德国普美康烟台东方科技说明书.pdf

2009-09-07 we focus on your process应用先进的风、粉、灰测量技术实现电站煤粉锅炉的节能减排 应用先进的风、粉、灰测量技术实现电站煤粉锅炉的节能减排 提高电站锅炉效率降低提高电站锅炉效率降低NOx排放排放 的综合解决方案的综合解决方案 德国普美康测量技术有限公司德国普美康测量技术有限公司 PROMECON GmbH 北京代表处 ：13901093879 ：010-85748977 北京代表处 ：13901093879 ：010-85748977 2 / 13 德国普美康测量技术有限公司简介 德国普美康测量技术有限公司简介 普美康公司（PROMECON）成立于1990年，是一家专门从事电站煤粉锅炉燃烧优化技术和产品的开发与应用的高科技公司公司目前主要提供风、粉、灰测量系统以及便携式测量系统公司坐落于德国萨克森-安哈尔特州首府马格德堡市附近的美丽小镇巴尔莱本（Barleben） 产品名称及型号： — 风量测量系统 MECONTROL Air — 煤粉测量系统 MECONTROL Coal+psa — 飞灰测量系统 MECONTROL UBC 对风、粉、灰参数的测量一直是困扰电厂的难题。

主要是有些参数（如风量、飞灰含碳量）测量精度难于保证，而有些参数（如煤粉质量流量、煤粉细度）无法测量其结果导致无法对锅炉燃烧进行细致调整，影响锅炉的安全、经济及环保性能有了普美康的风、粉、灰的精确测量系统，运行人员就可以很容易把风、粉、灰的测量数据为依据，进行锅炉燃烧调整即以飞灰含碳量为主要依据，对一二次风量、煤粉流量、煤粉细度进行优化控制 普美康公司的风、粉、灰测量技术处于世界领先地位，在德国新建电厂已经成为标准配置的产品这些产品自2001年进入中国市场以来，已经在华能集团、国华电力、国电电力及华电集团的电厂得到应用 公司总裁：康瑞智先生 3 / 13 概述 概述 当前，各燃煤发电厂面临着节能和降低NOx排放的双重压力通过燃烧调整降低煤耗同时降低降低NOx排放是公认的最佳解决方法但是，目前对燃烧过程的控制还是停留在非常落后的总量参数控制方法，如通过锅炉出口氧量和蒸汽参数等，这种控制方式为锅炉燃烧优化调整留下很大潜力 众所周知，大型煤粉锅炉一般都采用直吹式制粉系统一台磨煤机配置一组燃烧器但是过去由于无法对风粉两相流进行测量并进行调整，因此各燃烧器之间的煤粉质量流量存在较大偏差，最多达30%以上。

如果二次风分配均匀，那么煤粉质量流量高的燃烧器将产生过高的飞灰含碳量，燃烧效率低而煤粉质量流量低的燃烧器将产生过高的NOx排放另外，为了防止煤粉质量流量高的燃烧器灭火，运行人员一般都使锅炉运行氧量远远超出正常需要量，其结果是不但排烟损失高，NOx排放浓度也高 直吹式制粉系统燃烧器布置示意图 4 / 13 煤粉分配不均所产生的不同燃烧效果 只有把煤粉分配偏差调平，才能降低氧量当然也需要二次风量分配均匀欧洲国家一直以前墙或前后墙燃烧方式的锅炉为主其二次风的设计是按照每个燃烧器对应一个二次风道的原则来布置（如图）这种布置很容易实现单个燃烧器风煤比均匀一致我国前墙或前后墙燃烧方式的锅炉二次风按分层大风箱布置方式，如果条件具备应改为单个二次风道布置方式即使不具备改造条件，也应至少实现风箱两侧二次风流量测量准确 墙式燃烧方式单个二次风道结构 5 / 13 分层二次风箱结构 切圆燃烧方式锅炉二次风箱也存在无法分层测量问题，美国有很多电厂已经逐步把二次风箱小风门挡板上游位置加装隔板（如图），为风量测量装置提供安装位置 切圆燃烧方式单个二次风道结构 6 / 13 如果不能做到在二次风箱加装隔板，则至少要把每侧二次风道均分为二（如图）。

通过加装风量测量装置实现每个角的风量相等 切圆燃烧方式二次风道均分结构 降低NOx排放的另一个必须考虑的因素是磨煤机入口风量，由于大部分NOx是燃料型NOx，磨煤机入口风量越高，燃料型NOx排放量越大因此要尽可能降低一次风量如果因为一次风量降低而导致石子煤排量过高，则应考虑缩小风环截面积，提高风环风速 磨煤机结构改造 实现风煤均匀分布的益处 实现风煤均匀分布的益处 降低煤耗 经过性能试验仔细分析，燃煤电厂主要节能潜力点列表如下： 单位： kJ/（kW·h） 7 / 13 降低煤耗的措施 热耗降低幅度 通过优化控制磨煤机入口风量 45 通过煤粉分配调平 95 通过提高风环速度降低石子煤排量 45 通过优化磨煤机机械结构降低飞灰含碳量 45 通过降低再热器减温水量 45 上述所有方法累计节能降耗最大幅度可达 280kJ/(kW·h)，折合标准煤耗约9.5g/(kW·h) 降低降低 NOx 排放 美国多个电厂通过燃烧调整结合先进的燃尽风技术实现了四角切圆锅炉NOx排放120mg/Nm3、前后墙锅炉150mg/Nm3 判断电厂是否具有降低煤耗和判断电厂是否具有降低煤耗和 NOx 排放潜力的排放潜力的 13 个准则个准则 （1）炉膛出口整个截面处于氧化性气氛，氧量值为 3%左右。

（2）热态运行条件下各煤粉管道之间纯空气流速偏差不高于平均值±2% （3）各煤粉管道之间煤粉流速偏差不高于平均值±5% （4）各煤粉管道之间煤粉质量流量偏差不高于平均值±10% （5）所有煤粉管内煤粉细度达到：200目网筛（按ASTM标准，下同）的通过量至少为75%；50 目网筛通过量至少为 99.9% （6）磨煤机通风量的精确测量与控制，测控精度至少为±3% （7）OFA风量的精确测量和控制，测控精度至少为±3% （8）对一次风煤比按设定曲线进行精确控制 （9）各煤粉管内煤粉流速不低于 17m/s （10）各燃烧器及风门挡板变形量小于 6mm （11）各燃烧器之间二次风量的分配偏差要小于平均值±10% （12）对给煤量进行精确测量和控制 （13）尽可能保证原煤质量及煤块尺寸不变 实现单个燃烧器风煤比均匀一致的方法—对锅炉风粉灰三组参数的精确测量 1、风量测量系统（实现单个燃烧器风煤比均匀一致的方法—对锅炉风粉灰三组参数的精确测量 1、风量测量系统（MECONTROL Air）的技术特性 TROL Air）的技术特性 风量测量主要包括对锅炉一次风流量、二次风流量和燃尽风流量的测量（下图）； 8 / 13 电站锅炉一二次风系统测点位置 过去存在的问题： — 常规测量系统要求直管段达到一定长度才能保证测量精度。

但是电厂直管段大多数较短，因此测量精度普遍不满足要求 — 风中夹带飞灰容易堵塞测量系统，使测量结果漂移影响自动控制质量 — 无法保证一次风量按设定曲线运行 中速磨煤机通风量测点位置 磨煤机一次风设定曲线 9 / 13 按速度面积法标定风量测量系统 普美康公司测量系统的技术特点 — 不需标定直接测量管道横截面上平均风速 — 对直管段要求低 普美康公司测量系统的工作原理：风量=平均风速×风道横截面积 与测量煤粉流速原理相同，风速测量采用交相关计算方法 2、煤粉测量系统（2、煤粉测量系统（MECONTROL Coal+psaTROL Coal+psa ）的技术特性 ）的技术特性 主要测量煤粉管内的煤粉流速、煤粉细度和煤粉密度流量（下图）；把煤粉流速与煤粉密度相乘再乘以煤粉管道的横截面积就得到煤粉的质量流量，可以通过可调缩孔进行煤粉分配的调平并以此为依据精确控制每个燃烧器的风粉比煤粉细度测量可用于优化磨煤机运行方式 中速磨煤机进出口管道示意图 过去存在的问题： — 过去对煤粉浓度普遍采用相对量测量方法，然后通过取样称重法进行标定不但耗费大量人工和时间，也无法保证测量精度注：取样称重法的测量精度大约为±10%，用此方法标定后的测量系统测量精度远高于±10%。

注：煤粉浓度相对量测量原理 煤粉浓度相对量计算公式为： 10 / 13 其中： mi — 测量系统在某个煤粉管道内的测量数据 μi — 某个管道内的相对百分比浓度 普美康公司测量系统的技术特点： — 直接测量煤粉流量的绝对值，不需标定 — 测量精度可达±5% 普美康公司测量系统的工作原理：煤粉流量绝对值 = 煤粉绝对浓度×煤粉流速×管道横截面积 煤粉绝对浓度测量原理：在煤粉管道内沿流动方向安装 2 支金属传感器，一支作为微波信号发射端；另一支作为微波信号接收端通过测量两只传感器之间的微波谐振频率的差值，就可以得到煤粉浓度： ρ=(f0 -fε) ·kfd 式中：f0为管道内没有煤粉时的微波谐振频率； fε为管内有煤粉时的谐振频率；kfd为与管道尺寸有关的常数 微波谐振频率之差 传感器在煤粉管道上的安装方式 煤粉流速测量原理：在煤粉管道内沿流动方向同样安装 2 支金属传感器，可以接收 2个由飞灰静电产生的随机信号由于 2 支传感器相隔距离很短，因此所产生的 2 个随机信号就非常相似，但存在一个时间差通过交相关计算可得到这个时间差，用传感器之间的距离除以这个时间差就可得到管道内的平均流速。

11 / 13 煤粉流速交相关测量原理 煤粉细度测量原理：激光脉动测量原理 测量煤粉细度的传感器 过去存在的问题： — 过去一般采用人工等速取样后进行筛分测量，不但耗工耗时，测量结果严重滞后 符合ISO9931标准的煤粉取样枪、网筛组及震荡器 普美康公司测量系统的技术特点 — 采用激光脉动技术直接测量煤粉细度操作简单、不需标定 — 与普美康公司的煤粉流量测量系统共用一台工业PC机，简化系统并节省投资 3、飞灰测量系统（、飞灰测量系统（MECONTROL UBC）的技术特性 TROL UBC）的技术特性 12 / 13 飞灰测量系统主要测量飞灰含碳量设备的最大特点是取样点设在电除尘器一电场灰斗内（下图），这样才能保证取样具有代表性其它厂商的产品均为等速取样方法，难以保证取样代表性测量结果往往随时间变化为一条直线 取样头安装在灰斗内 过去存在的问题： — 过去采用的尾部烟道单点飞灰等速取样方法无法取得具有代表性的灰样，测量精度不够 — 过去的取样方式容易使取样管线结露导致管线堵塞而且管线容易磨损 — 过去的取样周期长，测量结果相对滞后 普美康公司测量系统的技术特点： — 取样点设在电除尘器一电场下灰斗内，具有高度代表性。

— 直接在灰斗内对灰样进行测量，没有结露 — 采用螺杆对灰样进行压实，测量精度得到保障 — 测量周期短 与过去取样方式的代表性之比较 取样测量部分 13 / 13 与过去的测量系统的测量过程相比较 普美康公司测量系统的工作原理：测量仓内安装2支金属传感器一支作为微波信号发射端；另一支作为微波信号接收端通过测量两只传感器之间的微波谐振频率的差值，就可以得到飞灰含碳量 微波谐振频率之差 。