均衡燃烧控制系统特性试验与调平试验

发布时间：2018-01-12 作者：侯典来来源：e-works

关键字：风粉调节平衡阀平衡阀

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介绍了风粉调节平衡阀结构原理，包括报警信息，常见问题原因分析，并进行平衡阀特性试验和自动调平试验，实现对试验数据统计分析。

概述

煤粉均衡燃烧系统采用先进的测量技术，通过煤粉流速、浓度测量设备，在线精确测量煤粉浓度、流速，得到可靠的煤粉分布数据，并且根据测量数据，通过风粉调节平衡阀，优化风、粉分布，减小各煤粉管道的浓度差和流速差，改善煤粉分配不均匀导致的燃烧低效，有利于进一步优化锅炉运行。

1、风粉调节平衡阀

风粉调节平衡阀主要结构和功能如下，1）电动机选用380V三相YDF阀门专用电机，2）减速机构为两级蜗轮、蜗杆减速机构，3）行程控制及位置指示机构，从输出轴直接引出凸轮轴作90°回转，限位凸轮也作90°回转进行行程控制，开度指示牌与凸轮轴同轴，作90°回转进行阀位指示，并且配置用于远距离电信号输出的电位器，4）转矩控制机构用于控制电动装置转矩的大小，由开、关两方向凸轮以及微动开关组成，5）手动-电动切换以及手动机构为自动电动优先式，利用切换手柄完成切换以后，即可以进行手轮操作，当电动操作时，切换手柄自动复原。

风粉调节平衡阀QT30执行机构型号QT30-0.5.IN.EPC，电机60W，0.7A，输出转矩300Nm，电源380V AC，转速0.5r/min，防护等级IP67，编号150901267，北京华电天仁电力控制技术有限公司制造，三相380V接线，如图1。

图1 QT30接线原理

1.1 报警信息

显示屏右下角为报警区，如表1，开位灯为绿色，关位灯为红色。

表1 显示屏报警信息

1.2 常见问题原因分析

如表2。

表2 故障现象及其原因分析

2、平衡阀特性试验

平衡阀特性试验是为了验证平衡阀对煤粉管道的影响效果，在C磨煤机分离器出口位置，安装8组煤粉平衡阀装置，根据实际情况，将平衡阀的开度范围机械限制在30%～100%之间；为了测量平衡阀在实际应用中的效果，选择C14、C21、C24作为测量对象，对这几根煤粉管道的平衡阀进行特性试验。

试验方法如下，将其中1根煤粉管道的开度从100%降为50%，在稳定20min以后，再降为20%，稳定20min以后，将平衡阀打开为100%，试验结果如图2。

从3根管的试验分析可以看出，在平衡阀从100%关到50%的时候，平均煤粉流速下降（1～1.5）m/s，而且响应速度比较迅速；当平衡阀从50%关到20%的时候，可以看到很明显的煤粉流速下降趋势，相对于平衡阀全关时，有（4～5）m/s的下降。

从C14，C21，C24平衡阀的特性试验中可以看出，当平衡阀从全开到全关，再从全关到全开的过程中，测量设备风速会跟随平衡阀的开关而增加或者减小；平衡阀开度从100%开度到20%开度的变化过程中，测量设备风速会下降5m/s左右，当平衡阀开度从20%逐渐全开时，测量速度也会随之升高，最终升高到原始值。

这个试验证明平衡阀对于风速调节具有明显作用，验证测量设备对于一次风速的测量相对准确。

图2 平衡阀特性试验

(a) C14煤粉管道；(b) C24煤粉管道；(c) C21煤粉管道

3、平衡阀自动调平试验

对#5炉C磨平衡阀进行调整，根据锅炉布置，分别对C1侧与C2侧的平衡阀进行调平试验，试验条件和步骤如下。

投入自动条件为在DCS侧与PLC侧投入自动按钮，切除自动条件如下，点击切除自动按钮，或者流速测量状态点为坏质量，调整范围包括每台磨煤机投入自动的管道，一次风调平投入自动的管道参与该磨煤机的煤粉分布调平，不投入自动的管道不动。

管道投入自动以后，调整频率为每90s调整一次开度，该时间间隔根据现场实际指令发出时间与系统反应时间之间的间隔决定，根据最大风速和最小风速偏差，可以适当划分调节幅度，偏差较大时，设置较大调节幅度，偏差较小时，设置较小调节幅度，偏差小于一定范围，认为风速已经调平。

调整顺序如下，首先，查找流速最小的管道，增大对应平衡阀开度；当流速最小的管道开度达到最大98.0%时，减小流速最大的管道对应的平衡阀开度；调整极限如下，当流速最小的管道开度达到最大98.0%，流速最大的管道开度达到最小30.0%仍然无法调平时，调整达到极限，各平衡阀不动；如果由于工况改变或者其它原因，导致流速最小的管道开度不再是最大98.0%，或者流速最大的管道开度不再为最小30.0%，则继续自动调整阀门开度，流速小于极限值10.0m/s时，认为流速测量出错或者停磨，将对应管道平衡阀开到最大98.0%。

表3 标定测试记录数据

(a) C14煤粉管道；(b) C24煤粉管道；(c) C21煤粉管道( 3 平衡阀自动调平试验对#5炉C磨平衡阀进行调整，根据锅炉布置，分别对C1侧与C2侧的平衡阀进行调平试验，试验条件和步骤如下。投入自动条件为在DCS侧与PLC侧投入自动按钮，切除自动条件如下，点击切除自动按钮，或者流速测量状态点为坏质量，调整范围包括每台磨煤机投入自动的管道，一次风调平投入自动的管道参与该磨煤机的煤粉分布调平，不投入自动的管道不动。管道投入自动以后，调整频率为每90s调整一次开度，该时间间隔根据现场实际指令发出时间与系统反应时间之间的间隔决定，根据最大风速和最小风速偏差，可以适当划分调节幅度，偏差较大时，设置较大调节幅度，偏差较小时，设置较小调节幅度，偏差小于一定范围，认为风速已经调平。调整顺序如下，首先，查找流速最小的管道，增大对应平衡阀开度；当流速最小的管道开度达到最大98.0%时，减小流速最大的管道对应的平衡阀开度；调整极限如下，当流速最小的管道开度达到最大98.0%，流速最大的管道开度达到最小30.0%仍然无法调平时，调整达到极限，各平衡阀不动；如果由于工况改变或者其它原因，导致流速最小的管道开度不再是最大98.0%，或者流速最大的管道开度不再为最小30.0%，则继续自动调整阀门开度，流速小于极限值10.0m/s时，认为流速测量出错或者停磨，将对应管道平衡阀开到最大98.0%。表3 标定测试记录数据结语在煤粉均衡分配的基础上，采用低煤粉流速以优化燃烧，直接的优化效果能够降低飞灰含碳量，提高锅炉效率；通过改善煤粉均衡分配，创造炉内良好燃烧条件，有助于防止燃烧不稳定与火焰中心偏移，减少壁温超温、结渣等不安全问题发生，从而解决锅炉总风量与总煤量不匹配，燃烧不均匀，不能实现煤风最佳配比的问题。

结语

在煤粉均衡分配的基础上，采用低煤粉流速以优化燃烧，直接的优化效果能够降低飞灰含碳量，提高锅炉效率；通过改善煤粉均衡分配，创造炉内良好燃烧条件，有助于防止燃烧不稳定与火焰中心偏移，减少壁温超温、结渣等不安全问题发生，从而解决锅炉总风量与总煤量不匹配，燃烧不均匀，不能实现煤风最佳配比的问题。

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