省煤器輸灰程控邏輯實現(xiàn)及管道彎頭磨損處理方案

江蘇大唐國際呂四港發(fā)電公司 初光，漢繼紅，劉鵬飛

1 引言

江蘇大唐國際呂四港電廠（以下簡稱“呂電”）4號鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超超臨界參數(shù)變壓運行直流鍋爐，其采用П型布置、單爐膛，鍋爐采用CUF墻式切圓燃燒大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，省煤器預(yù)留灰斗，未安裝輸灰系統(tǒng)，煙氣中的大顆?；覊m直接進(jìn)入空預(yù)器及煙道系統(tǒng)。2013年呂電4號鍋爐完成脫硝改造后，為了減輕煙氣中大顆?；覊m對煙道的磨損及對脫硝催化劑的磨損和堵塞，保證脫硝系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，鍋爐省煤器灰斗必須增加輸灰系統(tǒng)，將大顆粒的灰塵直接由管道系統(tǒng)輸送到灰?guī)臁?/p>

2 省煤器輸灰系統(tǒng)改造及其邏輯實現(xiàn)

2.1 原輸灰程控運行模式

呂電4號鍋爐除灰系統(tǒng)采用氣力輸灰，即通過壓縮空氣將電除塵灰斗內(nèi)收集的灰塵輸送至灰?guī)?。單臺機組氣力輸灰系統(tǒng)按煙氣流動方向共分為5個電場，其中1、2電場采用大MD泵，3電場采用小MD泵，4、5電場采用AV泵，每個電場共分A、B兩側(cè)，每一側(cè)有4個倉泵，每一個倉泵上安裝一個圓頂閥，1、2電場倉泵均安裝有料位開關(guān)，1電場輸灰管道獨立，2、3、4、5電場共用一根輸灰管道，在每一電場輸灰管道出口安裝一個管路切換閥。

以1電場A側(cè)程控運行模式為例講解，除灰系統(tǒng)正常運行時完全按照程控方式運行，在程控模式下，1電場A側(cè)倉泵按照“落料—輸送—結(jié)束—下一個循環(huán)”這一方式運行。首先程控啟動需滿足以下條件：（1）1電場A側(cè)輸送壓力小于0.03MPa；（2）輸送空壓機母管壓力大于0.47MPa；（3）1電場A側(cè)1-4號圓頂閥關(guān)到位；（4）灰?guī)烨袚Q閥開到位且未報料位高；（5）1電場A側(cè)程控方式投入。

在程控啟動條件滿足后，點擊“程控啟動”，1電場A側(cè)程控方式運行，則1電場A側(cè)輸灰系統(tǒng)按照以下步驟完成一個程控周期：

（1）進(jìn)料：選擇循環(huán)模式，在程控模式啟動后，1電場A側(cè)輸灰首先進(jìn)入“進(jìn)料中”階段，聯(lián)開1電場A側(cè)1-4號倉泵圓頂閥進(jìn)行落料；

（2）料滿待送：圓頂閥打開，開始落料后進(jìn)行落料計時，計滿落料時間后，該圓頂閥關(guān)閉，1電場A側(cè)4個圓頂閥均關(guān)閉后該電場落料完成，程控狀態(tài)變?yōu)椤傲蠞M待送”。需注意的是落料時按照料位優(yōu)先，即未達(dá)到落料時間，而該倉泵的料位開關(guān)到，圓頂閥也會關(guān)閉。

（3）送料中：1電場A側(cè)圓頂閥均關(guān)閉并且“料滿待送”條件到時，程控狀態(tài)變?yōu)椤八土现小保藭r聯(lián)開輸送空氣閥和管路補氣閥進(jìn)行送料，送料完成的條件有兩個，即管路輸灰最少輸送1分鐘且1電場A側(cè)輸送壓力小于設(shè)定值。

（4）下一循環(huán)：1電場A側(cè)送料完成條件到并且1電場A側(cè)輸灰循環(huán)時間到時，該循環(huán)周期結(jié)束，進(jìn)入下一個輸灰循環(huán)周期。（注：輸灰循環(huán)時間為一個輸送周期的計時，即從進(jìn)料中開始計時，計滿運行人員設(shè)定的循環(huán)周期時間為止）。如圖1所示。

圖1 原1電場A側(cè)輸灰程控過程

2.2 省煤器輸灰改造后程控運行模式

呂電4號鍋爐省煤器輸灰系統(tǒng)改造后，在省煤器下部預(yù)留灰斗處各安裝一個AV泵，組成一個程控輸灰單元，通過輸灰管道引至4號鍋爐輸灰系統(tǒng)1電場A側(cè)輸灰管道出口，與其合并后輸送至灰?guī)?，增加省煤器輸灰單元后，?電場A側(cè)輸灰單元要與省煤器輸灰單元統(tǒng)一動作，完成整個輸送過程，因此需對1電場A側(cè)程控輸送邏輯進(jìn)行修改，具體邏輯如下：

（1）在1電場A側(cè)程控方式中增加了“1電場混合輸送”程控方式，如果不選擇混合輸送，則1電場輸灰仍按原程序運行，選擇混合輸送，則需要1電場A側(cè)和省煤器共同完成輸灰程序。

（2）選擇“1電場A側(cè)混合輸送”程控模式后，程控啟動條件需增加“省煤器1-4號圓頂閥關(guān)到位”且“省煤器輸灰管路壓力小于0.03MPa”。如圖2所示。

圖2 省煤器輸灰混合輸送模式選擇

（3）程控啟動后，程序進(jìn)入“進(jìn)料中”步驟，聯(lián)開1電場A側(cè)1-4號圓頂閥和省煤器1-4號圓頂閥，到達(dá)各自設(shè)定的落料時間后聯(lián)關(guān)以上圓頂閥，進(jìn)入料滿待送狀態(tài)。在邏輯中用“省煤器輸灰混合輸送”這一變量去選擇是否開啟省煤器倉泵圓頂閥。如圖3所示。

圖3 省煤器1號AV泵圓頂閥程控開啟條件

（4）1電場A側(cè)和省煤器輸灰均為料滿待送狀態(tài)后，進(jìn)入送料狀態(tài)，開始送料，送料結(jié)束標(biāo)志需增加省煤器輸灰壓力小于其設(shè)定值這一條件。如圖4所示。

圖4 混合輸送結(jié)束標(biāo)志

（5）完成輸灰后且循環(huán)周期到，進(jìn)入下一個循環(huán)周期。

圖5 混合輸送監(jiān)控畫面

3 改造后省煤器輸灰管道彎頭頻繁磨損原因分析及應(yīng)對措施

4號爐省煤器輸灰系統(tǒng)于2013年6月15日隨機組大修后啟動投入試運行，并于6月22日完成168小時試運行。在隨后的運行過程中出現(xiàn)了輸灰管道彎頭多出頻繁磨穿現(xiàn)象，其中在灰?guī)祉敳康箶?shù)第1個彎頭（編號為1號彎頭）發(fā)生頻繁磨漏，約每3天左右磨穿一次，且磨損現(xiàn)象逐漸向上游管道轉(zhuǎn)移，上游管道彎頭在運行中也均出現(xiàn)過彎頭磨穿現(xiàn)象。圖6為彎頭磨損示意圖。

圖6 輸灰管道彎頭磨損示意圖

3.1 省煤器輸灰管道彎頭頻繁磨損原因分析

經(jīng)過省煤器輸灰改造后，4號爐省煤器輸灰管道并入1電場A側(cè)輸灰管道，由于省煤器輸灰管道的并入，使得1電場A側(cè)輸送管道內(nèi)總的輸送氣量加大，氣力輸送過程中，管道內(nèi)輸送氣壓在不斷下降，體積不斷膨脹，混合氣體流速不斷提高，且隨著輸送管道越往后段氣體體積越大，速度越快，尤其在灰?guī)炫郎紊戏剑郎蠊艿纼?nèi)氣壓急劇下降，體積急劇增大，而庫頂處的彎頭則會承受突增的流速，從而造成磨損加快、管道彎頭頻繁磨穿的事故發(fā)生。

3.2 省煤器輸灰管道彎頭磨損應(yīng)對措施

（1）重新復(fù)核、調(diào)整1電場A側(cè)輸送系統(tǒng)的進(jìn)氣量，由于增加省煤器輸灰后，原送至1電場A側(cè)的省煤器灰量被提前送掉，而在運行中1電場A側(cè)輸灰仍按原設(shè)計進(jìn)氣量進(jìn)行輸送，因此增加了1電場輸送管道內(nèi)總的氣體量，通過反復(fù)調(diào)整，1電場管道補氣閥門在混合輸送時不開啟，在1電場單獨輸送時1電場管道補氣打開，在滿足正常輸送的情況下能達(dá)到最佳的輸送效果。

（2）根據(jù)輸送曲線，對1電場A側(cè)輸灰周期進(jìn)行復(fù)核計算，延長落料時間，通過計算壓縮空氣量和輸送周期均有20%～30%的優(yōu)化空間。

圖7 調(diào)整前1電場A側(cè)輸灰壓力曲線

圖8 調(diào)整后1電場A側(cè)輸灰壓力曲線

（3）調(diào)整混合輸送程控邏輯，以實現(xiàn)1電場A側(cè)程控輸送1-4個周期后（具體周期數(shù)可選），省煤器混合輸送一次，運行人員可根據(jù)鍋爐灰量進(jìn)行1電場A側(cè)程控輸送與省煤器輸送的次數(shù)配比。調(diào)整前后1電場A側(cè)輸灰壓力曲線對比如圖7-8所示。

4 結(jié)語

呂電4號鍋爐完成脫硝改造后，為了減輕煙氣中大顆粒灰塵對脫硝系統(tǒng)的危害，隨及進(jìn)行了省煤器輸灰改造，通過較小的邏輯改動，將省煤器輸灰納入4號爐1電場A側(cè)輸灰程控中。在運行過程中針對輸灰尾部管道彎頭頻繁磨穿的現(xiàn)象分析其原因，并對輸灰設(shè)備做出調(diào)整，在減少對管道彎頭磨損的同時，節(jié)約了壓縮空氣量，提高了運行效率和經(jīng)濟性，為其余單位同類問題提供了借鑒方案。

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