粉分配不均時，可能出現煤粉濃度過高、過低，流速過高、過低等情況。煤粉濃度過高時可出現以下情況：煤粉堵管，不能向爐內輸送煤粉，同時引起管內煤粉自燃以致燒壞輸粉管;煤粉燃燒不完全，效率低、CO增加、加劇爐膛內受熱面及過熱器受熱面的高溫腐蝕;爐膛及過熱器局部結渣，嚴重影響鍋爐的**運行。煤粉濃度過低時，出現以下結果：爐膛溫度降低，易滅火，鍋爐氣壓降低，無法滿足負荷要求;產生大量的NOX，污染環境，過熱器超溫，甚至引起過熱器爆管等事故;為了提高氣壓，加大一次風(輸粉管)流速，爐膛切圓偏移爐膛中心，造成爐墻局部結渣，尾部受熱面煙溫偏差過大，甚至引起爆管。
當煤粉和空氣混合物的流速過高時，會影響煤粉*佳濃度，出現以下情況：加劇輸粉管的磨損;燃燒器出口混合物流速過高，燃燒滯后，造成火焰中心偏斜并容易引起爐墻局部結焦以及爐膛尾部過熱器局部超溫爆管;燃燒不完全，灰中含碳量以及排煙溫度增加，降低鍋爐效率。當混合物流速過低時，除影響*佳煤粉濃度外，造成以下結果：輸粉管沉積的煤粉增加，引起堵管;引起煤粉自燃，甚至發生煤粉管道爆炸;燃燒器出口混合物流速降低，煤粉大量與主氣流分離，長久下去除造成煤耗增加，還會引起爐膛滅火以及二次燃燒堵死鍋爐下部出灰口。
3 解決方案
解決以上問題的辦法是通過在線測量煤粉管內煤粉的流速和質量流量，并以此為依據調整每個燃燒器的二次風量，實現燃燒的*佳狀態。
在直吹式制粉系統中，煤粉量的控制是靠進入磨煤機的一次風量來控制的。因此，一次風流量信號顯得尤為重要。對于文丘里管測流量，當其前后流場穩定及均勻時，其流量系數K為常數，只要測得流體密度與壓差值，即可求出通風量。然而由于環境及設備條件的限制，使差壓信號失真，系數K不是常數，*大偏差達34%以上，故通過擋板控制風量來調整進入鍋爐的燃煤量不可靠。當鍋爐負荷增減時，司爐工只能靠經驗及測得的參考風量進行風煤的調整。如果在輸粉管(即一次風管)安裝煤粉流量和濃度在線測量裝置，則能更好地控制煤粉量，降低煤耗，同時減輕司爐工勞動強度，改善勞動環境。對于直吹式制粉系統來說，在一次風管上安裝煤粉流量和速度在線測量裝置，除解決上述雙進雙出磨煤機風量測定誤差大、不可靠問題外，還可發現直吹式分離器鎖氣器泄漏、不起作用等故障。
4微波固體流量測量系統
4.1 測量原理
SolidFlow2PF微波固體流量測量儀采用先進的微波超短脈沖技術，為各類金屬固體輸料管槽的流量測量而設計，采用**技術，具有美國和歐洲**。它利用微波能量場和固體顆粒對微波的反射和多普勒特性，傳感器向金屬輸料管道/料槽內的固體顆粒發射低能量微波信號，信號被固體反射后又被傳感器接收到。通過移動物料的微波反射能量來測量物料的密度，相當于一個微波計數器，從而測量出物料的流量。其適應固體顆粒(粉末)的直徑從1nm～1cm，測量準確度優于±2%(標定后)。
4.2 系統構成
一套完整的微波固體測量系統包括：傳感器及安裝底座;中央處理單元FME;C2Box接線盒(連接傳感器與中央處理單元)。傳感器與中央處理單元之間采用RS2485Modbus連接，當距離超過1.8m時，需采用C2Box接線盒。系統組成如圖1所示。
4.3 傳感器安裝
根據輸送管道上下游區域情況，選擇合適的安裝位置。當管徑大于<200mm時，每根輸送管上應安裝2～3個傳感器，傳感器之間的間隔為150mm，并成90°角或120°角。對于物料自由落體的應用(如螺桿給料機或旋轉閥后)，物料落體點后300mm處是*好的安裝點。安裝時，先將傳感器底座焊接到一個固定的位置，然后從傳感器底座鉆一個<20mm的洞到管道內，插入傳感器并通過連接螺母使傳感器測量面與管道內表面平齊或鎖回1～2mm即可。
4.4 標定
該微波固體流量計的標定方法必須采用實際被測介質進行標定。對于電廠的煤粉質量流量的標定，可以采用丹麥M&W的專用煤粉采樣系統進行標定。
4.5 微波固體流量計應用后的控制改進
將鍋爐煤粉流量測量和一、二(三)次風測量系統作為DCS的獨立系統，實時在線監測一、二(三)次風各風管的風速、噴口速度和風量，以及各一次風管的煤粉濃度、煤粉量等參數，以指導運行人員優化調整鍋爐燃燒。
出煤粉流量測量信號送入DCS，然后根據煤種進行必要的煤粉量平衡，通常簡單而經濟的做法：只測量系統煤粉量不均勻的情況，并根據測量結果計算每個燃燒器所需的空氣量，因為空氣量的調整比較容易實現，只要用風門擋板就可以控制燃燒器的二次風量。雖然各燃燒器間煤粉量的不平衡沒有改善，但能保證每個燃燒器運行在設計風煤粉比范圍內。
司爐工根據測量結果把一次風管(即輸粉管)內風煤比例調整到*佳工況并相互匹配平衡，從而改變原來根據經驗調整風門擋板和給粉量的習慣操作方法。
針對直吹送粉鍋爐，可以通過磨煤機各煤粉管煤粉流量的累計值來調整給煤機轉速，實現磨煤機出力的準確調整。
針對鍋爐燃燒調節系統中熱量信號測量遲延大，造成燃燒調節系統調節不靈敏制約其負荷響應速度及其調節品質的問題，在熱量調節控制環節中增加一給粉量的閉環調節環節，克服其給粉量內擾，以提高燃燒調節系統調節靈敏度。
鍋爐各一次風管輸送的給粉量閉環控制，可真正實現自動優化鍋爐燃燒工況。
5 結束語
通過提高燃煤機組煤粉流量(濃度)以及風量(速)的**測量，實現各給粉管煤粉濃度和風量(速)的調平，使鍋爐燃燒火焰中心保持在爐膛中心，以達到燃燒均衡出力、優化燃燒及延長鍋爐使用壽命、保持鍋爐長周期**經濟運行的目的，可降低電廠煤耗3%，并可降低發電廠NOx的排放量。
公安機關備案號：
