一種電站鍋爐風機性能實時監測的方法與流程

本發明涉及一種電站鍋爐風機性能實時監測的方法。

背景技術：

燃煤電廠配備的一次風機、送風機是重要的輔機，主要有離心式、軸流式兩種。通常在600MW等級以上的機組一般采用軸流式風機，根據葉片調節方式又分為靜葉或動葉可調式。

風機運行安全與否直接關系到鍋爐運行安全。近些年由于煤炭市場波動，電廠采購燃料大多是以市場價格為主要依據，較少燃用設計煤種。由于煤種的更換、運行工況波動頻繁、設備的老舊等問題，使得鍋爐不同負荷下，風機的出力特性也在不斷變化，一次風風煤比、一次風風粉濃度、運行氧量、總風量等都和設計時的運行特性不同。除此以外，運行人員的運行習慣、季節(雨水多燃料濕、氣壓高低等)都對風機運行特性有影響。若風機處于安全運行的邊界附近時，就有可能發生事故，比如偏低負荷運行時的喘振以及偏高負荷運行時的失速，此時風機只能降低風壓、機組不得不降低負荷來運行，尤其失速嚴重的話會造成風機葉片斷裂，鍋爐不得不停機。

在機組大小修前后，電廠一般是委托電科院等單位對風機在不同負荷段進行性能試驗，在試驗數據的基礎上再根據風機廠家設備特性曲線進行修正計算后，繪制出風機的實際運行性能曲線，尤其是風壓和風量，效率和風壓等重要曲線，通過這些結果，就能找出實際運行范圍和失速點的距離，但是試驗結果不是實時的，而且試驗時的工況和真實運行時的又不可能完全一致，倘若在高負荷時真實的運行區間接近了失速點，則電廠一般采用降低風壓運行，以保證風機運行的安全性。

但是這樣的方式會造成鍋爐燃燒性能、風機經濟性等一系列問題。比如當需要更多的一次風而風機又不會失速時，由于壓低了風壓運行，就使得一次風率不足，影響制粉系統的經濟性運行、鍋爐的燃燒結構組織；又比如送風機降低風壓運行時，會造成鍋爐所需氧量不足，使得飛灰含碳量提高，鍋爐經濟性下降。

那么怎么讓運行人員知道風機實時的運行特性就顯得十分重要。通常電廠DCS系統上的風機數據只有電流、風壓、風量(風量一般又不準)等參數，但是這些參數是不夠的，是不能全面得到風機運行特性的，需要將必要的試驗數據和風機運行數據結合在一起，才能得出風機運行的實時特性。這就是將關鍵參數的測量元件、數據傳輸、數據計算和結果放在一起，形成一套裝置。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題：得出風機運行的實時特性。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種電站鍋爐風機性能實時監測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、在風機入口風道上安裝風機入口壓力測量裝置、熱電偶、風機入口靠背管，在風機出口風道上安裝風機出口壓力測量裝置，計算機通過壓力變送器組采集風機入口壓力測量裝置、風機入口靠背管及風機出口壓力測量裝置收集到的數據，計算機通過數據采集儀采集熱電偶收集的數據；

第二步、獲取運行參數，該運行參數包括：

流量測量截面處的平均動壓p_d，式中，p_di表示流量測量截面內n個網格點上的時間平均動壓，通過風機入口靠背管(8)測量得到；

流量測量截面處的流量q_v，式中，A表示流量測量截面的面積，ρ表示流量測量截面處的介質密度，ρ₀表示標準狀態下煙氣或空氣的密度，P_a表示流量測量處的大氣壓力，P_s表示流量測量截面處的靜壓，通過風機入口壓力測量裝置測量得到，t表示流量測量截面處的介質溫度，通過熱電偶測量得到；

利用電廠現有DCS系統采集到的除風量外的相關參數；

風機出口靜壓，通過風機出口壓力測量裝置測量得到；

風機電動機輸入功率Pe，Pe＝1.732V×I×cosφ，式中，V表示電動機電壓值，通過電廠現有DCS系統得到，I表示電動機電流值，通過電廠現有DCS系統得到，cosφ表示功率因素。

優選地，還包括：

第三步、根據第二步得到的運行參數繪制風機性能曲線，并實時將計算結果顯示至電廠現有DCS系統的畫面。

本發明提供的方法克服以往測量方法中難以達到實時測量掌握風機性能的弊端，將實時采集的風機試驗數據與相關DCS運行參數相結合，計算得到風機當前實際運行的效率與工況點，并可以顯示在風機性能曲線中，供電廠運行人員參考與判斷風機的安全性及經濟性。

附圖說明

圖1為本發明方法中的裝置安裝示意圖；

圖2為本發明方法數據采集及計算流程圖；

圖3為最終顯示在DCS系統上的樣圖。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

本發明提供的一種電站鍋爐風機性能實時監測的方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、結合圖1，在風機入口風道上安裝風機入口壓力測量裝置3、熱電偶4、風機入口靠背管8，在風機出口風道上安裝風機出口壓力測量裝置7，計算機通過壓力變送器組1及橡皮管2采集風機入口壓力測量裝置3、風機入口靠背管8及風機出口壓力測量裝置7收集到的數據，計算機通過數據采集儀5采集熱電偶4收集的數據；

第二步、獲取運行參數，結合圖2，該運行參數包括風量、風機出口靜壓、風機電動機輸入功率Pe以及通過電廠現有的DCS系統采集到的諸如電流、出口風壓、風機消耗功率之類的其他相關運行參數。

風量的計算步驟包括：

步驟1、計算流量測量截面處的平均動壓p_d，式中，p_di表示流量測量截面內n個網格點上的時間平均動壓，通過風機入口靠背管8測量得到；

步驟2、計算流量測量截面處的流量q_v，即為風量，式中，A表示流量測量截面的面積，ρ表示流量測量截面處的介質密度，ρ₀表示標準狀態下煙氣或空氣的密度，P_a表示流量測量處的大氣壓力，P_s表示流量測量截面處的靜壓，通過風機入口壓力測量裝置3測量得到，t表示流量測量截面處的介質溫度，通過熱電偶4測量得到。

風機出口靜壓，通過風機出口壓力測量裝置7測量得到；

風機電動機輸入功率Pe，Pe＝1.732V×I×cosφ，式中，V表示電動機電壓值，通過電廠現有DCS系統得到，I表示電動機電流值，通過電廠現有DCS系統得到，cosφ表示功率因素。

第三步、根據第二步得到的運行參數繪制風機性能曲線，并實時將計算結果顯示至電廠現有DCS系統的畫面，可以直觀的顯示出風機的性能和安全邊界，如圖3所示。

本發明提供的方法不僅僅為風機的運行安全提供了直觀的保障，而且還為節能降耗提供了實時直觀的依據。