一次风风速在线监测技术

电站锅炉一次风风速在线监测系统

技术介绍

北京斯迪曼科技有限公司

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电站锅炉一次风风速在线监测系统

技术介绍

一．技术背景

锅炉燃烧工况在很大程度上影响着电厂运行的洁净、安全和经济性。由于锅炉设备庞大和煤粉燃烧工况复杂等特殊原因，决定了锅炉燃烧以及与之有关的过程难以控制和测量，需要准确地测量影响燃烧工况的主要参数，进而有目的、有计划的控制、调整燃烧，实现锅炉最佳的运行方式。

目前，国内采用四角布置切圆燃烧方式的电站锅炉是极为普遍的。对于四角布置的直流燃烧器来说，燃烧调整的目的是寻找最佳的燃烧方式，建立起炉内良好的空气动力工况。其中，关键的调整项目是使四角配风均匀合理。这对于携带煤粉的一次风有着较为严格的要求。因而，必须实现对各一次风喷口风速准确测量。从设计、制造锅炉的角度出发，燃烧系统中燃烧器出口风速是燃烧器设计的主要参数，也是指导运行的重要依据。

一次风风速在线监测是大型电站锅炉优化燃烧的重要环节，直接关系着机组运行的安全性和经济性。一次风风速在线监测技术广泛适用于各种直吹式、中储式制粉系统机组含粉气流的风速、风量测量，传感器具有防磨、防堵的优良特性，对锅炉燃烧起到了有效的指导作用。

二．技术特点

电站锅炉一次风作用在于为锅炉燃烧输送煤粉，风粉混合后的一次风气流流速测量困难，存在测量元件的磨损和堵塞问题。新型一次风风速传感器采用“特种防磨材料+防堵结构+自清灰装置”，解决了测量元件在高速、高浓度环境中长期使用的传感器磨损、感压孔和传压管堵塞问题。该传感器可直接安装于风粉混合管道，长期在线监控测量管道内部的气固两相流体流速，准确测量锅炉一次风管内风速。

一次风风速在线监测系统主要由风速传感器、传压管、微差压变送器以及现场的DCS系统等组成。DCS人机界面采用棒图画面及数值，实时在线连续显示各管路风速的变化情况及瞬时风速、风量数值，可设定风速、风量上、下限报警值。

三．测量原理

该装置传感器采用经典的动压测速原理，构造基于靠背式动压测定管，传感器

感压孔位于管道中央。当管内有气流流动时，迎风面受气流冲击，在此处气流的动能转换成压力能。因而迎面管内压力较高，其压力称为“全压”；背风侧由于不受气流冲击，其管内的压力为风管内的静压力，其压力称为“静压”。测速装置测量全压与静压之差压为“动压”，动压经换算即可得出介质的流速，流速与管道截面积的乘积就得出介质的流量。

气体流速计算公式： ρ∆P =2V k

式中，——测量装置输出压差，Pa

∆P ——测量装置流量系数

k ρ ——气体密度，kg/ m 3

迎风全压取样管和背风静压取样管分别管将全压信号和静压信号，经传压管引至微差压变送器，微差压变送器将动压信号传换为4～20mA 模拟信号，输出至DCS 进行数据处理和功能组态。

一次风风速在线监测系统测量原理图

四．技术优势

（1） 测量范围广，风速可达100 m/s，工作温度≤400℃；

（2） 采用自清灰机构，自动清除取压管的积粉，无须吹扫；

（3） 探头采用非金属高耐磨材料，防止探头磨损变形，使用寿命长达八年以上；（4） 传感器主体选用不锈钢材质，制造精良，满足不同的使用环境和工艺要求；（5） 整套系统测量原理先进，测量部件可靠，信号处理准确；

（6） 结构设计合理，便于安装与拆卸，检修方便。