煤粉細度是火電廠鍋爐運行中嚴格控制的一項指標,也是優化燃燒、提高鍋爐運行經濟性的重要參數。為使電站鍋爐燃用合格的煤粉,獲得較高的燃燒效率,使鍋爐在安全、經濟的狀態下運行,必須對煤粉細度進行定期監測。電廠應用的制粉系統可分為中間貯倉式和直吹式系統。對于中間貯倉式制粉系統,煤粉取樣比較方便,可以對煤粉進行定期監測,而直吹式制粉系統由于系統處于正壓狀態,煤粉取樣比較困難,一般難以做到定期取樣,煤粉取樣器主要就是針對直吹式制粉系統而開發的。
國內現有的固定式煤粉取樣器多為手動取樣器,與全自動煤粉取樣器相比較,手動煤粉取樣器主要存在的問題是:取樣的準確性、代表性與一致性比較差,無法嚴格遵照電力試驗取樣規程中要求的等圓環面積、等速取樣的要求,從而使取樣結果失去應有的意義,也就使得該設備的應用失去了意義;同時,手動取樣器相對于全自動煤粉取樣器,操作比較麻煩,容易出現取樣槍磨損、堵塞等問題;以下我們將兩種煤粉取樣器做一個比較:
1、實現等速取樣
所謂等速取樣,就是要求一次風管內的壓力要和取樣槍內的壓力盡可能保持一致;一般將兩者差壓保持在10Pa左右,差壓過高會使更多的細粉進入取樣槍,影響取樣的準確性,10Pa左右的差壓足以將所取煤粉送到取樣瓶內。保證一個基本恒定、微小的差壓是保證取樣準確性的重要環節。
手動煤粉取樣器:實現等速取樣時,只能依靠人工觀察指針式壓力表進行抽氣壓力的設定,抽氣壓力的設定盲目性大、準確度差。同時,由于一次風管內的壓力是在不斷波動的,手動取樣器在壓力設定后,取樣過程中抽氣壓力不能依據煤粉管道壓力的變化情況進行實時調整,無法實現真正意義上的等速取樣。
全自動煤粉取樣器:通過精密的微差壓變送器與專用的壓力調節閥來嚴格控制抽氣壓力的;不但可以將一次風管內的壓力與取樣槍內的壓力差控制在10Pa范圍內,同時在取樣過程中可以隨時根據壓力的波動情況自動調節差壓,確保實現等速取樣,保證取樣的準確性。
2、實現等圓環面積取樣
等圓環面積取樣,是保證煤粉取樣就有代表性的重要環節。在取樣過程中要保證取樣器在一次風管的外環取樣時間長于內環(外環面積大,通過的灰量更多,理論上,圓心為一個點,通過的灰量最小)。
手動煤粉取樣器:實現等圓環面積取樣的方法是通過在取樣槍上打若干個取樣孔,距離一次風管截面外環的地方,孔相對多一點、密一點,內環處取樣孔少一些;是利用7到9個點來替代等圓環曲線;另外,還有一些手動取樣器具有搖柄,保證等圓環曲線的方法是要求操作人員按照先慢后快的方式進行工作,取樣結果因人而異、操作隨意性大。
全自動煤粉取樣器:具有電動執行機構,在控制器中輸入等圓環面積曲線,調速電機將嚴格按照等圓環面積要求進行準確、連續的取樣,可以確保取樣的的代表性與連續性。
3、操作與運行維護
手動煤粉取樣器:手動取樣器在操作上相對比較復雜,要使取樣結果具有價值,必需操作前要認真調整抽氣壓力,并嚴格按照操作規程進行取樣操作。同時,為確保設備的正常使用,操作前后要人工吹掃系統,否則會出現設備堵塞現象(如果煤粉殘留在取樣槍內,遇到水汽將會結塊出現堵塞)。取樣結束后,要確保將取樣槍收回,否則取樣槍會很快磨損。
全自動煤粉取樣器:操作非常簡單,只需按取樣鍵,所有操作系統將會自動完成;還可以進行定時或聯機自動操作。全自動取樣器在取樣前后都會自動吹掃設備,保證取樣管路中沒有煤粉殘留,不出現設備堵塞。取樣槍可以確保在每次取樣完成后,完全推出一次分管,不會造成不必要的磨損情況。
總之,安裝煤粉取樣器的目的就是為了準確、有代表性的獲取煤粉樣本,從而真實了解煤粉的實際細度。手動煤粉取樣器,由于無法保證取樣的準確性與代表性,那么選用這樣的設備就失去了實際意義。同時,在實際應用中煤粉取樣器的主要故障有兩類:設備堵塞無法取樣與取樣頭磨損需要更換,而造成故障的原因主要就是:
1、取樣后沒有及時清理設備內的殘余煤粉,這些煤粉與空氣中的水蒸氣結合將形成硬塊,逐步堵塞整個管道。
2、取樣后忘記收回取樣槍或很長時間后才將取樣槍收回,造成取樣槍頭磨損;這兩類故障幾乎所有手動取樣設備都會頻繁出現,而全自動煤粉取樣器幾乎不會出現上述問題(除非長時間沒有壓縮空氣和長時間斷電)。
全自動煤粉取樣器的取樣過程完全符合國標規程,模擬電力試驗的全過程,取樣客觀、準確,其代表性與一致性非常好,并且在實際應用中,其故障率大大低于手動設備,而且使用壽命也比手動設備長,這主要是自動設備能夠更嚴格的按照操作規程工作。