300MW機組氣力輸灰系統(tǒng)運行存在的問題分析及處理

張健 史天旭 梁永清

（天津陳塘熱電有限公司 天津 300223）

1 系統(tǒng)概況及設(shè)計參數(shù)

天津陳塘熱電有限公司2×300 MW機組為燃煤供熱發(fā)電機組，除塵方式采用布袋除塵器，每臺爐設(shè)一套正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)，用于輸送布袋除塵器和省煤器收集的飛灰，布袋除塵器的干灰采用兩條管道、省煤器干灰采用一條管道通過閥門切換可分別進入原狀灰?guī)?、粗灰?guī)旌图?xì)灰?guī)?。每臺布袋除塵器輸灰系統(tǒng)設(shè)計出力為50 t/h，每臺爐省煤器輸灰系統(tǒng)設(shè)計出力為1.5 t/h。

1.1 氣力輸灰系統(tǒng)參數(shù)（單臺爐）

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1.2 系統(tǒng)組成，如圖1 。

圖1 系統(tǒng)組成

1.3 系統(tǒng)運行流程（以一組發(fā)送器為說明）

1.3.1 系統(tǒng)運行前，先進行初始化調(diào)整（所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，輸送氣源和儀用氣源壓力高于設(shè)定的壓力）。

1.3.2 進料圓頂閥密封圈泄壓打開，打開氣動平衡閥(如有)，物料進入發(fā)送器至料位計動作（或達(dá)到設(shè)定的時間），平衡閥和進料閥關(guān)閉，延時5～6秒，進料閥密封圈充壓至設(shè)定壓力（一般為0.45 MPa以上），至此進料過程結(jié)束。

1.3.3 打開補氣閥，延時一段時間后；打開進氣閥，延時一段時間后；打開助吹閥，延時一段時間后；關(guān)閉補氣閥，延時一段時間后；關(guān)閉助吹閥，延時一段時間后（壓力<0.03 MPa），關(guān)閉進氣閥，至此輸送過程結(jié)束。

1.3.4 延時3～5秒后，關(guān)閉出料閥，系統(tǒng)準(zhǔn)備進入下一次循環(huán)。

2 運行存在問題的分析及處理

2.1 進料圓頂閥易損壞

機組08年投產(chǎn)后，輸送倉泵進料圓頂閥出現(xiàn)問題較多，具體表現(xiàn)在：新密封圈經(jīng)常在使用三個月內(nèi)就會損壞，損壞后密封壓力報警不及時造成半球體、襯環(huán)沖等部件刷磨損嚴(yán)重，最終導(dǎo)致整個閥體損壞，被迫更換新閥體，如圖2 。嚴(yán)重影響安全運行生產(chǎn)并消耗大量資金購買備件。究其原因，主要有如下：1.煤質(zhì)較差，運行工況惡劣，超設(shè)計負(fù)荷運行；2.管路氣化效果不佳，輸灰過程中經(jīng)常出現(xiàn)“堵管”，此時輸灰壓力過高，導(dǎo)致圓頂閥密封圈損壞；

3.密封壓力報警不及時造成損壞情況惡化。

圖2 圓頂閥損壞照片

2009年4 月機組檢修期間針對上述問題，對輸灰系統(tǒng)倉泵進料圓頂閥進行了設(shè)備改造，采用旋轉(zhuǎn)式鎢鋼陶瓷閥門替代原有進料圓頂閥。旋轉(zhuǎn)式鎢鋼陶瓷閥門主要密封結(jié)構(gòu)為：閥門密封采用閥芯、閥座采用陶瓷硬密封，該密封特點：密封性能好、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、啟閉靈活，閥腔無積灰。此閥門的最大優(yōu)勢為消除密封壓力的限制，因為此閥門無需密封壓力，沒有壓力開關(guān)報警，只有到位信號報警，大大簡化了設(shè)備的復(fù)雜程度，增加了設(shè)備的可靠性，且經(jīng)濟性顯著，每年可節(jié)約檢修費用20余萬元。

2.2 輸灰系統(tǒng)補氣裝置磨損嚴(yán)重、易脫落，導(dǎo)致經(jīng)?！岸鹿堋?/p>

2011年3 月檢查發(fā)現(xiàn)#9除塵器輸送系統(tǒng)B 1列雙套管補氣裝置的補氣小管掉落，造成#9 B 1列堵管，出料閥被卡住，檢修人員艱難地將小管一段一段從出料閥口取出。失去補氣小管后，此列輸送系統(tǒng)頻繁故障“堵管”，輸送效率極低。在此之后，又發(fā)現(xiàn)#8除塵器輸送系統(tǒng)A 2列、B 1列內(nèi)部補氣小管均磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致補氣錯位，使輸送效果大幅下降。在2011年10月份#8、#9機組檢修中，檢查了所有補氣小管，發(fā)現(xiàn)均已有較嚴(yán)重的損壞跡象，如圖3 。

針對上述問題，對周邊電廠進行了專題調(diào)研，最終確定采用在輸灰管路增加補氣環(huán)方式替代原有雙套管補氣方式。改造后，補氣效果好，補氣位置準(zhǔn)確，補氣量充足，解決了之前補齊裝置易磨損問題，大幅提高輸灰能力，增強輸送系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。尤其對冬季供熱期間煤質(zhì)差時，更有顯著效果。盡最大可能避免除塵器高料位出現(xiàn)，同時也減少了“非正?；覛獗取睂斔凸苈吩斐傻哪p。

圖3 補氣裝置雙套管磨損情況

2.3 灰?guī)祉斎ㄩy易損壞

三座灰?guī)祉敳抗舶惭b8臺DN 175及4臺DN 125自08年運行以來多次嚴(yán)重?fù)p壞，造成檢修維護工作量較大且灰?guī)祉斝l(wèi)生環(huán)境較惡劣，如圖4 。在10年、11年的機組檢修期間陸續(xù)對其進行更換，但更換后的效果并不理想，究其原因如下：

2.3.1 三通閥要求運行工況較好，煤質(zhì)較差時就容易將閥門損壞。

2.3.2 三通閥的最大弱點就是要求閥體內(nèi)的密封圈（橡膠材質(zhì)）工作可靠，但在實際的工作中發(fā)現(xiàn)最容易損壞的就是密封圈，一旦密封圈損壞其密封壓縮空氣瞬間就會改變?nèi)ㄩy內(nèi)輸灰的流動方向在極短的時間內(nèi)沖刷壞閥門本體。通常采取的辦法就是進行補焊。由于三通閥經(jīng)常損壞已經(jīng)嚴(yán)重影響了整個除灰輸送系統(tǒng)的安全運行，特別是三通閥更換需要較長的檢修時間，造成輸灰系統(tǒng)長時間停運，導(dǎo)致灰斗高料位容易損壞布袋，給安全生產(chǎn)帶來了巨大隱患。

圖4 灰?guī)祉斎ㄩy損壞照片

針對上述問題，制定了以下改造方案：

1)將原來的三通閥全部去掉，改為雙插板鎢鋼薄型切換閥。

2)將原來灰?guī)燧敾夜艿乃綐?biāo)高提高1米（原有高度不能滿足陶瓷三通及雙插板鎢鋼薄型切換閥安裝要求），在原灰?guī)旌痛只規(guī)斓?8 A、8 B、9 A、9 B的閥門位置各加陶瓷三通一個閥門一個，及相應(yīng)的陶瓷彎頭，直徑尺寸均為DN 175，管壁厚為9毫米、陶瓷厚度為10毫米，如圖5 。

圖5 灰?guī)祉斎ㄩy安裝示意圖

灰?guī)祉斎ㄩy改造項目的總投資為17萬元，而之前每年灰?guī)祉敳咳ㄩy的維護和更換的費用在十萬元左右，預(yù)計兩年內(nèi)收回投資成本。改造后消除了灰?guī)祉敳啃孤纳苹規(guī)熘苓叚h(huán)境，減少工人清灰的工作量。改造后避免了除塵器灰斗高料位運行，尤其是對保護布袋除塵器濾袋極有好處，能夠延長濾袋的使用壽命。2012年4月完成灰?guī)祉斎ㄩy改造項目，至今未發(fā)生過閥門泄漏、損壞等缺陷，達(dá)到了改造的預(yù)期效果。

2.4 省煤器輸灰管路磨損嚴(yán)重且震動大

#8、9爐省煤器除灰系統(tǒng)采用下引式正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)，省煤器灰斗下每4只發(fā)送設(shè)備串連設(shè)1根輸灰管道，其管徑為DN 125（φ140×7），并根據(jù)工藝要求需要通過管路切換閥可分別進入原灰?guī)?、粗灰?guī)旌图?xì)灰?guī)臁?8爐省煤器輸送水平距離約280米，爬升高度約18米；#9爐省煤器輸送水平距離約330米，爬升高度約18米。輸送直管采用20#厚壁無縫鋼管，耐磨彎頭采用內(nèi)襯耐磨陶瓷管。

機組投運以來，省煤器輸送系統(tǒng)暴露出的問題相對來說比較突出，運行和檢修工作量均偏大，系統(tǒng)主要存在以下問題：

2.4.1 系統(tǒng)磨損大，特別是輸送管道和耐磨彎頭實際壽命遠(yuǎn)小于設(shè)計使用壽命，如圖6 。

2.4.2 輸送管道震動大。主要原因為省煤器輸灰倉泵出口管段有15米左右的垂直下降管破壞了氣灰混合，但由于省煤器所處的高度位置決定此下降管無法避免。

圖6 省煤器管路磨損情況

針對上述問題，制定省煤器輸灰管的改造方案：徹底改變管的走向，由原來向灰?guī)燧敾腋臑橄蚋髯运鶎馘仩t鋼渣倉輸灰，輸送距離由原來的280和330米縮短為60米，管道路由的改變徹底消除了垂直下降管段；省煤器輸送倉泵的主氣、助吹管路及輸灰管路方向?qū)φ{(diào)，汽化器重新安裝在倉泵出口，倉泵的其它部分不變；重新調(diào)整省煤器輸灰系統(tǒng)配氣孔板，減少輸灰耗氣量。

該改造項目于2011年4月實施完成，改造后到達(dá)了預(yù)期效果：改造后重新調(diào)整控制系統(tǒng)，大幅降低了耗氣量；輸送距離縮短為原來的1/5，流速相應(yīng)減小，大幅降低了管路磨損；改造后的輸送能力較以前提高一倍以上并徹底消除輸灰管的震動，減輕布袋除塵器的壓力，減小大顆粒飛灰對布袋的沖刷。

2.5 灰斗加裝氣化斜槽事故放灰裝置

機組冬季供熱期間，鍋爐負(fù)荷大且入爐煤灰分大時，鍋爐產(chǎn)生的灰量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了輸灰系統(tǒng)輸送能力，造成灰斗高料位，導(dǎo)致布袋除塵器壓差增大且損害布袋使用壽命，影響機組安全運行。

由于場地條件限制，最終確定改造方案為：在每臺除塵器臨馬路側(cè)四個灰斗各加裝一臺氣化斜槽事故放灰裝置，如圖7 。

2.5.1 在灰斗側(cè)面開孔焊Φ133×6鋼管短截兩個（每室一個）下接2個DN 125鋼口蝶閥，下口接氣化斜槽（傾角15度）約長7.5米至馬路中間。氣化斜槽下口接帆布袋與罐車相接，在氣化斜槽末端上口接Φ89×6鋼管及DN 80鋼口蝶閥與煙道相連，做為負(fù)壓調(diào)節(jié)下灰用。

2.5.2 整個事故放灰系統(tǒng)最低標(biāo)高不低于灰罐車標(biāo)高4.5米。

2.5.3 氣化斜槽制作尺寸為：7.5米×0.25米×0.3米（長×寬×高）。

2.5.4 氣化斜槽所用氣源引自灰斗氣化風(fēng)機出口母管，采用Φ89的管子，長度約為60米，并加保溫。

圖7 灰斗氣化斜槽事故放灰裝置

灰斗氣化斜槽事故放灰裝置是處理灰斗高料位的一種應(yīng)急手段，經(jīng)過冬季供熱季的幾次運行檢驗，收到了良好的效果，根據(jù)

實際運行情況測算，氣化斜槽每小時放灰量約為30噸。

2.6 煤質(zhì)較差時，加強輸灰運行調(diào)整方式

煤質(zhì)較差時輸灰系統(tǒng)灰量大，且其顆粒、質(zhì)量大，給輸灰系統(tǒng)帶來很大壓力，為避免布袋除塵器灰斗出現(xiàn)高料位，提高除塵輸灰系統(tǒng)的運行安全可靠性，運行人員應(yīng)加強注意以下幾方面的運行工作：

2.6.1 運行人員應(yīng)根據(jù)倉泵輸灰壓力曲線及現(xiàn)場就地逐一對倉泵進行敲打（倉泵進料2/3為宜），及時調(diào)整進料時間避免造成堵管（如果輸料時間過長可適當(dāng)減少進料時間。

2.6.2 運行過程中如發(fā)現(xiàn)有灰斗下灰不暢時，應(yīng)及時到就地開空氣炮振打，如效果不佳及時聯(lián)系檢修處理。

2.6.3 當(dāng)除塵器某一倉室出現(xiàn)高料位時，應(yīng)加強該倉室噴吹及其灰斗空氣炮振打，確保高料位盡快消失。

2.6.4 加強除塵、除灰設(shè)備定期巡回檢查工作，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷應(yīng)立即聯(lián)系檢修處理，務(wù)必要做到及時消缺。

3 結(jié)語

通過對2×300 MW機組氣力輸灰系統(tǒng)運行問題的分析，希望能為相關(guān)技術(shù)人員提供一定的參考。目前通過上述設(shè)備改造，兩臺機組氣力輸灰系統(tǒng)運行情況良好，解決了設(shè)備運行初期進料圓頂閥易損壞、補氣裝置易磨損、灰?guī)祉斎ㄩy故障率高、省煤器輸灰系統(tǒng)震動大等問題，并收到了良好的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。

[1]李金生,付俊杰,陳軍.唐山熱電干除灰系統(tǒng)運行情況分析及處理.華北電力技術(shù)，2006.

[2]楊曉東,等.除灰除塵系統(tǒng)和設(shè)備.中國電力出版社，2008.

[3]張巖,蔣學(xué)典.氣力輸送新技術(shù)“料性法”在太原第二熱電廠的應(yīng)用.中國電力環(huán)保，2009.6.