摘 要：电站锅炉一次风粉流量和浓度分配状况直接决定锅炉燃烧的基础，提出了一种一次风粉在线测量系统，系统具有测量准确、实时性好、装置简单、等优点，该系统用于1000MW机组上一次风流速和煤粉浓度的测量，取得了较好的效果。
关键词：电站锅炉；风粉流量；在线测量；煤粉浓度
Abstract: The flow rate and concentration distribution of primary air powder in power station boilers directly determine the basis of boiler combustion. An on-line measurement system of primary air powder is proposed. The system has the advantages of accurate measurement, good real-time performance, simple device, etc. The system has been used to measure the last air flow rate and pulverized coal concentration of 1000MW units and has achieved good results.
Key words: utility boiler; air powder flow rate; online measurement; pulverized coal concentration
电站锅炉运行中存在锅炉热效率偏低、发电煤耗偏高、汽温两侧偏差较大或存在管壁超温现象等问题，锅炉一次风粉流量和浓度分配状况直接决定锅炉燃烧的基础，也是后来的二次风配风的依据，介绍了一种一次风粉在线测量系统，对实现锅炉高效低排优化运行具有重要的意义。
1系统组成
1.1传感器
测量传感器采用静电离子法并结合空间滤波技术，为全截面环状非介入式结构。静电离子感应技术利用输送管道中煤粉颗粒物的摩擦起电原理来测量煤粉的流动参数。传感器仅对运动的带电煤粉产生感应，不会向被测流体中注入任何形式的能量。测量传感器采用世界先进的静电离子传感器阵列，实现对煤粉流速、浓度及流量的实时测量，测量精度高，误差可控制在土3%以内。
.png)
图1 测量传感器
1.2测量变送器
变送器基于DSP计算的原理，设计有5通道延时可调伪随机调节电路，其运算结果能消除煤粉种类、湿度、颗粒尺寸、温度等复杂因素的影响，确保了此测量系统的精度误差小于±3％。
.png)
图2 测量变送器
1.3智能控制中心
智能控制中心由PLC系统和工业一体机组成，智能控制中心可以同时分析、处理48路一次风管中采集的数据，并对每根一次风管中的煤粉流动的速度、浓度、流量、风煤比等参数进行实时在线显示，并具有历史数据查询功能，以便于帮助运行人员分析故障原因。
2传感器安装
传感器建议安装在直管段且上游直管段直径不小于管径的 4 倍，下游直管段长度不小于管径的 1 倍。上游直管段长度须达到要求，否则流动对测量精度存在影响。管道内部不能存在凸起或者其他障碍物，以免对流场产生影响。由于在水平管道可能存在煤粉滞留现象，传感器最好安装在垂直管道。
.png)
图3 传感器安装图
3系统应用
3.1燃烧器煤量、风量的精确测量
入炉煤量和风量的准确测量一直是制约锅炉在线计算和煤耗分析的关键环节之一，获得准确的实时入炉煤量有助于通过正平衡方式对反平衡在线分析结果进行校核，对未来电站核算实时运行成本，辅助竞价上网也具有重要的意义。
3.2提高了锅炉运行的稳定性与安全性
通过精确的一次风粉浓度流速测量，以及对磨煤机分离器挡板开度、可调缩孔开度等的调节，可优化改善一次风管中煤粉流量的分配，从而优化及稳定锅炉的燃烧状况，有效防止一次风管堵塞、断粉，对防止炉膛火焰偏斜、减小锅炉两侧的烟温偏差、减轻炉内结焦、减少事故发生和抑制煤粉扰动对主蒸汽压力的影响有显著作用，减少机组的非停次数，提高机组的可利用系数，进而提高锅炉运行的安全性。
3.3改善锅炉运行的经济性
该系统可囊括从制粉、一次风粉输送至锅炉燃烧的全过程优化控制，可从前所未有的深度和高度进行锅炉的优化控制，充分发掘设备运行优化潜力，实现更高性能和更低排放的目标。
4结束语
针对锅炉复杂的燃料、设备和负荷波动现状，该系统在1000MW电站锅炉的应用，通过对一次风粉、二次风、氧量、燃尽风等制粉、配风、及燃烧全过程进行优化智能控制，实现锅炉效率的提高和NOx排放的降低，达到机组安全、节能、环保运行。
参考文献：
[1]朱全利.锅炉设备系统及运行[M].北京:中国电力出版社,2010.
[2]韩小岗.直吹式制粉系统的一次风煤粉浓度和风速测量方法的研究[J].2008,(3):34～40.
[3]张安国.电站锅炉煤粉制备与计算[M].中国电力出版社,2010.
[4]尹静,等.电站锅炉一次风煤粉浓度测量方法的研究与应用[J].仪器仪表学报，2003, 24(4z): 27～29.
[5]宋玉宝，刘宇，赵俊武，等.精确测量对锅炉NOx控制的影响研究[A].清洁高效燃煤发电技术协作网会[C].西安: 2011.
[6]师二广.气力输送管道中煤粉浓度测量方法研究[D].北京:华北电力大学(北京), 2010.