正壓氣力除灰系統(tǒng)排灰不暢原因分析與處理

張曉博

(廣東粵電云河發(fā)電有限公司，廣東 云浮 527328)

1 系統(tǒng)介紹

廣東粵電云河發(fā)電有限公司#5，#6鍋爐型號為SG-1036/17.5-M4506，是上海某鍋爐廠自主研發(fā)的首臺300 MW循環(huán)流化床鍋爐，配置2臺雙室五電場電除塵器，采用下引式正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)，電除塵器每個灰斗下部設1個倉泵，灰斗內(nèi)壁設氣化板，兩側配置振打器。每臺鍋爐設3根灰管，灰管為雙套管，其中電除塵器一電場、二電場各設一根DN 200 mm的輸灰管路(省煤器輸灰管道與一電場灰管并管輸送)，三電場、四電場、五電場分別串接后合用1根DN 150 mm的輸灰管路。一電場到五電場倉泵容積分別為2.00，2.00，0.50，0.30和0.15 m3，省煤器倉泵容積為0.30 m3。鍋爐配置3臺體積流量為40.5 m3/min的空壓機，2運1備，提供輸送氣源；4臺體積流量為18.0 m3/min、壓力為98 kPa的氣化風機，3運1備，為灰?guī)旌碗姵龎m器灰斗提供氣化風。#5鍋爐在試運行期間，出現(xiàn)過電除塵器灰斗嚴重積灰現(xiàn)象，積灰位置至極板2 m處。

2 存在問題

#5鍋爐試運行期間，氣力除塵系統(tǒng)存在諸多問題，主要有以下幾個方面。

2.1 灰斗料位計顯示不準

#5鍋爐配置英國弗林頓射頻導納灰斗料位計，灰斗料位計是灰斗料位檢測的重要設備，由于在調(diào)試時沒有調(diào)整好料位計的靈敏度，導致機組試運行期間多次出現(xiàn)高、低位料位計同時報警，灰斗灰位無法監(jiān)視的現(xiàn)象。

2.2 進料閥故障發(fā)現(xiàn)不及時

#1～#4機組早期為濕排灰系統(tǒng)，后期被改造為負壓除塵系統(tǒng)，并由干除灰承包單位負責運行。鑒于#5機組在試運行期間，運行值班人員工作量較大且人員較少，對氣力除灰系統(tǒng)采取了定期巡查的值班方式。在設備廠家調(diào)整好輸送氣源壓力低限、輸送結束壓力、進料間隔時間以及單元進料時間等參數(shù)后，設備進入定期巡查狀態(tài)，機組運行正常。然而在設備試運行期間，各電場倉泵入口的氣動進料閥(圓頂閥)，特別是一電場、二電場，經(jīng)常出現(xiàn)閥門沒有按控制信號要求正確到位，進而發(fā)出狀態(tài)位黃閃信號報故障，值班人員未能及時發(fā)現(xiàn)。

2.3 電除塵灰斗氣化風止回閥無動作

該電除塵器每個灰斗設有2塊氣化板，對灰進行流化，促進下灰順暢。氣化板側面布置如圖1所示。

圖1 氣化板側面布置

在氣化板之前設置了2個閥門，分別為手動截止閥(型號為J41H-16C，參數(shù)為DN 20 mm，PN 1.6 MPa)和止回閥(型號為H41H-25，參數(shù)為DN 20 mm，PN 2.5 MPa)。在機組試運行期間，止回閥之后的管道溫度接近常溫，前后管道溫差較大。

2.4 灰斗氣化風溫度過低

在氣化風進入灰斗前，需要經(jīng)過灰斗空氣電加熱器，確保加熱后的溫度不小于150 ℃。然而在設備試運行過程中，氣化風加熱器因某種原因未投入，造成氣化風未被加熱。止回閥之前的氣化風管管壁溫升僅依靠空氣壓縮后所釋放的熱量傳遞。

2.5 灰斗倉振打裝置電動機無動作

灰斗側部振打裝置在試運行期間多次出現(xiàn)振打器無動作故障。

3 原因分析

由于試運行期間的煤質(zhì)與設計煤種偏差不大，因而不存在氣力除灰系統(tǒng)設計出力小的問題，且氣力除灰系統(tǒng)采用雙套管系統(tǒng)，也不存在堵管問題，應重點從灰斗下灰不暢方面進行分析。倉泵原理如圖2所示。

圖2 倉泵原理

(1)灰斗料位計高、低位同時報警，導致無法對灰位的高、低作出正確判斷，在調(diào)節(jié)各電場輸送比例與輸送份額方面失去了判斷依據(jù)，在一定程度上增加了灰斗積灰的風險。

(2)氣動圓頂閥故障原因較多，如電磁閥箱開關未置于遠方位置、閥門機械卡澀、控制氣源壓力不夠(<0.6 MPa)、行程開關不到位以及密封圈破損等。在試運行期間，通過拆卸維修，發(fā)現(xiàn)氣動圓頂閥故障的主要原因為閥門機械卡澀和密封圈破損。閥門機械卡澀是由于部件生銹，而導致生銹的主要原因是循環(huán)流化床鍋爐在整套啟動前需要進行烘爐，烘爐導致大量水蒸氣通過電除塵器并凝結積水。同樣，密封圈破損也是由于機械卡澀、圓頂閥關閉不嚴密、灰流沖刷所致。電除塵器灰斗容積按照鍋爐8 h滿負荷運行設計，當一電場的灰斗進料閥故障時，值班人員未能及時發(fā)現(xiàn)并停運一電場，造成灰斗大量積灰，積灰很快超過倉泵的平衡管上口，進而導致平衡管堵塞。有資料顯示[1]，平衡管堵塞后，因倉泵進料時空氣無法排出，每次進料不足正常進料的20%。如此一來，即使圓頂閥故障排除后，當灰位超過平衡管上口時，灰斗下灰還會進一步減少，形成了惡性循環(huán)，直到積灰淹沒陽極板及陰極線。在試運行期間，為了確認灰斗的真實灰位，曾打開平衡管和平衡閥之間的法蘭，已有灰從平衡管中流出，證實電除塵器灰斗中積灰嚴重，此積灰是導致灰斗大量積灰的主要原因。

(3)氣化風管采用了彈簧升降式止回閥，閥門開啟壓力在相關標準中并沒有規(guī)定，但依照經(jīng)驗，彈簧升降式止回閥開啟壓力至少需要0.5 MPa，而氣化風機出口壓力為98 kPa，因此氣化風壓力無法完全開啟止回閥，導致實際運行過程中只有少量氣化風進入氣化板。在其他方面都正常的情況下，一旦氣化板失去了氣化作用，灰斗下灰速度將會明顯降低，此結論在試運行期間可由止回閥前后管道溫差較大得出。

(4)灰斗空氣電加熱器未投入運行，氣化風溫達不到設計溫度，在一定程度上惡化了灰斗干灰的流化。

(5)灰斗振打器無動作，經(jīng)檢查原因為電動機電源線采用硬電源線，固定好后，經(jīng)過振打器的多次振動，電動機接線處電源線斷裂或松脫，造成振打器電動機失電而無法動作。振打器不動作在一定程度上影響了灰斗的排灰。

4 采取的措施

#5機組試運行期間，發(fā)電機定子接地停爐后，鑒于氣力除塵系統(tǒng)的異常情況，公司立即組織人員對電除塵器灰斗積灰進行確認，發(fā)現(xiàn)一電場、二電場積灰嚴重，個別灰斗積灰已達到極板極線2 m處。針對試運行期間出現(xiàn)的問題，采取以下措施進行消除。

(1)對灰斗料位計靈敏度進行調(diào)整，確保灰斗料位的準確性。

(2)強化運行值班人員對系統(tǒng)的熟悉程度，并將原來2 h巡查改為專人不間斷值班，發(fā)現(xiàn)圓頂閥故障后，及時停運對應電場，并通知維修人員處理故障。機組移交生產(chǎn)后，考慮到前期圓頂閥故障率較高，隨后將一電場、二電場的圓頂閥更換為陶瓷雙閘板閘閥。

(3)針對止回閥無法動作的問題，為了防止氣化板破裂后熱灰進入氣化風管而堵塞氣化風管母管，安排維修人員去掉了止回閥中的彈簧，只在閥中保留閥芯，既確保有氣化風進入氣化板，又防止熱灰反竄到氣化母管中。

(4)重新對灰斗氣化加熱器進行投運，增加就地氣化加熱器巡查點，并加強運行值班人員巡查次數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)設備故障即退出運行，及時投運備用設備。

(5)對40個灰斗振打器電動機接線進行了更換，將原來的單芯硬電源線更換為多芯軟電源線，確保振打器在運行中不會出現(xiàn)失電現(xiàn)象。

(6)針對氣力除灰系統(tǒng)氣化風母管壓力不大的問題，在設計氣力除灰系統(tǒng)時，在氣化板之前設置的止回閥不選用升降式結構，而選用旋啟式結構。由于結構不同，旋啟式止回閥開啟壓力會小很多。如無法采用旋啟式止回閥，也可取消該止回閥設置，僅保留截止閥，用于調(diào)整氣化板的氣化量。

(7)循環(huán)流化床鍋爐澆注料施工完工后需要進行烘爐，為避免倉泵上部圓頂閥積水造成部件生銹卡澀，在鍋爐烘爐過程中，僅關閉上部插板門，拆除進料閥(圓頂閥)，使倉泵與灰斗形成一個明顯的斷點，并對已拆除進料閥的倉泵上口做好遮擋，待烘爐結束后，一次性排出積水，然后再裝復進料閥。

經(jīng)過以上幾方面的處理后，在#5，#6機組隨后運行中，電除塵器灰斗再無積灰現(xiàn)象，氣化風也能正常通過氣化風板進入灰斗中。

參考文獻：

[1]李奇?zhèn)?呂小平,張貴煒.邯鄲熱電廠氣力除灰系統(tǒng)存在的問題及改造[J].熱力發(fā)電，2008,37(12):45-47.