炉膛压力测量系统取样管道的改造

吴浩明

（广州珠江电力有限公司，广东 广州 511457）

炉膛压力测量系统取样管道的改造

吴浩明

（广州珠江电力有限公司，广东 广州 511457）

2008年6月至7月，湛江某电厂2号锅炉连续发生2次炉膛压力低低报警，锅炉MFT动作引起机组跳闸事件。2009年7月，珠江某电厂2号锅炉也因为同样的问题出现锅炉MFT动作而造成机组跳闸事件。上述事件发生的主要原因是炉膛压力测量系统取样管道存在设计上的缺陷。

2次事件发生时都是正在下暴雨，雨水引起炉膛压力开关连通管温度骤降，导致连通管内的压力下降，低于炉膛压力和压力开关取样管内的压力，气体产生流动。正常情况下，连通管内气体的增加主要从炉膛补向连通管，但由于左侧炉膛压力取样装置严重堵塞，导致炉膛至连通管的补气不畅，需要从炉膛压力开关取样管处补气，而压力开关的取样管管径明显小于连通管管径，从而导致炉膛压力开关取样管内的压力率先降至压力开关动作值，导致“炉膛负压低低报警”，引起炉MFT动作。

我国大部分300MW燃煤发电厂的炉膛压力测量系统取样管道都存在上述问题。通过对该系统热力原理进行分析，找出炉膛压力测量系统取样管存在的设计隐患，并提出可靠的改造方法，为同类型锅炉取样系统改造提供参考。

1 炉膛压力测量控制系统的热力原理分析

锅炉炉膛压力测量控制系统如图1所示，炉膛左右侧各有1个独立的负压测点(FG401, FG301)，另一个负压测点从用于炉膛风箱差压测量的测量孔中引出。炉膛压力开关从一根管径比较大的连通管上引出，右侧2个压力低低开关(FG302、FG304)和1个压力高高开关，左侧1个压力低低开关(FG403)和2个压力高高开关。从炉膛引至连通管和从连通管引至压力开关的取样管管径明显小于连通管管径。

取样管内的静压值变化满足气态方程：

式中:P为压力；V为比容；T为温度。

正常情况下，取样管内气体比容随压力源压力的变化和气体温度的变化而变化，取样管内的气体压力也跟随压力源的压力变化而变化。

管路堵死，管内没有气体进行交换，管内气体体积没有变化，则管内气体比容保持不变。经过实验测算，气体温度变化1℃时，静压变化约为340Pa。

连通管、压力开关取样管和炉膛保持压力平衡。当遇到下雨等天气气温变化较大时，由于连通管外露在外，温度下降较快。此时连通管内气体的比容减小,连通管内的压力低于炉膛压力和开关取样管压力，气体即产生流动。对连通管来说，气体的质量增加量大于0，正常情况下，连通管内气体质量增加量主要是从炉膛外补向连通管。当连通管体积变化量下降较多，且炉膛至连通管的补气不畅时，就需要从炉膛压力开关取样管外补气，即连通管内质量的增加中有一部分来自炉膛压力开关取样管内的气体，两者产生质量交换。

对炉膛压力开关取样管内的压力变化量的影响因素中，除温度的变化和气体质量的变化外，压力变化量起了主要作用。炉膛压力开关取样管内气体质量远小于连通管内气体质量，在环境温度急剧变化下，取样管内压力变化量可能会远远大于连通管内的压力变化量，从而导致炉膛压力开关取自管内的压力率先降至压力开关动作值。由于左侧连通管U型管的阻力，FG302比FG403先动作。

由于温度下降比较快，在压力不平衡时，会通过逐级降温的方式使连通管内压力降至-2540Pa，压力开关动作报警，进而引起锅炉MFT动作。

2 改进措施

热力原理分析结果表明，炉膛压力测量系统的取样管路存在设计缺陷。炉膛压力开关之间的环型连通管过长，在遇到下雨等温度下降速率较快的环境条件下，若同时出现取样管道不通畅时，容易导致取样管内负压，压力下降至压力开关动作值。因此，考虑以下改造措施：

(1) 割除炉膛压力开关之间的环型连通管，压力开关取样管路直接从炉膛测孔处引出，压力开关测点改为独立取样安装方式。

(2) 在压力开关管路上安装1个压力测点，用于监测压力开关所在取样管路的压力，即把FG301和FG302互换，当测点显示压力缓慢变化时，可以判断取样管路存在不通畅的异常现象。

3 结束语

珠江某电厂对1号、2号锅炉炉膛压力开关之间的环型连通管进行割除，并在1号～4号锅炉压力开关管路上安装了压力测点，把FG301和FG302进行了互换。改造以后，在炎热天气下突降大雨的环境条件下，未出现改造前的炉膛负压下降现象。说明通过改造，从根本上消除了原系统设计上的缺陷，杜绝了事故的再次发生，达到了改造的目的。

2009-08-18，

2009-09-16)