目前，國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠鍋爐二次風(fēng)測(cè)量采用微壓高精度變送器，性能穩(wěn)定，效果較好，但是這種測(cè)量方式得到的僅是二次風(fēng)的靜壓值及供風(fēng)情況，不能反映真實(shí)的風(fēng)速和風(fēng)量。風(fēng)量、風(fēng)速調(diào)整一般依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，難以達(dá)到較好效果。大慶油田熱電廠在冬季高負(fù)荷運(yùn)行期間，由于配風(fēng)問題曾發(fā)生鍋爐大面積結(jié)焦事故，被迫停爐，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，決定對(duì)該廠鍋爐二次風(fēng)在線測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用周向渦輪流量計(jì)，將風(fēng)量信號(hào)轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，準(zhǔn)確顯示風(fēng)量信號(hào)，便于運(yùn)行人員正確調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況，防止結(jié)焦情況發(fā)生。
1、測(cè)點(diǎn)布置
    該廠200 MW機(jī)組褐煤鍋爐燃燒器采用六角布置，每角設(shè)置上、中、下三層二次風(fēng)。各層二次風(fēng)的風(fēng)率將決定爐內(nèi)的火焰中心位置，而六角二次風(fēng)的流量和動(dòng)量的失衡，會(huì)造成火焰偏轉(zhuǎn)，影響燃燒效率，誘發(fā)結(jié)焦、結(jié)渣、高溫腐蝕、爆管等事故。由于各層二次風(fēng)門（共18個(gè)）的熱風(fēng)流量直接決定爐內(nèi)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)，也決定爐內(nèi)的燃燒工況和輻射工況，因此決定將這18個(gè)二次風(fēng)流量全部引入計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線測(cè)量監(jiān)控，富通新能源銷售生產(chǎn)生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2、新型氣體周向渦輪流量計(jì)工作原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn)
  上述18個(gè)二次風(fēng)流量測(cè)點(diǎn)，都分布在各二次風(fēng)箱后的文路上，各個(gè)支路的長(zhǎng)度有限且設(shè)置風(fēng)門，測(cè)點(diǎn)位置的流場(chǎng)處于強(qiáng)烈的渦流區(qū)，常規(guī)的差壓型流量測(cè)量根本無法取出穩(wěn)定的差壓信號(hào)。
    新型周向渦輪流量計(jì)是利用風(fēng)葉轉(zhuǎn)速正比于風(fēng)速的特點(diǎn)，獲得一個(gè)與風(fēng)量成正比的頻率信號(hào)輸出，這種流量計(jì)保留了渦輪流量計(jì)固有的高精度等優(yōu)點(diǎn)，但與常規(guī)氣體渦輪流量計(jì)相比，它可以直接在氣體通道的壁面上開孑L安裝。這種周向渦輪流量計(jì)被安裝在渦流區(qū)時(shí)，由于渦輪葉片掃過一個(gè)區(qū)域，因此與差壓型流量測(cè)量裝置的測(cè)點(diǎn)取壓方式相比，信號(hào)噪音可以被降低到較低的水平。這種流量計(jì)可以輸出一個(gè)與流量成線性關(guān)系的頻率信號(hào)，具體的函數(shù)關(guān)系需要在線標(biāo)定。
3、鍋爐二次風(fēng)在線測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成
    該廠鍋爐二次風(fēng)在線測(cè)量系統(tǒng)選用的是西門子公司生產(chǎn)的AS220 - EA控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)計(jì)算功能強(qiáng)大，在DCS系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)二次風(fēng)流量信號(hào)的線性化處理，在DCS操作員站上直接顯示。周向渦輪流量計(jì)發(fā)出轉(zhuǎn)速信號(hào)，用智能變送器將其直接變換成標(biāo)準(zhǔn)4—20 mA直流信號(hào)，通過1723模件送到DCS系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，使各個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值通過現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定之后得到的復(fù)雜函數(shù)關(guān)系線性化，并提供線性化之后的數(shù)字輸出，如圖1所示。這樣在DCS系統(tǒng)中的各個(gè)操作員站都能顯示18個(gè)二次風(fēng)風(fēng)量、風(fēng)速信號(hào)，便于運(yùn)行人員調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況。這種設(shè)計(jì)方式充分利用該廠AS220 - EA控制系統(tǒng)的計(jì)算功能，既節(jié)約了投資又提高了二次風(fēng)測(cè)量系統(tǒng)的可靠性。
4、周向渦輪流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定
    周向渦輪流量計(jì)屬于速度型流量計(jì)，它取出的信號(hào)代表通道中某點(diǎn)或某個(gè)區(qū)域的流速。計(jì)算流量時(shí)，需要將測(cè)得的流速換算成通道的平均流速，才能計(jì)算出通道的流量，這種換算關(guān)系與通道截面上的速度分布有關(guān)。對(duì)于工業(yè)通道，其截面上的流速分布通常是未知的，雖然周向渦輪流量計(jì)在風(fēng)道的渦流區(qū)信號(hào)穩(wěn)定，且流量計(jì)與通道體積流量具有很好的線性關(guān)系，但是流量指示值（轉(zhuǎn)速）與測(cè)點(diǎn)位置關(guān)系密切，這就要求周向渦輪流量計(jì)使用時(shí)必須經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。綜上所述，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定是二次風(fēng)測(cè)量系統(tǒng)中不能回避的問題，標(biāo)定的精度實(shí)際上決定了測(cè)量的精度。
    根據(jù)該電廠的實(shí)際情況，決定采用示蹤測(cè)量方法對(duì)周向渦輪流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，即在風(fēng)道上游定量釋放示蹤劑，在風(fēng)道下游檢測(cè)示蹤劑的濃度，就可以計(jì)算風(fēng)道主流的流量。而國(guó)外電站鍋爐采用碘同位素示蹤法對(duì)氣體流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定已經(jīng)十分普遍，但所需費(fèi)用昂貴。該電廠采用氨作為示蹤氣體對(duì)二次風(fēng)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行冷態(tài)標(biāo)定，標(biāo)定得出的數(shù)據(jù)送DCS系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理。
5、數(shù)據(jù)處理與軟件開發(fā)
    鍋爐二次風(fēng)在線測(cè)量系統(tǒng)軟件由開發(fā)工具軟件（主要是組態(tài)軟件）、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定得出的數(shù)據(jù)送到該電廠DCS系統(tǒng)，由應(yīng)用軟件進(jìn)行處理，確定周向渦輪流量計(jì)的輸出與實(shí)際二次風(fēng)通道風(fēng)速、風(fēng)量的函數(shù)關(guān)系，提高測(cè)量精度，進(jìn)行線性化處理，以便準(zhǔn)確測(cè)量二次風(fēng)的風(fēng)速和風(fēng)量。
6、結(jié)束語
    綜上所述，大慶油田熱電廠鍋爐二次風(fēng)在線測(cè)量系統(tǒng)對(duì)18個(gè)二次風(fēng)流量測(cè)點(diǎn)信號(hào)（由周向渦輪流量計(jì)提供）進(jìn)行線性化處理后，可以在DCS系統(tǒng)操作員站的CRT上集中顯示，為運(yùn)行人員有效調(diào)整鍋爐燃燒工況提供可靠保證，富通新能源不但生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，而且還大量銷售木屑顆粒機(jī)燃燒必用的生物質(zhì)顆粒燃料。