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微波固體流量計在粉煤檢測中的應用
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時(shí)間：2017-03-23
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 引言
火電廠(chǎng)的大型燃煤機組一般都采用直吹式制粉系統，每臺磨煤機出口均有4～8根一次風(fēng)粉煤管道直接與鍋爐燃燒器連接，粉煤通過(guò)輸粉管線(xiàn)輸送到鍋爐燃燒器進(jìn)行燃燒。由于各粉煤管道的長(cháng)度和彎頭數量不同，使得每根管道的壓力損失不同，由此形成各煤粉管道之間粉煤分配不均勻，結果使燃燒器不能在最佳風(fēng)煤比條件下正常運行，使燃燒效率降低，NOX排放量增加并且使鍋爐故障率增大。
2 粉煤檢測存在問(wèn)題分析
當各粉煤管道之間粉煤分配不均勻時(shí)，會(huì )出現煤粉濃度過(guò)高、過(guò)低，流速過(guò)高、過(guò)低等狀況。
粉煤濃度過(guò)高時(shí)，會(huì )發(fā)生以下?tīng)顩r：
粉煤堵管，不能向爐內輸送粉煤，同時(shí)引起管道內粉煤自燃以致燒壞輸粉管；粉煤燃燒不徹底，效率低、CO增大、加劇爐膛內受熱面及過(guò)熱器受熱面的高溫腐蝕；爐膛及過(guò)熱器局部結渣，嚴重影響鍋爐的正常運行。
粉煤濃度過(guò)低時(shí)，發(fā)生以下?tīng)顩r：
爐膛溫度降低，易熄火，鍋爐氣壓降低，無(wú)法達到負荷要求；產(chǎn)生大量的NOX，污染環(huán)境，過(guò)熱器高溫，甚至引起過(guò)熱器爆管等事故；為了加大氣壓，提高一次風(fēng)(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(guò)大，甚至引起爆管。
當粉煤和空氣混合物的流速過(guò)快時(shí)，會(huì )影響粉煤最佳濃度，發(fā)生以下?tīng)顩r：
加劇輸粉管的磨損；燃燒器出口混合物流速過(guò)快，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(guò)熱器局部超溫爆管；燃燒不徹底，灰中含碳量以及排煙溫度增高，降低鍋爐效率。
當混合物流速過(guò)慢時(shí)，除影響最佳粉煤濃度外，發(fā)生以下?tīng)顩r：
輸粉管沉積的粉煤增多，引起堵管；引起粉煤自燃，甚至發(fā)生粉煤管道爆炸；燃燒器出口混合物流速過(guò)慢，粉煤大量與主氣流分離，長(cháng)久下去除造成煤耗增高，還會(huì )引起爐膛熄火以及二次燃燒堵死鍋爐下部出灰口。
3 煤粉測量解決方案
解決以上問(wèn)題的方法是通過(guò)在線(xiàn)測量粉煤管內粉煤流速和質(zhì)量流量，并以此為參考調整每個(gè)燃燒器的二次風(fēng)量，滿(mǎn)足燃燒的最佳狀況。
在直吹式制粉系統中，粉煤量的控制是靠進(jìn)入鍋爐磨煤機的一次風(fēng)量來(lái)監測的。因此，一次風(fēng)流量信號顯得特別重要。對于文丘里管流量計測流量，當前后流場(chǎng)穩定及均勻時(shí)，其流量系數K為常數，只需測得流體密度與壓差值，即可得出通風(fēng)量。由于工況環(huán)境及設備條件的制約，使差壓信號失真，系數K不為常數，最大偏差達34%以上，故通過(guò)擋板調整風(fēng)量來(lái)控制進(jìn)入鍋爐的燃煤量是不可靠的。當鍋爐負荷增減時(shí)，司爐工只能靠現場(chǎng)經(jīng)驗及檢測的參考風(fēng)量進(jìn)行風(fēng)煤的調整。如果在輸粉管（即一次風(fēng)管）安裝粉煤流量和濃度在線(xiàn)測量?jì)x表，則能最佳地控制粉煤量，降低煤耗，同時(shí)減輕司爐工勞動(dòng)強度，改善工作環(huán)境。對于直吹式制粉系統來(lái)講，在一次風(fēng)管上安裝煤粉流量和速度在線(xiàn)測量裝置，除解決上述兩進(jìn)兩出磨煤機風(fēng)量測量誤差大、不可靠問(wèn)題外，還可及時(shí)發(fā)現直吹式分離器鎖氣器泄漏、不起作用等故障。
4 微波固體流量計測量系統
4.1 測量原理
微波固體流量計采用領(lǐng)先的微波超短脈沖技術(shù)，為各種固體輸料金屬管槽內的物料流量檢測而開(kāi)發(fā)。微波固體流量計MF3000利用微波能量場(chǎng)和固體顆粒對微波的折射和多普勒原理，傳感器向輸料金屬管道/料槽內的固體物料發(fā)射低能量微波信號，信號被物料反射后又被傳感器接收。通過(guò)移動(dòng)物料的微波反射能量來(lái)測量物料的密度，相當于一個(gè)微波計數器，從而測定出固體物料的流量。其適應固體顆粒(粉末)的直徑從1nm～1cm，測量準度1-3%(標定后)。
4.2 系統組成
一套完整的微波固體測量系統包含：傳感器探頭及安裝底座；通訊單元(可選)；變送器(連接傳感器探頭與通訊單元)。傳感器探頭與通訊單元之間采用RS2485Modbus連接，當距離超過(guò)1.8m時(shí)，需采用變送器。系統組成如圖所示。
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