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摘要：随着现代工业生产自动化控制水平要求的提高，根据华电新疆发电有限公司风量测量装置在运行中遇到的问题，并针对机组试运期间存在的问题进行了分析探讨，提出了相应的改进方案，保证机组CCS控制系统正常投入，从而为其他电厂提供参考。
关键词：风量；测量装置；DCS
作者简介：赵万里（1967-），男，河南夏邑人，华电新疆发电有限公司红雁池电厂，助理工程师。（新疆 乌鲁木齐 830049）
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）18-0100-02
华电新疆发电有限公司4×200MW机组系亚临界中间再热式供热机组，分散控制系统（DCS）采用上海新华控制有限责任公司XDPS-400系统。
CCS协调控制系统的原理为：炉主控和机主控自动方式，炉主控自动方式主要调节机前主汽压力使其在额定值范围内变化，机主控自动方式主要调节机组负荷，快速达到机组负荷增减的要求，并在电网频率发生偏差时，承担一定份额的频率偏差控制任务，这样电网势必对电厂的协调控制系统（CCS）的调节品质提出更高的要求，即机组不但具备快速响应外界负荷的能力，又要保证自身的安全、稳定、经济运行，确保机组在尽可能小的范围内波动。
一、风量测量影响CCS协调控制系统调节品质的原因分析
（1）锅炉采用直吹式制粉系统保证协调控制系统投入的基础有：磨煤机的给煤量、准确的风量测量装置（送风风量、磨入口风量）、线性的送风调节挡板及磨组入口风量控制挡板。
（2）送风风量测量的准确性能保证锅炉燃烧稳定和经济性，降低排烟温度使锅炉燃烧达到最佳的风煤比，提高送风自动调节系统的自动投入水平；磨组入口风量测量的准确性可使磨组风量自动调节系统根据负荷指令及给煤量的变化时提前动作增减磨入口风量，保证锅炉主汽压力稳定适应机组负荷的变化。
（3）在＃1、#2机组运行中，发现各磨的入口风量都存在反趋势现象（见图1），随着磨煤机热风调节挡板开度超过约40～50%以上时，磨煤机入口风量出现反趋势，即随着风门开度增大，风量显示逐渐减小的现象，另外还时常出现大范围跳变现象导致磨煤机入口风量自动调节系统无法投入自动，使协调控制系统（CCS）调节品质降低。
原风量测量装置采用的是西安中望流量仪表有限公司生产的BWY-F型内藏式双文丘里管风量测量装置，通过对安装测点位置进行分析检查，我们发现造成磨煤机入口风量出现反趋势和大范围跳变现象的原因是风量测量装置的质量存在缺陷。
以上原因直接影响到风量自动调节以及CCS协调控制系统的调节品质，影响机组的效率，形成锅炉配风不合理，造成锅炉煤耗大，一次风机、送风机功耗大等问题，所以，必须对风量测量装置进行改造。
二、改造方案
风量测量装置换型经调研将风量测量装置改造为西安中航流量技术研究所生产的GDWZL-50 Ⅱ型插入式四喉文丘利处理量装置及配套的二次仪表DZL-2智能流量仪，改造后取得取得了较为理想的效果。随后在二期#3、#4机组的送风风量及磨煤机入口一次风量测量中运用。但使用了一段时间后新的问题又出现了，风量瞬间到零造成机组风量保护动作锅炉灭火，检查GDWZL-50 Ⅱ型插入式四喉文丘利流量装置无堵塞及损毁现象，后判断其是由于二次仪表DZL-2智能流量仪的元器件老化造成。
为确保风量测量信号的可靠，防止再次发生风量保护动作锅炉灭火的现象再次出现，我们尝试考虑取消就地DZL-2智能流量仪，在DCS逻辑组态中设计送风量计算公式进行风量计算。原来送风差压、送风风壓和送风风温信号是送至就地DZL-2智能流量仪，把送风差压信号经过送风风压和风温的补偿，计算出送风风量信号，送至DCS系统实现显示、报警和作为保护条件等功能。而现在这三个信号都要送至DCS系统进行组态建立相应的DCS简化计算公式，利用DCS系统的强大功能实现信号品质的判断，提高了测量变送的可靠性，保证热态和冷态下的风量测量信号准确可靠和测量精度。
根据厂家提供的计算公式和风量测量装置的技术参数，插入式多喉径风量测量装置DCS简化计算公式：
Qt=Kt*（1.86639*f（△P））*SQRT（△P*（273.15+t）/（Ph+Pg））m3/h
式中：t——实测流体温度 ℃；
△P ——实测差压 kPa；
Pg——实测流体表压 kPa；
Ph——当地平均大气压力（Ph=91.42）kPa；
Kt——流量单位为工况体积流量（m3/h）时的仪表系数；
f（dP）——流量校准函数。
f（dP）据流量校准数据建立，可按实际需要选用。
Kt及f（dP）选择如下：设计编号KKS：71-FE0171-FE02
Kt=91645.404 m3/h
当差压dP≥0.4～2.4 kPa时：
f（dP）=1.70137-0.52073dP+0.20693dP2-0.03013dP3
当差压dP=0～＜0.4 kPa时：
f（dP）=2.01896-5.17299dP+26.66853dP2-66.18983dP3+60.39712 dP4
（设计状态下dP=0～2.4 kPa，对应流量范围：0～813617.84 m3/h即0～453.3214t/h）
我公司一直将CCS作为重点工作对待，与西安中航密切联系，通过改造，彻底解决了以前通过热态观察磨煤机一次风压力、磨煤机差压、磨煤机出口压力对比一次风量，即在热风挡板开度较大后，风量随挡板开度增大向下弯曲的不正确结论及改造后由于二次仪表DZL-2智能流量仪的元器件老化造成风量瞬间到零造成机组风量保护动作锅炉灭火事故的发生。机组CCS，变负荷率、可调范围达到了要求。
三、总结
机组通过风量改进，实现了风量自动调节系统的正常投入，从而保证了CCS功能的高品质投入，在减轻运行人员的劳动强度下，提高了锅炉热效率，降低了煤耗，降低了送风机功耗（见图2-图5），通过磨煤机入口风量及送风风量改造，对稳定燃烧和降低磨煤机、一次风机及送风机的功耗产生了积极影响。
参考文献：
[1]边立秀.热工自动控制系统[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2]GDWZL-50 Ⅱ型插入式文丘利测量装置说明书[Z].西安中航流量技术研究所
[3]吴永生,方可人.热工测量及仪表[M].北京:中国电力出版社,1995.
[5]BWY-F型内藏式双文丘里管风量测量装置说明书[Z].西安中望流量仪表有限公司.
（责任编辑：刘辉）
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：风量；测量装置；DCS
作者简介：赵万里（1967-），男，河南夏邑人，华电新疆发电有限公司红雁池电厂，助理工程师。（新疆 乌鲁木齐 830049）
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）18-0100-02
华电新疆发电有限公司4×200MW机组系亚临界中间再热式供热机组，分散控制系统（DCS）采用上海新华控制有限责任公司XDPS-400系统。
CCS协调控制系统的原理为：炉主控和机主控自动方式，炉主控自动方式主要调节机前主汽压力使其在额定值范围内变化，机主控自动方式主要调节机组负荷，快速达到机组负荷增减的要求，并在电网频率发生偏差时，承担一定份额的频率偏差控制任务，这样电网势必对电厂的协调控制系统（CCS）的调节品质提出更高的要求，即机组不但具备快速响应外界负荷的能力，又要保证自身的安全、稳定、经济运行，确保机组在尽可能小的范围内波动。
一、风量测量影响CCS协调控制系统调节品质的原因分析
（1）锅炉采用直吹式制粉系统保证协调控制系统投入的基础有：磨煤机的给煤量、准确的风量测量装置（送风风量、磨入口风量）、线性的送风调节挡板及磨组入口风量控制挡板。
（2）送风风量测量的准确性能保证锅炉燃烧稳定和经济性，降低排烟温度使锅炉燃烧达到最佳的风煤比，提高送风自动调节系统的自动投入水平；磨组入口风量测量的准确性可使磨组风量自动调节系统根据负荷指令及给煤量的变化时提前动作增减磨入口风量，保证锅炉主汽压力稳定适应机组负荷的变化。
（3）在＃1、#2机组运行中，发现各磨的入口风量都存在反趋势现象（见图1），随着磨煤机热风调节挡板开度超过约40～50%以上时，磨煤机入口风量出现反趋势，即随着风门开度增大，风量显示逐渐减小的现象，另外还时常出现大范围跳变现象导致磨煤机入口风量自动调节系统无法投入自动，使协调控制系统（CCS）调节品质降低。
原风量测量装置采用的是西安中望流量仪表有限公司生产的BWY-F型内藏式双文丘里管风量测量装置，通过对安装测点位置进行分析检查，我们发现造成磨煤机入口风量出现反趋势和大范围跳变现象的原因是风量测量装置的质量存在缺陷。
以上原因直接影响到风量自动调节以及CCS协调控制系统的调节品质，影响机组的效率，形成锅炉配风不合理，造成锅炉煤耗大，一次风机、送风机功耗大等问题，所以，必须对风量测量装置进行改造。
二、改造方案
风量测量装置换型经调研将风量测量装置改造为西安中航流量技术研究所生产的GDWZL-50 Ⅱ型插入式四喉文丘利处理量装置及配套的二次仪表DZL-2智能流量仪，改造后取得取得了较为理想的效果。随后在二期#3、#4机组的送风风量及磨煤机入口一次风量测量中运用。但使用了一段时间后新的问题又出现了，风量瞬间到零造成机组风量保护动作锅炉灭火，检查GDWZL-50 Ⅱ型插入式四喉文丘利流量装置无堵塞及损毁现象，后判断其是由于二次仪表DZL-2智能流量仪的元器件老化造成。
为确保风量测量信号的可靠，防止再次发生风量保护动作锅炉灭火的现象再次出现，我们尝试考虑取消就地DZL-2智能流量仪，在DCS逻辑组态中设计送风量计算公式进行风量计算。原来送风差压、送风风壓和送风风温信号是送至就地DZL-2智能流量仪，把送风差压信号经过送风风压和风温的补偿，计算出送风风量信号，送至DCS系统实现显示、报警和作为保护条件等功能。而现在这三个信号都要送至DCS系统进行组态建立相应的DCS简化计算公式，利用DCS系统的强大功能实现信号品质的判断，提高了测量变送的可靠性，保证热态和冷态下的风量测量信号准确可靠和测量精度。
根据厂家提供的计算公式和风量测量装置的技术参数，插入式多喉径风量测量装置DCS简化计算公式：
Qt=Kt*（1.86639*f（△P））*SQRT（△P*（273.15+t）/（Ph+Pg））m3/h
式中：t——实测流体温度 ℃；
△P ——实测差压 kPa；
Pg——实测流体表压 kPa；
Ph——当地平均大气压力（Ph=91.42）kPa；
Kt——流量单位为工况体积流量（m3/h）时的仪表系数；
f（dP）——流量校准函数。
f（dP）据流量校准数据建立，可按实际需要选用。
Kt及f（dP）选择如下：设计编号KKS：71-FE0171-FE02
Kt=91645.404 m3/h
当差压dP≥0.4～2.4 kPa时：
f（dP）=1.70137-0.52073dP+0.20693dP2-0.03013dP3
当差压dP=0～＜0.4 kPa时：
f（dP）=2.01896-5.17299dP+26.66853dP2-66.18983dP3+60.39712 dP4
（设计状态下dP=0～2.4 kPa，对应流量范围：0～813617.84 m3/h即0～453.3214t/h）
我公司一直将CCS作为重点工作对待，与西安中航密切联系，通过改造，彻底解决了以前通过热态观察磨煤机一次风压力、磨煤机差压、磨煤机出口压力对比一次风量，即在热风挡板开度较大后，风量随挡板开度增大向下弯曲的不正确结论及改造后由于二次仪表DZL-2智能流量仪的元器件老化造成风量瞬间到零造成机组风量保护动作锅炉灭火事故的发生。机组CCS，变负荷率、可调范围达到了要求。
三、总结
机组通过风量改进，实现了风量自动调节系统的正常投入，从而保证了CCS功能的高品质投入，在减轻运行人员的劳动强度下，提高了锅炉热效率，降低了煤耗，降低了送风机功耗（见图2-图5），通过磨煤机入口风量及送风风量改造，对稳定燃烧和降低磨煤机、一次风机及送风机的功耗产生了积极影响。
参考文献：
[1]边立秀.热工自动控制系统[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2]GDWZL-50 Ⅱ型插入式文丘利测量装置说明书[Z].西安中航流量技术研究所
[3]吴永生,方可人.热工测量及仪表[M].北京:中国电力出版社,1995.
[5]BWY-F型内藏式双文丘里管风量测量装置说明书[Z].西安中望流量仪表有限公司.
（责任编辑：刘辉）
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