600MW機組氣力輸灰系統(tǒng)運行故障分析及改進措施

摘 要：通過對某電廠一期（2X600MW）機組氣力輸灰系統(tǒng)存在故障原因分析，提出合適的技術(shù)改進措施，達到良好的改進效果。同時對如何選取系統(tǒng)參數(shù)等提出值得探討的觀點和看法。

關(guān)鍵詞：輸灰系統(tǒng)；故障分析；改進措施

1 系統(tǒng)概況

1.1 輸灰系統(tǒng)

該電廠一期（2X600MW）機組濃相氣力輸灰系統(tǒng)，每臺爐配2臺雙室四電場除塵器，每個電場8個灰斗，每臺爐除塵器共計32個灰斗，省煤器共設(shè)6個灰斗。

電除塵器一、二電場壓力輸送罐容積為2m3，三、四電場壓力輸送罐容積為0.5m3，省煤器壓力輸送罐容積為0.5m3，為下引串聯(lián)式輸送。

每臺爐省煤器配設(shè)一條輸灰管道（灰管一），電除塵器一電場、二電場左右側(cè)（每側(cè)4個輸送罐）各配設(shè)一條輸灰管道（灰管二、灰管三），電除塵器三、四電場合用一條輸灰管道（灰管四），一臺爐共設(shè)4根輸灰管。

1.2 設(shè)計參數(shù)

每臺爐設(shè)置一套濃相氣力輸灰系統(tǒng)。每套系統(tǒng)的設(shè)計出力為86t/h，其中一電場設(shè)計出力65t/h，二電場設(shè)計出力13-65t/h ，三電場設(shè)計出力2.6-13t/h，四電場設(shè)計出力1-3t/h，省煤器設(shè)計出力5t/h。除塵器系統(tǒng)輸送距離600m，省煤器系統(tǒng)輸送距離650m，其中垂直段29m。

電除塵器入口飛灰溫度200℃，飛灰為μ干灰，堆積密度750kg/m3。原工程設(shè)計煤質(zhì)分析主要數(shù)據(jù)見表1，原工程設(shè)計灰成分分析主要數(shù)據(jù)見表2，原工程除灰系統(tǒng)設(shè)計灰渣量見表3，原除灰系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)匯總見表4。

2.2 運行基本參數(shù)

#1機組2008年4月25日除灰系統(tǒng)運行參數(shù)統(tǒng)計表，見表6。

2.3 除灰系統(tǒng)無法滿足機組除灰要求，灰斗高料位報警，大量飛灰無法通過系統(tǒng)正常輸送，影響電除塵器的安全性及發(fā)電機組正常運行，被迫在電除塵器灰斗人工放灰，嚴重文明生產(chǎn)，污染環(huán)境。

2.4 壓力輸送罐流化系統(tǒng)不可靠，故障率高。

2.5 輸送系統(tǒng)耗氣量過大，原配置空壓機無法滿足正常輸送用氣量要求。

2.6 壓力輸送罐落料不暢，自動落料可靠性不高。

2.7 一、二電場輸送系統(tǒng)時有堵管發(fā)生，輸送運行穩(wěn)定性不高。

2.8 省煤器輸送管道易堵，導致省煤器輸送系統(tǒng)不能正常連續(xù)投入運行。

3 原因分析

3.1 對比設(shè)計煤質(zhì)（見表1）與實際煤質(zhì)及燃煤量（見表4），煤質(zhì)變差，發(fā)熱量變低、灰份增加，導致機組燃煤量增加，飛灰量增加，實際燃煤灰渣量見表7。

表7 實際燃煤灰渣量表（收到基低位發(fā)熱量Qnet，17.2175MJ/kg

比較說明：機組設(shè)計飛灰量：40.42 t/h，機組實際產(chǎn)生飛灰量：90.86t/h。氣力除灰系統(tǒng)設(shè)計出力：86 t/h，小于機組實際排灰量，顯然通過計算可以看出，除灰系統(tǒng)無法滿足機組正常生產(chǎn)排灰要求，加之除灰系統(tǒng)頻繁故障檢修維護，除灰系統(tǒng)設(shè)計出力嚴重不足。

3.2 灰的密度變大

招標文件提供的除灰系統(tǒng)堆積設(shè)計密度為0.75t/m3，實際測試最大值為1.15t/m3，如此大的密度差異，除灰系統(tǒng)的設(shè)計配置根本無法滿足要求。

3.3 除灰系統(tǒng)實際運行出力分析

從表6可以看出，原系統(tǒng)實際運行時間較長（一電場運行平均值16.34～17.24min/次），在此，僅核算一電場實際出力即可（一電場收集機組80～95%的飛灰），選取一電場A、B側(cè)的平均輸送時間，約為16.79min/次，則一電場每小時輸送次數(shù)：60/16.79=3.574次/h；每輸送輸送罐數(shù)量：4個2.0m3；灰的密度按照表4平均值1.1275 t/m3；輸送罐充滿系數(shù)取0.8；按照連續(xù)不停輸送，則一電場一側(cè)出力：4×2×0.8×1.1275×3.574=25.79t/h，未達到表4所列的39t/h，機組排灰更加困難。

3.4 系統(tǒng)運行故障，氣管易倒竄灰堵灰，流化盤逆流灰，一次氣管道及其上的逆止門、流化盤、清堵氣管道、伴吹管道易磨損，重復性缺陷多，設(shè)備可靠性和運行穩(wěn)定性無法保證，輸灰困難倍增。

3.5 飛灰性質(zhì)發(fā)生變化

濃相氣力輸灰系統(tǒng)主要輸送的是電除塵器陽極板收集后落入灰斗的飛灰，含少量沉降灰。不利于輸送的主要有以下幾種特征的灰：

（1）沉降灰。在自身重力的作用下直接下落到灰斗中，這部分灰的密度大，顆粒粗，流化較為困難，正常的輸灰氣量及配氣不能滿足輸送要求。

（2）油灰。機組啟動過程中，鍋爐油煤混燒，少量沒有燃燒的充分的細微油顆粒與灰顆?；旌希纬捎突?，流動性差。

（3）含碳量高的灰。鍋爐在啟動階段，煤粉燃燒不充分，飛灰含碳量高密度大，顆粒粗，流動性差，不易流化。

可以看出，不利于輸送的灰通常出現(xiàn)在機組啟動階段，因此需要運行、維護人員嚴密注意輸灰曲線的變化，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

3.6 輸灰管道灰氣流化不好

灰的流化是指利用壓縮空氣將灰吹散開，在微觀灰顆粒形成一定氣膜，加強灰的流動性，并形成的氣灰比，保證氣灰以一定的速度向前運動。對于一定粒度的灰，灰氣比有個最佳值，這個值既能保證將灰輸送走，又能保證耗氣量少。因此，當灰氣比低于最佳值，灰亦能輸送走，但壓縮空氣耗量增大，管道磨損較大。當一電場壓力輸送罐落灰量減少后，較粗顆粒更容易造成灰氣短路，灰容易在輸灰管道存積，當達到一定量時，就會發(fā)生堵管現(xiàn)象，這種堵管現(xiàn)象更容易發(fā)生在輸送總管及灰?guī)靷?cè)。濃相氣力除灰的目的之一就是降低灰的輸送速度，減少管道磨損，從而延長管道使用壽命。當灰氣比高于最佳值，相對耗氣量少，但灰的流動性較差，也容易出現(xiàn)輸灰管道堵塞現(xiàn)象，這種堵管一般發(fā)生在除塵器下輸送支線部位。

3.7 輸送空氣品質(zhì)發(fā)生變化

輸灰用氣的品質(zhì)，對氣力除灰影響很大。壓縮空氣帶有大量的水，首先水分會影響灰的流化，其次帶有水分的壓縮空氣裹挾飛灰進入管道，會造成灰板結(jié)，導致管道堵灰，進而影響正常輸送。節(jié)流孔板的孔徑只有幾毫米，當管道逆止門關(guān)閉不嚴，在輸灰的過程中，灰可能與壓縮空氣逆向，流到節(jié)流孔板處，這樣壓縮空氣中的水分在節(jié)流孔板處與灰混合，堵塞節(jié)流孔板，嚴重影響氣力除灰正常運行。

3.8 輸灰系統(tǒng)運行工況發(fā)生改變，運行人員關(guān)注力度不夠，一味追求落料時間，不注意輸灰波形是否正常，發(fā)生堵灰未能及時排堵，造成管道冷卻，進一步惡化運行工況。

4 采取的措施

4.1 系統(tǒng)改造

在經(jīng)過多日被動的放灰維持機組運行過程中，通過對除灰系統(tǒng)以上幾點主要因素的分析，最后決定對除灰系統(tǒng)進行技術(shù)改造，增大輸送罐容積，增加壓縮空氣供應量，優(yōu)化除灰系統(tǒng)運行方式，徹底解決除灰系統(tǒng)運行的被動局面。改造系統(tǒng)基本參數(shù)，見表8。

4.2 增加輸送氣量

通過認真觀察輸灰曲線，并現(xiàn)場敲打輸灰管道，發(fā)現(xiàn)堵管部位在灰?guī)炷_垂直管道，灰送不上去。分析認為灰的顆粒度及成分發(fā)生改變，原有配氣方式難以滿足輸送要求。通過調(diào)整進氣量，整定輸送壓力，輸送趨于正常，但此方式輸送耗氣量增加較多，反過來又影響輸送。

按照改造系統(tǒng)要求，兩臺爐增加一臺輸送空壓機作為氣源補充。

4.3 調(diào)整輸送方式

采用少量多送的原則，即少裝料縮短循環(huán)周期。同時啟動備用氣化風機，增加滿灰斗氣化風量，使其紊流效果增強，有利灰斗落灰，同時安排專人在灰斗下料口定期敲打，避免長時間不下灰導致灰斗內(nèi)部板結(jié)影響灰的流動性進而影響輸灰。

4.4 加強設(shè)備巡檢

（1） 巡檢各個灰斗下灰口溫度，及時判斷灰斗下灰是否正常，必要時采取人工干預，如：敲打灰斗下灰口或輸灰壓力低至0.1MPa時開啟裝料閥反吹。（2）檢查輸送空氣應避免含有較多水量。壓縮空氣儲氣罐2h排一次水，提高壓縮空氣品質(zhì)。（3）管理人員全程陪同輸灰，仔細分析輸灰曲線，故障不明確不停輸灰支線，不急不燥，待輸灰曲線區(qū)域平穩(wěn)，逐漸增加落料時間。一旦發(fā)現(xiàn)堵灰，及時排堵，避免輸灰管道冷卻加重輸灰不暢。

2012年1月21日，#1機組除灰系統(tǒng)改造后投入運行，一電場輸送罐料裝滿，A、B側(cè)每組輸送時間約7.5min，每小時輸送約6次，則改造后除灰系統(tǒng)運行出力約為：4×3×0.8×1.1275×6=64.9t/h，超過表8所列的55t/h。

經(jīng)過除灰系統(tǒng)改造后的帶負荷調(diào)試，#1、#2機組靜電除塵器高壓柜正常投入運行，經(jīng)過168h試運，改造后除灰系統(tǒng)運行正常，除塵器運行正常，通過8個月運行檢驗，達到預期效果。該廠除灰系統(tǒng)運行的被動局面得到徹底改善，以灰限電局面已不復存在，飛灰污染文明生產(chǎn)的問題得到徹底解決，徹底減輕了運行、維護人員的勞動強度，本次技術(shù)改造工作取得圓滿成功。

5 結(jié)