一次风在线监测系统在直吹式锅炉上的应用

３ 直吹式锅炉一次风在线监测的难点及解决方案
    由于气固两相流的复杂性，直吹式锅炉一次风在线监测的应用面临着许多问题：
（1）测量设备在气固两相流环境中长期运行时不能满足防堵要求，必须采用连续或定期反吹等手段。
（2）测量设备不能耐磨。测量设备在长期运行过程中易产生变形、磨损，不能保证测量的准确度，不能为锅炉的燃烧提供有用的运行参数。
（3）不能保证测量设备的低压损，增加了管道原有风阻。磨煤机出口各一次风管道已经根据风阻调平了各管速度，安装测量设备后，附加压损可能影响原有的运行状况。
（4）流程中的管路受限于空间位置，往往不能满足流速流量仪表对直管段长度的要求。
（5）流速流量仪表的精确度不能得到公认，限制了新型流速流量仪表的开发、研制和推广应用。
（6）低速、温度压力变化大等不利因素影响流速流量仪表的精确度和可靠性，流速流量仪表的性能难以提高，无法满足用户的需求。
    朗坤公司的LUSE型一二次风在线监测系统根据伯努利方程原理，由测速装置、变送器及人机界面组成。针对高速气固两相流的检测环境，测速装置采用专有技术彻底解决了堵塞、防磨、大压损和低精度等长期困扰直吹式锅炉一次风在线监测的难题。
    LUSE型一二次风在线监测系统具有如下特点：
（1）取压口采用特殊设计，兼顾高取压效能、防止堵塞和保护静压测量管。
（2）特别设计的防堵元件借助测量介质的动能进行取压管道的全壁实时清灰。
（3）采用多曲迷宫式管路防止粉尘进入引压管。
（4）采用具有突出防磨性能的高温合金陶瓷。
（5）采用摆锤原理充分吸收检测介质的动能。
（6）集成耐磨热电阻提供温度补偿。

4 直吹式锅炉一次风在线监测的使用效果分析
4.1节煤费用
    在使用一次风在线监测系统后，各管内风速实时显示在DCS画面上。制粉系统启停进程中，磨煤机出口门、喷燃器门是否开足或关严，司炉均能一清二楚。这样就能保证锅炉在较为合理的风煤比下运行，大大提高锅炉燃烧效率。
4.2节约设备费用
    若系统缺乏监测系统，火焰偏斜将会引起火嘴烧坏，而监测系统实施之后，则将彻底避免类似情况发生。
若因局部结焦引起水冷壁爆管，将会给电厂造成巨额的经济损失。
4.3减少维护维修费用
    由于杜绝了炉膛偏心结焦，风管堵塞等，每年潜在的节省了大量的维修、维护费用、停炉停产造成的各种损失费用并延长了锅炉寿命。
    同时还有其它社会效益方面的好处。譬如，降低了飞灰含碳量，减少了环境污染等。
    贵州安顺发电厂地处高原，燃用贵州轿子山无烟煤和当地小窑煤。一期两台300MW等级锅炉为东方锅炉厂引进FW技术设计制造的DG1025/18.2-II10型亚临界压力中间一次再热的自然循环W火焰锅炉。制粉系统配四台FWEC公司D-10D型双进双出球磨机构成正压直吹制粉系统。锅炉满负荷参数如下：

    机组投产后高负荷运行时加风困难、不稳定，燃烧经济性很差且容易出现汽温不足，经制造厂家多次燃烧调整也未能解决。2001年在大修期间安装了一次风在线监测系统，对各喷燃器的风粉配合、一二次风配比进行了科学的组织，保证了各喷燃器煤粉浓度，一二次风速的合理性，使着火迅速，燃烧完全，锅炉满负荷的飞灰含碳量由原来的30%左右降到13%左右（最低9%～10%），大渣含碳量由30%左右降到15%左右；汽温不足问题得到彻底解决，大幅度提高了锅炉燃烧安全性和经济性，使得安顺发电厂一期两台机组每年可节约燃煤67392吨，折合人民币741.3万元。

5 结论
    采用LUSE型系列一二次风在线监测系统，为直吹式锅炉的燃烧优化提供了切实可行的解决方案，通过与可调式煤粉分配器的协调工作使得一次风的分配得到优化，改善锅炉运行的安全性和经济性，避免燃烧器烧损、水冷壁或其它区域结焦、热负荷不均造成爆管、还原性气氛下的局部高温腐蚀等一系列问题，为燃烧运行优化奠定了基础，具有很高的社会效益和技术经济效益。