灰分選裝置的投運及收益

黃獻華

(華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池電廠，新疆 烏魯木齊 830047)

0 引言

華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池電廠(以下簡稱紅雁池電廠)的灰分選裝置于2008年12月建成，受脫硫系統(tǒng)改造工程影響以及對設(shè)備性能不夠熟悉，一直未連續(xù)投運，在斷斷續(xù)續(xù)運行中經(jīng)常出現(xiàn)管路堵灰、出力達不到設(shè)計值的問題。針對此情況，于2010年12月對灰分選裝置進行了調(diào)試，主要檢測灰分選系統(tǒng)最大風(fēng)選量、一級灰的比率、灰分選系統(tǒng)的能耗等。通過調(diào)試，對灰分選系統(tǒng)各參數(shù)有了基本掌握，自2011年2月20日投入灰分選裝置以來，系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運行。

1 灰分選裝置概述

1.1 紅雁池電廠基本情況及灰分選裝置原理

紅雁池電廠一期建設(shè)規(guī)模為4×200 MW機組，配套4臺670 t/h燃煤鍋爐，電廠已有4座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)灰?guī)?#1～#4)，原灰?guī)靸?nèi)徑12 m，庫頂高31 m，庫頂設(shè)備層高度為25 m，每座灰?guī)斓挠行莘e為1176 m3，可儲存1臺鍋爐52 h的灰量(設(shè)計煤種)。按照設(shè)計，#1，#2電除塵器的干灰輸送至#1，#2灰?guī)欤?3，#4電除塵器的干灰輸送至#3，#4灰?guī)臁Ｔ鲈O(shè)1套40 t/h分選系統(tǒng)后，將#1，#2灰?guī)熳鳛榉诌x系統(tǒng)的原灰?guī)欤?3灰?guī)熳鳛榉诌x系統(tǒng)的粗灰?guī)欤?4灰?guī)熳鳛榉诌x系統(tǒng)的細灰?guī)?。該系統(tǒng)采用DN 800管道輸送，管道彎頭部位加裝防磨裝置。

分選系統(tǒng)的原理:從原灰?guī)煜氯』?，通過手動插板門和變頻給料機取灰進入分選系統(tǒng)氣、灰混合器;在系統(tǒng)負壓風(fēng)的作用下，氣、灰混合后被吸入分選機，經(jīng)分選機后粗、細灰分離，粗灰經(jīng)分選機下的給料機進入粗灰?guī)欤毣覄t通過分選機上部出口進入細灰?guī)祉敳?個對稱布置的旋風(fēng)分離器;細灰與氣在此處分離，分離出來的細灰經(jīng)給料機進入細灰?guī)欤矚饧拔⒘坑嗷医?jīng)主風(fēng)機回到氣、灰混合器，形成循環(huán)，從而實現(xiàn)等級商品灰生產(chǎn)。

在原灰給料機下方及旋風(fēng)分離器的下方分別設(shè)置取樣器，可方便地對原灰、粗灰及成品細灰的細度進行取樣檢測，同時可對系統(tǒng)參數(shù)選擇情況及原灰細度變化情況進行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

1.2 灰分選裝置主要設(shè)備參數(shù)

離心通風(fēng)機參數(shù):通風(fēng)機型號，9－19;傳動方式，D;轉(zhuǎn)速，1450 r/min;流量，30040 ～42409 m3/h;全壓，11 464～9 878 Pa;內(nèi)效率，81%;內(nèi)功率，113.59 kW;所需功率，133.30 kW;電動機型號，Y315M－4;聯(lián)軸器，TL10(350－95X80)。

渦輪分選機參數(shù):型號，SFX－I－60;處理量，15～50 t/h;系統(tǒng)能耗，250 kW;分級粒徑，30～45 μm;分級效率，大于85%;調(diào)節(jié)范圍，3% ～18%;電動機功率，7.5 ～15.0 kW。

脈沖袋式除塵器參數(shù):型號，BF－28;處理風(fēng)量，1 600 m3/h;濾袋面積，16.88 m2;濾袋數(shù)量，28條;濾袋規(guī)格，? 115 mm×1520 mm;進口質(zhì)量濃度，小于50 g/m3;出口質(zhì)量濃度，小于200 g/m3;耗氣量，0.1 m3/min;汽源壓力，0.4 ～0.6 MPa。

2 確定灰分選裝置各部件的性能

2.1 主分閥

主分閥為金屬密封面蝶閥，安裝在主風(fēng)機入口，主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量，為保持系統(tǒng)最大出力，運行時要求開度在80%以上。

2.2 調(diào)節(jié)風(fēng)閥

調(diào)節(jié)風(fēng)閥安裝在#4灰?guī)祉敳?，細粉分離器旁邊，通過DN 300的管道將入口接在主風(fēng)機出口管道上，出口從#4灰?guī)祉敳恳霂靸?nèi)，是灰分選系統(tǒng)管道壓力調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)出力的主要手段。在主分閥開度不變的情況下，調(diào)節(jié)分閥開大，主風(fēng)機出口風(fēng)壓降低，風(fēng)機電流下降，灰分選系統(tǒng)出力下降，但一級灰的品質(zhì)較高。反之，主風(fēng)機出口風(fēng)壓增大，風(fēng)機電流增大，系統(tǒng)出力增加，系統(tǒng)的正、負壓力零點移向主風(fēng)機入口，灰的品質(zhì)較差;同時，#4灰?guī)煺龎鹤兇蟆?/p>

2.3 二次分閥

二次分閥安裝在#3灰?guī)祉敳?，通過DN 250的管道將入口接在調(diào)節(jié)風(fēng)入口后的管道上，出口接入分選機下部，對進入分選機的原灰起到托起、再次分離的作用，對系統(tǒng)壓力影響較小，是調(diào)節(jié)灰細度的主要手段。在其他參數(shù)不變的情況下，二次風(fēng)開度的大小直接影響#3，#4灰?guī)旎业募毝?，即二次分閥開大，一級、二級灰的細度變大，反之，一級、二級灰的細度變小，但分離效率下降，導(dǎo)致粗灰中含有大量未分離的原灰。

2.4 分選機

分選機安裝在#3灰?guī)祉敳?，?nèi)部主要結(jié)構(gòu)是渦輪轉(zhuǎn)子，在分選機殼體錐斗的下部安裝有二次風(fēng)口。調(diào)整分選機頻率是控制細灰品質(zhì)的主要手段，即隨著渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增大，原灰中進入下一級分離器的粗灰越少，細灰品質(zhì)越高。同時，下部進入分選機二次風(fēng)風(fēng)量的大小，也影響分選機的效率。

2.5 給料機

紅雁池電廠2臺給料機分別安裝在#1，#2灰?guī)煜虏浚刂七M入灰分選系統(tǒng)的原灰量，在以上參數(shù)不變的情況下(即主分閥開度、一次/二次風(fēng)閥開度以及分選機頻率不變)，給料量越小，灰的細度等級越高，但系統(tǒng)效率越低。在同樣條件下，給料量越大，灰的細度等級越低，但系統(tǒng)效率增大，給料量在大于主風(fēng)機出力時，也就是系統(tǒng)的氣、灰比大于一定值時，造成系統(tǒng)管路出現(xiàn)堵灰故障。

2.6 分離器

分離器安裝在#4灰?guī)祉敳?，主要作用是進行細灰和氣體的分離。

2.7 鎖氣器

鎖氣器安裝在分選機和分離器的下部，共3臺，使用同一變頻器控制轉(zhuǎn)速，控制進入#3，#4灰?guī)齑帧⒓毣业乃俣取?/p>

3 確定較為穩(wěn)定的運行方式

系統(tǒng)調(diào)試的前2周，主要對調(diào)節(jié)風(fēng)、二次風(fēng)、分選機頻率進行試驗。在試驗期間，細灰篩余值為8%～20%，當時的給料方式是:給料機的上插板門打開3～5圈，給料機在3～16 Hz頻率下調(diào)節(jié)運行。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)，當調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度在12.5%、二次風(fēng)閥的開度在50.0%以上、分選機頻率在42～50 Hz時，粗灰細度為 40% ～48%，細灰細度為8% ～12%，主風(fēng)機電流為275～310 A，風(fēng)機出口壓力為2 kPa左右，運行狀態(tài)較為穩(wěn)定。

4 灰分選裝置實際運行情況分析

2011年2月20日，紅雁池電廠正式投入灰分選裝置，截至10月20日出力及耗能情況見表1。

通過實際運行情況分析，影響系統(tǒng)出力和細灰品質(zhì)的因素有以下幾點:

(1)環(huán)境溫度對系統(tǒng)處理和灰品質(zhì)影響較大。根據(jù)表1統(tǒng)計值分析，進入5月以后，隨著環(huán)境溫度的升高，灰分選裝置的分選量達到30 t/h以上，平均分選率在52%以上。分析認為，主要原因是隨著溫度升高，灰的流動性增大，分選效果較好。

(2)原灰細度影響系統(tǒng)出力和一級灰品質(zhì)。根據(jù)每周的原灰細度化驗結(jié)果可知，夏季紅雁池電廠原灰細度基本保持在30% ～48%(采用45 μm方孔篩篩余)。通過分析比較，原灰中一級灰的比例越大，單位時間內(nèi)分選出的合格一級灰就越多，這主要通過增大給料量、開大二次風(fēng)閥來實現(xiàn)。

表1 灰分選裝置灰量統(tǒng)計

(3)給料機選型不合理，需要運行人員精心調(diào)節(jié)。根據(jù)灰分選裝置的設(shè)計出力，選配40 t/h的給料機，但在實際運行中由于給料機芯子與殼體間存在間隙，在溫度高、流動性好的情況下，無法通過調(diào)整給料頻率來控制灰量，只能由運行人員到現(xiàn)場對手動門開關(guān)進行調(diào)節(jié)，一般手動門開度在10～15圈內(nèi)調(diào)節(jié)就能滿足系統(tǒng)最大出力要求。由2011年的運行情況可以看出，在溫度、原灰品質(zhì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)不變的情況下，運行人員通過巡檢和及時調(diào)整給料量，能夠大大提高系統(tǒng)的效率。

(4)灰?guī)煸O(shè)備影響系統(tǒng)出力?；曳诌x裝置的取灰是否流暢，給料量是否均勻，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量和品質(zhì);灰?guī)鞖饣L(fēng)的溫度、風(fēng)壓，氣化板是否堵塞以及原灰是否結(jié)塊對其有直接影響。

(5)隨著運行時間的增加，由于主風(fēng)機磨損，系統(tǒng)出力下降。經(jīng)過8個月的運行，紅雁池電廠灰分選裝置處理灰量17.2萬t，產(chǎn)生一級灰5.3萬 t;進入2011年8月以后，主風(fēng)機電流逐漸下降，出力隨之下降，10月對葉輪進行檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪磨損嚴重。根據(jù)運行情況分析認為，每年需要更換葉輪，保證其出力正常。

5 灰分選裝置的經(jīng)濟分析

根據(jù)表1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，取溫度較低的2月和溫度較高的6月進行分析。

2 月運行 8 d，產(chǎn)一級灰 1 256 t，耗電 28 492.8 kW·h，按照0.5元/(kW·h)計算，每噸灰耗電費用為11元;目前，冬季市場一級灰價格為60元/t，每噸效益為48元左右。

6月運行30 d，產(chǎn)一級灰8 741 t，耗電87 630.0 kW·h，按照0.5元/(kW·h)計算，每噸灰耗電費用為5元;目前，夏季市場一級灰價格為180元/t，去除原灰60元/t的成本，每噸效益在115元左右。

通過以上計算可知，在目前市場情況下，灰分選系統(tǒng)的運行能夠給企業(yè)帶來較高的收益。企業(yè)要想使灰分選裝置出力最大、能耗最低，應(yīng)通過運行人員指標競賽、定期更換葉輪等方法，達到效益的最大化。

6 結(jié)束語

從紅雁池電廠灰分選裝置8個月的運行情況看，在熟練掌握系統(tǒng)各部件的性能后，通過操作人員的認真操作和積極維護，整個系統(tǒng)能夠安全、經(jīng)濟運行，達到設(shè)計出力要求，給企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟效益。