CN210738891U - 一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，涉及火力发电机组辅助设备技术领域，包括电除尘器（1）、进口动压测量装置（2）、进口静压测量装置（3）、进口烟气温度测量装置（4）、静叶调节机构（5）、叶轮（6）、电动机（7）、烟气挡板（8）、出口静压测量装置（9）、出口烟气温度测量装置（10）、功率测量装置（11）、大气压力表计（12）、参数采集装置（13）。本实用新型提供的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统提高了引风机的运行可靠性、降低耗电率，提高了机组低负荷运行安全稳定性。

Description

一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统

技术领域

本实用新型涉及火力发电机组辅助设备技术领域，特别是涉及一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统。

背景技术

电站锅炉引风机是锅炉最重要辅机之一，大型电站锅炉普遍采用轴流式引风机，随着锅炉容量的不断增加及引风机、增压风机合并为引风机这一节能措施的推行，使锅炉引风机的尺寸不断增加，其占厂用电率的比例也进一步提高。近几年，风电、光伏、生物质等新能源发电快速增长，火电机组低负荷调峰时间逐年增加，低负荷运行时容易发生引风机发生失速、喘振等问题，影响机组调峰能力，严重时会造成机组跳闸事件，甚至导致引风机损坏，危及机组低负荷运行安全稳定性。

为提高引风机的运行可靠性、降低耗电率，近年来国内外引风机制造厂研制的引风机新技术、新产品不断涌现。因引风机尺寸庞大，无法在制造厂内进行全尺寸试验，只能采用模型试验的基础上，通过理论计算的方法来求取风机性能曲线；由于引风机内烟气流的复杂性，加上引风机进口、出口管道连接造成的所谓“系统效应”改变了风机的性能，导致制造厂提供的引风机性能曲线与实际运行值存在一定偏差。因此，开展引风机现场性能测试是进一步了解和掌握引风机实际运行性能的一种必要手段，为制定符合实际的引风机安全经济运行措施提供参考依据。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，具体技术方案如下：

所述电站锅炉包括电除尘器、静叶调节机构、叶轮、电动机、烟气挡板，一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统包括进口动压测量装置、进口静压测量装置、进口烟气温度测量装置、出口静压测量装置、出口烟气温度测量装置、功率测量装置、大气压力表计、参数采集装置；

所述电除尘器设置在引风机的进口烟道前，所述进口动压测量装置、进口静压测量装置、进口烟气温度测量装置安装在引风机进口烟道的直管段上，所述静叶调节机构安装在引风机前烟道中，所述叶轮安装在引风机本体所处位置烟道中，所述烟气挡板安装在引风机后烟道中，所述出口静压测量装置、出口烟气温度测量装置安装在引风机出口烟道的直管段上，所述电动机安装在烟道外，所述大气压力表计设置在引风机进口处附近。

所述进口动压测量装置用于测量引风机进口的烟气动压，所述进口静压测量装置用于测量引风机进口烟气静压，所述进口烟气温度测量装置用于测量引风机进口烟气的温度，所述出口静压测量装置用于测量引风机出口烟气的静压，所述出口烟气温度测量装置用于测量引风机出口烟气的温度，所述功率测量装置用于测量电动机输入功率，所述大气压力表计用于测量引风机所处环境的大气压力，所述参数采集装置用于采集并记录测试期间机组负荷、静叶调节机构的开度、电动机的电流。

进一步地，所述进口动压测量装置包括动压测量管座、标准皮托管、电子微压计，所述标准皮托管的一端通过动压测量管座伸入烟道，另一端连接电子微压计。

进一步地，所述动压测量管座包括堵头、堵座，所述堵座上设置堵头，所述标准皮托管的一端与堵座匹配，并通过堵座伸入烟道，标准皮托管另一端连接电子微压计。

进一步地，所述进口静压测量装置、出口静压测量装置分别包括静压测量管、电子微压计，所述静压测量管为钢管，所述静压测量管安装在烟道上，所述静压测量管与电子微压计连接。

进一步地，所述进口烟气温度测量装置、出口烟气温度测量装置分别包括测量管、温度传感器、数据采集系统，所述测量管安装在烟道上，所述温度传感器通过测量管伸入烟道中，所述温度传感器与数据采集系统连接，所述数据采集系统用于对温度传感器测量得到的数据进行采集。

进一步地，所述测量管为钢管，所述温度传感器采用K型热电偶，所述K型热电偶与数据采集系统连接。

进一步地，所述电动机包括联轴器，所述联轴器与引风机的轴连接。

进一步地，所述功率测量装置采用电能表进行计量，直接采用电厂配置的测量表计。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统提高了引风机的运行可靠性，降低了电站锅炉的耗电率，提高了机组低负荷运行安全稳定性，通过实际测试，可以对制造厂家设计风机的模型计算进行验证，为引风机的设计、改造提供科学依据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统的结构示意图；

其中，1：电除尘器；2：进口动压测量装置；3：进口静压测量装置；4：进口烟气温度测量装置；5：静叶调节机构；6：叶轮；7：电动机；8：出口烟气挡板；9：出口静压测量装置；10：出口烟气温度测量装置；11：功率测量装置；12：大气压力表计；13：参数采集装置。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，电站锅炉包括电除尘器1、静叶调节机构5、叶轮6、电动机7、烟气挡板8，一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统包括进口动压测量装置2、进口静压测量装置3、进口烟气温度测量装置4、出口静压测量装置9、出口烟气温度测量装置10、功率测量装置11、大气压力表计12、参数采集装置13；

电除尘器1设置在引风机的进口烟道前，进口动压测量装置2、进口静压测量装置3、进口烟气温度测量装置4分别安装在引风机进口烟道的直管段上，静叶调节机构5安装在引风机前烟道中，叶轮6安装在引风机本体所处位置烟道中，电动机7安装在烟道外，烟气挡板8安装在引风机后烟道中，出口静压测量装置9、出口烟气温度测量装置10安装在引风机出口烟道的直管段上，大气压力表计12设置在引风机进口处附近；

本发明的电除尘器1用于对进入引风机前的烟气进行除尘，进口动压测量装置2用于测量引风机进口的烟气动压，进口静压测量装置3用于测量引风机进口烟气静压，进口烟气温度测量装置4用于测量引风机进口烟气的温度，静叶调节机构5用于调整引风机静叶开度进而调节引风机出力大小，叶轮6用于对进入烟道的烟气加压，电动机7用于为引风机提供驱动能量；烟气挡板8用于阻止机组停运时烟气流动，出口静压测量装置9用于测量引风机出口烟气的静压，出口烟气温度测量装置10用于测量引风机出口烟气的温度，功率测量装置11用于测量电动机7输入功率，大气压力表计12用于测量引风机所处环境的大气压力，参数采集装置13用于采集并记录测试期间机组负荷、静叶调节机构5的开度、电动机7的电流。

本发明的进口动压测量装置2包括动压测量管座、标准皮托管和电子微压计，动压测量管座包括堵头和堵座，堵头的内径大于等于Φ50mm，堵座高度为25～30mm，标准皮托管为Potit 5000L型标准皮托管，电子微压计为T512型电子微压计；堵座安装在引风机进口烟道直管段上，堵座上设置堵头，Potit 5000L标准皮托管的一端与堵座匹配，并通过堵座伸入烟道，标准皮托管另一端连接电子微压计；

动压测量管座安装在引风机进口烟道直管段上，在烟道上开孔，再将堵座与烟道外壁进行封焊，Potit 5000L型标准皮托管的一端通过管座伸入烟道，另一端连接T512型电子微压计进行引风机进口烟气动压测量，从而获得引风机进口烟气动压，每次将Potit5000L型标准皮托管的测量端伸入烟道进行动压测量前，用压缩空气对Potit 5000L型标准皮托管进行吹扫，以确保Potit 5000L型标准皮托管内部保持畅通，测量过程中必须使Potit 5000L型标准皮托管的全压测量孔正对烟气流方向，在每一个测量点位置上对T512型电子微压计的读数不少于3次，以减少误差。

本发明的进口静压测量装置3包括静压测量管、电子微压计，静压测量管为4根长200mm内径Φ10×1.5mm的钢管，在烟道上开Φ10mm小孔，静压测量管安装在引风机出口烟道直管段上，间隔90°在测量截面上，静压测量管与烟道的内表面焊平齐，用电子微压计连接静压测量管测量烟气静压。

本发明的进口烟气温度测量装置4包括测量管、温度传感器、数据采集系统，测量管为4根长200mm内径Φ10×1.5mm的钢管，在烟道上开Φ10mm小孔，测量管安装在引风机出口烟道直管段上，间隔90°在测量截面上，测量管与烟道的内表面焊平齐，温度传感器采用K型热电偶，数据采集系统为ARC-MET8000型数据采集系统，K型热电偶与ARC-MET8000型数据采集系统连接，K型热电偶通过测量管伸入引风机进口烟道的直管段上进行烟气温度测量，从而获得引风机进口烟气温度，ARC-MET8000型数据采集系统用于对K型热电偶测量得到的引风机进口烟气温度数据进行采集。

本发明的出口静压测量装置9包括静压测量管、电子微压计，静压测量管为4根长200mm内径Φ10×1.5mm的钢管，在烟道上开Φ10mm小孔，静压测量管安装在引风机出口烟道直管段上，间隔90°在测量截面上，静压测量管与烟道的内表面焊平齐，静压测量管与电子微压计连接，电子微压计用于测量引风机烟道出口静压。

本发明的出口烟气温度测量装置10包括测量管、温度传感器、数据采集系统，测量管为4根长200mm内径Φ10×1.5mm的钢管，在烟道上开Φ10mm小孔，测量管安装在引风机出口烟道直管段上，间隔90°在测量截面上，测量管与烟道的内表面焊平齐，温度传感器采用K型热电偶，数据采集系统为ARC-MET8000型数据采集系统，K型热电偶与ARC-MET8000型数据采集系统连接，K型热电偶通过测量管伸入引风机出口烟道的直管段上进行烟气温度测量，从而获得引风机出口烟气温度，ARC-MET8000型数据采集系统用于对K型热电偶测量得到的引风机出口烟气温度数据进行采集。

本发明的电动机包括联轴器，所述联轴器与引风机的轴连接。

本发明的功率测量装置采用电能表进行计量。

本发明的大气压力表计采用DYM-3型膜盒式大气压力计，测量得到的大气压力数据在计算时减少大气压力对测试数据的影响，提高引风机性能测试精度。

本发明的参数采集装置采用在中控室的Distributed Control System集散控制系统，并记录中控室的Distributed Control System集散控制系统画面上显示的实时数据。

本实用新型一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统的应用流程为：

开启烟气挡板8，调节静叶调节机构5开度，经过电除尘器1除尘后的烟气流入引风机进口烟道，烟气经过叶轮6后全压提高。

通过进口动压测量装置2、进口静压测量装置3、进口烟气温度测量装置4及大气压力表计12分别测量并计算得到的引风机进口动压测量截面上各测量点的动压平均值P_dr、引风机进口静压平均值P_jr、引风机进口烟气温度t₁及引风机所处环境的大气压力P₀，根据公式计算出引风机进口烟气流量：

m³/s；其中，A_r为引风机进口动压测量截面处面积，单位为m²，查询烟道设计资料得到；P_dr为引风机进口动压测量截面上各测量点的动压平均值，单位为Pa；ρ_r为引风机进口烟气密度,单位为kg/m³，引风机进口烟气密度的计算公式为

kg/m³；其中，ρ_b为标准状态下烟气密度，取1.33kg/m³；k为热力学温标，取值273.15K；tr为引风机进口烟气的热力学温度，单位为K，计算中按照进口烟气的热力学温度tr＝273.15+引风机进口烟气温度t₁进行换算；P₀为引风机所处环境的大气压力，单位为Pa；P_jr为引风机进口静压平均值，单位为Pa；P_b为标准大气压，取101325Pa。

根据公式计算引风机进口全压P_qr＝P_dr+P_jr，Pa；P_dr为引风机进口动压测量截面上各测量点的动压平均值，单位为Pa；P_jr为引风机进口静压平均值，单位为Pa。

通过出口静压测量装置9、出口烟气温度测量装置10，分别测量计算出引风机出口烟气静压平均值P_jc、引风机出口烟气温度t₂；根据在相同的单位时间内通过引风机进、出口的烟气质量相等，即

计算出引风机出口烟气动压P_dc；其中，A_c为引风机出口静压测量截面处烟道面积，m²，查询烟道设计资料得到；引风机出口烟气密度

其中，ρ_b为标准状态下烟气密度，取1.33kg/m³；k为热力学温标，取值273.15K；tc为引风机出口烟气的热力学温度，单位为K,计算中按照出口烟气的热力学温度tc＝273.15+引风机出口烟气温度t₂进行换算；P₀为引风机所处环境的大气压力，单位为Pa；P_jc为引风机出口烟气静压平均值，单位为Pa；P_b为标准大气压，取101325Pa。

根据公式计算出引风机出口全压P_qc＝P_dc+P_jc，Pa,其中，P_dc为引风机出口烟气动压，单位为Pa，P_jc为引风机出口烟气静压平均值，单位为Pa。

根据公式计算出引风机全压：P_q＝P_qc+P_qr，Pa；其中，P_qc为引风机出口全压，单位为Pa，P_qr为引风机进口全压，单位为Pa；

根据公式计算引风机的电动机输入功率引风机有效功率

KW；Q_r为通过引风机的进口烟气流量，单位为m³/s；P_q为引风机全压，单位为Pa。

通过功率测量装置11获得电动机7的输入功率W_sr，查询设备厂家提供的电动机7的效率η_d，根据公式计算出引风机轴功率W_z＝W_sr×η_d，KW；W_sr为引风机的电动机7的输入功率，单位为KW；η_d为引风机的电动机效率，查询电动机设备资料得到。

通过电动机7的输入功率W_sr、引风机轴功率W_z及引风机有效功率W_rx，计算出引风机设备效率：

％；引风机全压效率：

％。

最后，在机组负荷分别为额定负荷100％、90％、80％、60％、50％的工况下进行引风机性能测试，从而获得机组带不同负荷下引风机的静叶开度、电动机电流、烟气流量、引风机全压及引风机全压效率等引风机的性能指标。

本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，所述电站锅炉包括电除尘器（1）、静叶调节机构（5）、叶轮（6）、电动机（7）、烟气挡板（8），其特征在于，包括进口动压测量装置（2）、进口静压测量装置（3）、进口烟气温度测量装置（4）、出口静压测量装置（9）、出口烟气温度测量装置（10）、功率测量装置（11）、大气压力表计（12）、参数采集装置（13）；

所述电除尘器（1）设置在引风机的进口烟道前，所述进口动压测量装置（2）、进口静压测量装置（3）、进口烟气温度测量装置（4）分别安装在引风机进口烟道的直管段上，所述静叶调节机构（5）安装在引风机前烟道中，所述叶轮（6）安装在引风机本体所处位置烟道中，所述电动机（7）安装在烟道外，所述烟气挡板（8）安装在引风机后烟道中，所述出口静压测量装置（9）、出口烟气温度测量装置（10）安装在引风机出口烟道的直管段上，所述大气压力表计（12）设置在引风机进口处附近；

所述进口动压测量装置（2）用于测量引风机进口的烟气动压，所述进口静压测量装置（3）用于测量引风机进口烟气静压，所述进口烟气温度测量装置（4）用于测量引风机进口烟气的温度，所述出口静压测量装置（9）用于测量引风机出口烟气的静压，所述出口烟气温度测量装置（10）用于测量引风机出口烟气的温度，所述功率测量装置（11）用于测量电动机（7）输入功率，所述大气压力表计（12）用于测量引风机所处环境的大气压力，所述参数采集装置（13）用于采集并记录测试期间机组负荷、静叶调节机构（5）的开度、电动机（7）的电流。

2.根据权利要求1所述的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，其特征在于，所述进口动压测量装置（2）包括动压测量管座、标准皮托管、电子微压计，所述标准皮托管的一端通过动压测量管座伸入烟道，另一端连接电子微压计。

3.根据权利要求2所述的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，其特征在于，所述动压测量管座包括堵头、堵座，所述堵座上设置堵头，所述标准皮托管的一端与堵座匹配，并通过堵座伸入烟道，标准皮托管另一端连接电子微压计。

4.根据权利要求1所述的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，其特征在于，所述进口静压测量装置（3）、出口静压测量装置（9）分别包括静压测量管、电子微压计，所述静压测量管为钢管，所述静压测量管安装在烟道上，所述静压测量管与电子微压计连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，其特征在于，所述进口烟气温度测量装置（4）、出口烟气温度测量装置（10）分别包括测量管、温度传感器、数据采集系统，所述测量管安装在烟道上，所述温度传感器通过测量管伸入烟道中，所述温度传感器与数据采集系统连接，所述数据采集系统用于对温度传感器测量得到的数据进行采集。

6.根据权利要求5所述的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，其特征在于，所述测量管为钢管，所述温度传感器采用K型热电偶，所述K型热电偶与数据采集系统连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，其特征在于，所述电动机（7）包括联轴器，所述联轴器与引风机的轴连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于电站锅炉的轴流式引风机性能测试系统，其特征在于，所述功率测量装置（11）采用电能表进行计量。

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