煤粉濃度在線監測系統在電廠的運用

祝路平（浙江巨化熱電有限公司，浙江 衢州 324000）

煤粉濃度在線監測系統在電廠的運用

祝路平（浙江巨化熱電有限公司，浙江 衢州 324000）

本文詳細介紹了DFMF-Ⅰ型煤粉濃度測量系統，同時介紹了它在火電廠中的應用，進一步推動了煤粉濃度在線監測的發展。

煤粉濃度；在線監測

1 系統概述

大型鍋爐的優化燃燒，煤量和燃燒空氣的合理分配是基本條件之一。然而，目前國內絕大多數電站鍋爐都還是采用傳統的測量風道靜壓的辦法來指導司爐運行，其缺點是各風管的長短、彎頭個數、風門擋板開度、煤粉濃度等因素的變化，造成測量誤差也較大，致使運行人員不能準確判斷配風配粉狀況是否均勻?；痣姀S鍋爐燃燒用的煤粉由一次風攜帶經煤粉管進入爐膛燃燒，因而各煤粉管之間煤粉濃度的不均勻性對鍋爐的燃燒有很大影響。盡管爐膛過量空氣系數仍維持在規定的范圍內，但對單個燃燒器來說，空氣量和煤粉的不均勻分配，將使燃燒器有的嚴重缺風，有的嚴重缺煤，從而導致一次風管堵塞、燃燒中心偏離、一次風沖刷水冷壁造成局部結焦或局部過熱而爆管等一系列不良后果。為解決上述問題，安裝使用風粉在線監測系統是很有必要的。

本系統對直吹式、中儲式、乏氣輸粉鍋爐均能應用，其主要作用：

（1）精確測量一次風管道煤粉濃度；

（2）平衡爐膛溫度分布，避免還原性氣氛產生，防止爐內結渣；

（3）避免水冷壁附近形成還原性氣氛，防止水冷壁高溫腐蝕；

（4）采用低氧燃燒，減少煙氣量，降低排煙熱損失，節約燃料；

（5）減少煙氣中CO的生成量和飛灰含碳量，降低化學和機械不完全燃燒熱損失，提高鍋爐效率；

（6）降低飛灰含碳量，有利于粉煤灰的綜合利用；

（7）降低NOx的生成量，減少污染。

1.1測量原理

圖1 煤粉濃度測量原理圖

煤粉在生產、儲存和輸送過程中，要發生研磨、攪混、篩分以及高速運動等現象。煤粉顆粒因與磨煤機、粉倉內壁或輸粉管道內壁等設備之間碰撞、斷裂、剝離、接觸分離、摩擦等現象而產生靜電。煤粉顆粒的懸浮性使得煤粉顆粒與大地總是絕緣的，每一個煤粉顆粒都有可能帶電。

DFMF-Ⅰ型煤粉濃度測量系統采用獨特的交流耦合測量原理，如圖1所示。煤在破碎過程和輸送過程中，煤粉粒子相互碰撞、摩擦、分離、破碎分離過程中將產生一定的靜電荷。當流動中帶正電荷的煤粉粒子接近探頭的有效距離時，探頭內的電子將被吸引到接近顆粒物的外層。當此顆粒物流過探頭安裝位置后，探頭內的電子將被推移至遠離顆粒物的另一面。當顆粒物離開有效感應距離時，探頭內電子將恢復原來的分布狀況。這種電子群的移動現象也能形成一股可被探測到的微弱電流。這就是“電荷感應”原理。靜電荷與煤粉濃度成正比，探測顆粒物與探頭之間所產生的靜電荷，經特殊制造的靜電感應傳感器采集到靜電的強弱，經分析處理放大后傳輸至監測系統，得到直觀真實的煤粉濃度顯示。實驗證明，一次風管中煤粉流量與傳感器采集到的信號具有確定的對應關系。

由于采用了獨特的交流耦合電力學測量原理，與一般的依靠測量煤粉顆粒與測量探頭摩擦產生的靜電的直流耦合測量方法不同，

圖2 系統示意圖

1.3煤粉濃度測量系統技術指標

煤粉濃度測量系統技術指標見表1。

表1 技術指標

2 安裝說明

2.1傳感器安裝

傳感器安裝注意事項：

（1）傳感器最好安裝在水平直管段上，據閥門、彎頭5倍以上管徑處；

（2）傳感器（探棒）長度應根據被測一次風管管徑選定，傳感器插入深度＞1/3D；

（3）傳感器與固定底座之間應加墊片，防止一次風管內煤灰泄漏；

（4）安裝傳感器周圍1米以內應避免有強磁場干擾；

（5）傳感器接線盒為防水、防爆式，直接以絲扣式固定在傳感器上，出線端通過包塑金屬軟管連接，金屬軟管必須有固定支撐點，以防擺動、引入干擾信號。

2.2變送器控制柜安裝

（1）變送器控制柜在現場就地安裝，但應遠離有強磁場或電場的區域；

（2）變送器控制柜必須有專用接地網(點)，并接地良好，其接地電阻應＜4Ω。

2.3電纜安裝

（1）傳感器與變送器之間必須使用SYKV-75-5（7）型雙屏蔽同軸電纜連接，不可用其它普通電纜代替，傳感器至變送器之間的電纜長度不準超過150m，并且中間不得有過渡端子排；

（2）變送器至工業控制機之間的連接電纜必須使用4芯屏蔽電纜；

（3）同軸電纜必須敷設在專用鋼管中并固定牢靠，而且穿線鋼管要求接地良好，防止靜電及強電場干擾；

（4）同軸電纜線穿管敷設過程中，務必注意不得將電纜拉傷、破損造成短路、斷路等，全部線路不可有外露部分。

2.4現場安裝實物圖

煤粉濃度測量系統實物圖如圖3所示。

圖3 風粉系統現場安裝實物圖

3 結語

煤粉濃度在線監測系統在我廠很有運用前景，所要進行的改良環境都已具備。在#8機組的技改技措項目上已經進行了改造。在吳涇熱電廠、長興發電廠、錢清發電廠等都有了很好應用。

Application of Pulverized Coal Concentration On-line Monitoring System in Power Plant

The article introduces DFMF-pulverized coal concentration measurement system in detail and its application in thermal power plants. It further promotes the development of the on-line monitoring pulverized coal concentration.

Pulverized coal concentration; On-line monitoring

B

1003-0492(2015)03-0082-02

TP273

祝路平（1974-），男，浙江江山人，工程師，本科，現在就職于巨化集團公司浙江巨化熱電有限公司，主要研究方向為自動控制系統及自動化儀表。