BFC-系列补偿式风压测量防堵吹扫装置

一、概  述 
    目前，火电厂锅炉（特别是循环流化床锅炉）风流量、风压连续准确地检测对运行人员进行有效的燃烧调整和监视通风管道的动态技术参数起着极为重要的作用。由于锅炉运行的现场工况较为复杂，粉尘浓度大，容易对检测风压管道堵塞。循环流化床锅炉的燃烧要有强大的风流使用物体翻动，才能达到燃烧。电厂应用循环流化床锅炉、检测炉膛的压力是保障锅炉正常运行的一个重要参数。运行中只有彻底解决压力测量，取压管堵塞现象才能进行连续准确的测量。对此，常规的风压防堵取样器，采用一级、二级、三级内层为不锈钢材质旋风防堵技术；风压连续吹扫防堵取样器，吹扫气量小，虽有些效果，但无法彻底根除炉膛内不规则的翻动的物料和管内浓浓的粉尘经常要出现堵塞的现象。国内外循环流化床炉膛内的防堵及取样一直是个重要的研究课题。
    综上述情况，我厂和西安热工所、抚顺发电、河南火电协会、上海管道科学研究等专家一起在以往日本和美国产品Y型循环流化床连续吹扫装置的基础加于改进，发展和提高。研究出了新一代BFC-系列带有压力补偿的风压测量强吹扫防堵取样装置。
    此产品一问世，全国有很多用户都选用本厂产品，使用后确实很好。拿我们华东地区上海和无锡来讲。无锡新区钢铁厂和上海金山石化集团发电厂使用循环流化床锅炉风压防堵测量多年得不到解决（是选用进口连续吹扫装置，因为它的燃烧物体是煤粉和油的混合物，在高温状态下燃烧温度发生变化时，测压管要堵塞和管道氧化烧结，对压力的测量、设备和控制系统的正常运行带来不良的后果）。他们一经选用我公司的BFC-系列压力补偿风压测量强吹扫防堵取样装置，问题得到了彻底地解决。再不用为堵塞和烧毁伤脑筋。
    （注：无锡开发区用户和上海石化集团发电厂的应用，我公司可以推荐客户去参观、学习和技术交流，了解该产品应用情况）。
    该产品在江苏、河北、河南、辽宁、上海、陕西、山东、广东、四川省等电厂应用。收到了明显的效果，使风压检测和风压防堵又上了一个新的台阶。
BFC-系列压力补偿风压测量强吹扫防堵取样装置的技术特点：
    1、该产品采用流体力学原理，系统中增加了压力补偿装置，对零位值和满量程值、线性值进行了数学推导，对不堵塞区、不烧毁区、补偿器线性化处理。精确制造，在循环流化床锅应用中得到了广大用户的认可。
    实践证明：该产品真实地在线测量到各个测点的压力值。它彻底解决了粉尘多、浓度大、颗粒状和高温状态压力测量管路堵塞和管路氧化烧毁严重损坏的种种现象。提高了检测压力的精确度，从而可靠地保证了设备和控制系统的正常运行。
    2、用户在检测锅炉运行中的一些重要参数（象炉膛压力、烟气管道压力、磨煤机压力、一、二次风压、三次风压等等），首先要解决堵的问题，才能进行有效地采样和准确地测量。一般用户实际中的压力值不大，炉膛负压≤1Kpa；其它的压力几Kpa，大至几十Kpa，BFC系列产品采用吹扫的压力远远大于被测的压力，达到0.1~1MPa范围，外吹扫气量为：1m3/h，吹扫压力P外＞P内PB被测压力，实际信号从压力补偿装置取样来，完全彻底解决防堵和取样，真实地测量到压力的实际值。
    3、该产品有精密的BFC-系列的压力补偿器，采用进口的压力表和调节系统。如用户需要可在气流进口处加装0.1～1MPa调压气水分离器，对气流进行过滤和有效地稳压。玻璃转子流量计和系统调节阀，确保流量控制输出的稳定性，能保证检测装置的正常工作。
    4、该产品测压管（吹扫取样器）采用内管和保护管全部不锈件，提高了耐温、耐用性，加装了二只不锈钢球阀，便于安装、调试、维护。控制箱采用冷轧钢板（加喷塑）及全不锈钢材，制成箱体，箱体盖板四周密封条衬垫，开关用锁把，控制箱的防护等级达到IP56。
    5、该产品省去了人工定时吹扫，通管路繁琐的体力，提高了设备运行的可靠性和安全性。
二、主要技术参数：

1、BFC-系列 压力补偿吹扫装置测量精度≤0.5mmH2O
2、提供气源压力≤1MPa（可稳压调节）
3、外吹扫耗气量：1M3/h
4、内反吹耗气量：0-60NL/min（可调节）
5、工作温度：-20℃~80℃
6、工作湿度：≤95%
7、气水分离器（用户如需设备上配制）：0.1~1MPa。
三、构造与原理：

    BFC- 系列压力补偿器风压测量防堵强吹扫装置有三大部分组成：防堵取样吹扫装置、压力补偿装置、流量、压力指示调节装置。见图（一）

 
    从以上图中可看出，测量的原理是利用外加气源，加装减压阀和气水分离器（气源要无水和无油连续向测点加干净的气源，使B测压点不堵，利用流体力学的动压补偿方法，消除因反吹扫空气压力产生压力△P（差压），从而优选出真实的测量值。B点的较强、浓的粉尘颗粒无法进入到A点取样点，引成了一个完全与之补偿的工作区域，这就是压力补偿器风压测量防堵强吹扫装置的大特点。
    以下从数学模式中推导分析，理论上认识压力补偿器测量、防堵、吹扫的原理。系统示意图（一）中的压力变送器的取样点A到测压管B之间，流体进入管道中的气体流动受到阻力时，其动能就变成压力能，这时流体与动压力（△P=P动）的关系是：公式（1）化简：因为△P=P动，所以△P=r·δ·V2/2g，设压力变送器的取样点A压力为PA，测压管B点的压力为PB，则PA=PB+△P。
注：V：这段气体的流速，g：重力加速度，δ= 修正的阻力系数，r：流动气体的密度（重度），分析常规的压力测量，容易堵塞和烧毁的原因：  
    第一种：不用气源和无吹扫，以往常用的PFD-Ⅰ、HFD-Ⅰ、FYQ-1型、DJZ-01-A型等
等的防堵风压取样器，静压防堵风压取样器直接在管道口破口焊在管路上；差压式风压防堵取样器插入管道1/2处（垂直安装）。
    第二种：利用常规的反吹扫方法，提供气源，从上述公式中得知，气体因压力的变化而引起气体流量的改变和差压△P的改变，为了保证测量的精度，在吹扫中选用较小的流量，一般在1NM3/h～1.5NM3/h，这样精度能得到保证，可以减少测量的误差，但仍能引起堵塞和烧毁。如果不堵塞，又能获得取样值，必须加大气流量，这样势必差压（△P）值的增大，只好改变变送器和显示表的零位，从而改变压力显示值，系统的检测和调整将出异常情况，在锅炉运行中出现的问题也很难校正。自动调节装置，流量计的故障和偏差将直接影响到测量的精确度，对日常工作的维护增加了难度。这样人工去改变零位和量程的做法切不可行。为了克服上述两种风压防堵、风压取样的弊病，在系统中采用流体力学的动压补偿方式，研制出了国内外先进的压力补偿器。该功能是采用空气动力原理来消除背压△P（P动压力），只有全量程补偿，线性度好，在应用中反吹空气的压力和流量的变化不会影响测量值，可以真实地在线反映各测点的压力值。吹扫的压力远远大于被测的压力，既能防堵，又能有效地取样，正确地测量，完全彻底解决了多粉尘和高温状态下压力测量管路的堵塞和烧毁问题。
    具有高精度，调整方便，结构紧凑，无故障的优点。

    建立曲线图形分析：（设补偿压力为Pb，补偿后压力Pc）使Pb=-r·δ·V2/2g，公式（2）见图二Pb曲线，PC=Pb+△P，见图Pc曲线。

    从曲线中看出图中Ⅴ～Ⅴ直线左侧近似为零，从图一得出：A点压力PA就等于B点压力PB。由于Pb随流量的改变而变化，PA的值不受气体流量气源压力的改变而影响。图中直线的说明：图中Ⅰ-Ⅰ，直线右侧为不堵塞区，即流速大于8米/秒。图中Ⅲ-Ⅲ，直线右侧为不烧毁区，即流速大于10米/秒。图中Ⅴ～Ⅴ，直线左侧为补偿线性区，一般在Ⅲ-Ⅲ直线或Ⅴ～Ⅴ，直线Ⅰ-Ⅰ直线与直线Ⅴ～Ⅴ间调节流量值，补偿装置达到有效的工作状态。
四、 CFB、BFC-系列压力补偿式风压测量防堵强吹扫装置的命名方法。
CFB-英文循环流化床的缩写。
BFC-补偿、风压、吹扫测量是中文拼音第一个字母的简述，也是压力补偿的代名词“BFC”。

五、CFB/BFC控制箱体的吹扫装置型号与规格

六、安装与使用
1、BFC-系列压力补偿式风压测量防堵强吹扫装置炉床的安装见图（一）。
2、BFC-系列压力补偿风压测量防堵强吹扫装置动态测量示意图。

①用户可根据实际场合灵活选择管道的不同引出方向。
②炉床安装，测压吹扫管一般与水平倾斜角大于30度，必要时可用三角架加固。
炉膛外侧高于炉膛内侧，测压吹扫管前端缩进炉墙内保温层表面30～60mm间。
③动压测量和静压测量安装，可垂直，也可根据实际位置灵活应用。
④控制箱与测压点之间的连接管，可采用Φ14×2或Φ16×3的不锈钢和无缝钢管。
⑤控制箱与测压点之间的连接长度≤10米。
⑥控制箱的安装定要与水平垂直，确保流量指示调节系统工作正常，在气流管路上加装
球阀，便于检修使用。
⑦各管路连接安装绝对不可能漏气，便于给调试和工作带来困难。
⑧导压管和控制箱接头的焊接，定要把控制箱的接头和控制箱分离才可焊接，以防直接
焊接时高温把控制箱内的管件接头和仪表损坏。

七、订货要求
1、订货时按型号规格要求。
2、供方不提供控制箱和测压点，控制箱与变送器的导压管及气源球阀。
3、供方可为用户量体裁衣。