汙水流量計對鍋爐連續排汙流量測量改造

摘要（yào）：采用LGPW-2型（xíng）連排流量（liàng）測量係統對鍋爐（lú）連續排汙（wū）流量測量進行改造，此係統替代了原來的標（biāo）準孔板節流裝置，並加裝來流壓力變送器，經過現場調試和一個階段的使（shǐ）用表（biǎo）明，該連（lián）排流（liú）量計測量精確、靈敏度高，能夠對機組各種工況下的（de）連排流量（liàng）進行準確測量，效果（guǒ）顯（xiǎn）著，提高了機組的經濟運行指（zhǐ）標。

電站的給（gěi）水和補充水都經（jīng）過化學處理，品質能（néng）夠達到一定要（yào）求，但仍攜帶少量雜質 ,進入鍋爐逐漸加熱後進入高溫高（gāo）壓大蒸發量（liàng）汽包，雜質將越積越多，如不及時排出高雜質的爐水，爐水中的雜質將通過汽包內（nèi）高溫高壓飽和的蒸汽進行機械攜帶和（hé）溶解性攜帶或選擇性攜帶，大大影響了蒸汽的品質。如果從鍋爐產（chǎn）生的蒸汽品質較差，攜帶鹽分較多，在流經過熱器時，會在過熱器管壁上結垢，使過熱器超（chāo）溫甚至燒壞。蒸汽流過汽輪機使汽輪機通流部分結垢，造成汽輪機出力下降，軸向推力增加（jiā），嚴重（chóng）將影響轉子平衡（héng），甚至造（zào）成重大事故（gù）。

鍋爐連續排汙，就是為了機組在正常運行中保證汽水的品質，使蒸汽含鹽量不超（chāo）過0.1～0.2mg/kg。為了保證汽水品質，必須把爐水（shuǐ）質量控製在允許（xǔ）範（fàn）圍內。所以（yǐ）要（yào）連（lián）續不斷的從汽包排（pái）出雜質較高的一部分爐水，使爐水含鹽量不致過高。但排（pái）汙水的溫（wēn）度和壓力都較高，除（chú）了引起工質損失（shī）外，還會（huì）造成可觀的熱量損失。鍋爐運行過程（chéng）中排汙量DPW與鍋爐蒸發量D之比排汙率p應控製在1%～2%，在爐（lú）水（shuǐ）品質合格的前提下（xià），應**將連續排（pái）汙流量調整到*小*佳狀態。鍋爐汽包（bāo）的連續排汙（wū）流量是火力發電廠一項重要的經濟指標，準（zhǔn）確測量鍋爐連續排汙流（liú）量尤顯重（chóng）要。本文以寶雞寶雞*二發（fā）電有限責任公司4×300MW機組的#1～#4機組連排流量測量係（xì）統為（wéi）研究（jiū）對象，對係統改造前後的性能進行了分析。

一（yī）、改造前的測量係（xì）統狀（zhuàng）況

寶雞*二發（fā）電有限責任公司（sī）4×300MW機組的#1～#4機組連排流量測量係統原（yuán）采用（yòng）差壓標準孔板節流（liú）裝置，配一台量程為(0～120)kPa的1151差壓變送器進行測量。

從鍋爐汽包排出的處於飽和狀態的爐水經過排汙管道（dào）、連排電動（dòng）門和連排調節閥門等的節流後進入排汙擴容器，管道內的介質是汽水（shuǐ）兩相混合（hé）物，且流動（dòng）情況（kuàng）複雜。原標準節流孔板隻能在被測介（jiè）質是單（dān）相（xiàng）的工況下，由變送器（qì）測出通過孔板的水的差壓，然後將差壓信號送到分散控製係統中，由分散控製係統對差壓信號和流量進行轉換（huàn），*後以瞬時（shí）流量的形式顯示在CRT上供（gòng）運行人員監視。一旦測量（liàng）的介質中是蒸汽或（huò）汽水混合物時，測量值要麽（me）無（wú）顯示，要麽波動（dòng）大。該套測量裝（zhuāng）置便無法準確測量流量，給運行人員開關排汙門的大小帶來影響，排（pái）汙流量不準確，為機組的經濟運行帶（dài）來不利的影響。因此2002年9月決定采（cǎi）用LGPW-2型連排流量測量（liàng）裝置替換原來的測量係統。

二、現連排流量測量係統工作原理

LGPW-2鍋爐連續排汙流量測量裝置由節流件(該節流件是異型（xíng）孔板)、變送器及二次顯示儀（yí）表組成。它的工作原理是當被測介（jiè）質（zhì）通過節流件異型孔板時，節流件前後產生壓差△P，經壓力P差壓變送器將來流壓力及（jí）差壓變換為4-20mA標準（zhǔn）電流信號，並將信號送入二次儀表。在二次儀表中，信號經（jīng）單（dān）片微（wēi）處理器（qì）處理，按照多相流量測量原理獲得被測介質的瞬時流量和累計流量，分別顯示在二次儀表上，另外還輸出與瞬（shùn）時（shí）流量相對應的標準電（diàn）流信號至分散控製係統供CRT顯（xiǎn）示用。理論原理為：假設汽（qì）液兩相分別流過孔板，無相間（jiān）動量交換（huàn），無相（xiàng）變（biàn）過程，滿足絕熱條件。由此（cǐ）得到理想（xiǎng）化的孔板分離流模型為：

式中G為質量流（liú）量，A=2·a·F，△P為（wéi）差壓方（fāng）根的統計平均值，X為相質量流量比份(Xc為蒸（zhēng）汽幹度)，ρ為密度，腳碼c為相汽，d為液相。

繼續假設：汽液（yè）兩相以環狀流過孔板，汽相自由流動且不含液滴，液相被孔板阻滯、累積，然後以脈衝形式噴放。

孔板相分離模型可得：

式中，△Po為孔板（bǎn）差壓噪聲方（fāng）根的幅值，θ為孔板相分離係數，主要（yào）取決於孔板的孔徑（jìng）比和汽液兩相的密度比。式(3)顯示了孔板測量汽液兩相流式，差壓噪聲方根幅值（zhí）的統計平均值（zhí）正比於液相流量（liàng）。換言之（zhī），幹度越小，差壓噪（zào）聲（shēng）越大。

將（jiāng）式(3)的兩邊分別除以式(2)的兩邊，可得：

式(5)、(6)即為利用孔（kǒng）板差壓噪聲測量汽（qì）液兩相流雙（shuāng）參數(例如質（zhì）量流量和幹度) 的理論模型。根據上述（shù）的模型，配單異形孔板的測量儀表，把壓力變送器和（hé）差壓變送器的4～20毫（háo）安直流信號經（jīng）I/V轉換再經（jīng）A/D變換成數字量，再經數字濾波和統計估計可得數學模型計算所需的參數，並按壓力P由相應子程序計算密（mì）度和熱焓，從（cóng）而算出汽水兩相流的質量流量並可遠傳至DCS顯示。同時對流量進行累積運算並顯示。

三、LGPW-2型連排流量計的（de）改造安裝

異形孔板安（ān）裝在鍋爐30米處連排管段（duàn），截去一段加裝U形管段的來流直（zhí）管段（duàn）上，根據安裝要求，測（cè）點（diǎn）位置選在距離上遊直管段1810mm，距離下遊直管段1085mm處。符合“距離上（shàng）遊直管段>10D(D=56mm，管道（dào）內徑)，距（jù）離下遊直管段>5D”的要（yào）求。孔板的取壓管為垂直向（xiàng）下（xià），圓缺孔板的弦與管道橫截麵水平中心線平行安裝。其改造安裝（zhuāng）圖如圖1所示。

圖1表示該係統的核心部分采是異型孔板，虛線內表示改造部分，異型孔板（bǎn）安裝改造後的U形管段的來流直管段上。該孔板能夠測量在兩向流工況下的流體差壓。其節流件安裝如圖2所示。

圖2是（shì）表示流量件與差壓變送（sòng）器的連接圖，節流孔板的（de）安裝必須使節流（liú）件刀口的方向與介質的流向相垂直，而且刀口有刃的一麵（miàn）背對來（lái）流方向，來流壓力（lì）變（biàn）取壓（yā）於正壓側，才能保證測量的準確性。

這種方法是（shì）標準（zhǔn）的安裝方法（fǎ），信號的可傳輸測量距離更長些，讀數（shù）也更精確（què）。信號經電纜連（lián）接至12.6米電子間內的顯示儀表上。顯示（shì）儀表現場接線完畢後，用遙控器對（duì）儀表進（jìn）行初始化，設置有關特（tè）性參數，如大氣壓力、排汙管道的管徑、管（guǎn）道材料熱膨脹係數（shù）、流量濾波係數、弓（gōng）高（gāo）等（děng），二次顯示儀表就可工作。當有（yǒu）兩相流排（pái）汙時，該係統（tǒng）可通過來流壓力、孔板差壓（yā）、汽包壓力等三個（gè）信號進行綜合測量（liàng）瞬時流量並送DCS畫麵顯示，同時二次顯（xiǎn）示儀表可顯示（shì）累積流量，十分（fèn）準確。

四、改造後（hòu）流量係統的特點

1.在測量管段不全是單相介質的情況下，大流量和小（xiǎo）流量（liàng）均能測量，且準確度較高。

2.安（ān）裝方便，該流量計的安裝比較簡單，隻需要（yào）將異形孔板安裝在鍋爐30米預（yù）先在連排（pái）管（guǎn）段做好的（de）U形水（shuǐ）平管段上，按要求將孔板方向按要求調好，然後將三個信號送到二次儀表上即可，而不像原測量係統先將介質由引（yǐn）壓管（guǎn）路（lù）引入變送器，再經由計（jì）算（suàn）機進（jìn）行開方運算，*後顯示出來。

3.維護和使用方便，儀表安裝完畢後使用遙控器對儀表進行初（chū）始化，將所（suǒ）需參數輸入（rù）儀表，然後將儀表零點和滿（mǎn）度調好，當儀表正（zhèng）常工（gōng）作後，運行和檢修（xiū）人員不需要再（zài）對儀表進行任何操作（zuò）。

4.測量係統靜態調試完畢後，為進一步檢驗儀表的準確度和靈敏度，進行動態調試實驗，根據實驗結果閥門的開（kāi）度與連排流量的瞬時值成比例關係（xì），且連排流量的瞬時（shí）值與兩個調閥開度值吻合，符合設（shè）計要（yào）求。

五、結論

LGPW-2型流量計比（bǐ）原測量係統反應靈敏度高，準確度較高。不再（zài）出現雖排汙（wū）門有開度但無流量顯（xiǎn）示，或工況一變就測量誤差大等（děng）現象，有效（xiào）地保證了機（jī）組的連排流量的測量。經過此次改造，證明采用LGPW-2型連排流量測量係統對鍋爐連（lián）續排汙流量測量進行改造是成功的，它能（néng）準（zhǔn）確的測量工況複雜的連續排汙介質的瞬時流量，為運行人員（yuán）提供可靠的運行（háng）參數，為機組的經濟運（yùn）行（háng）提供了有利可靠的保證。