燃煤電站正壓氣力除灰系統(tǒng)出力不足原因分析

邵德讓，袁明，楊小剛

（山東電力建設(shè)第一工程公司，濟(jì)南250100）

燃煤電站正壓氣力除灰系統(tǒng)出力不足原因分析

邵德讓，袁明，楊小剛

（山東電力建設(shè)第一工程公司，濟(jì)南250100）

介紹某6×600 MW燃煤電站正壓氣力除灰系統(tǒng)及其工作原理，分析其在調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)系統(tǒng)出力不足的原因，并提出預(yù)防措施及處理方法，對(duì)電廠正壓氣力除灰系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及運(yùn)行工作有一定的啟發(fā)和幫助。

燃煤電站；正壓氣力除灰；出力不足

0引言

氣力除灰系統(tǒng)是通過(guò)利用氣流的能量在密閉管道內(nèi)沿氣流方向輸送顆粒狀物料，是流態(tài)化技術(shù)的一種具體應(yīng)用。目前正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)以其低流速、高灰氣比、能耗低、輸送距離長(zhǎng)、設(shè)計(jì)出力余量大以及運(yùn)行壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，備受?chē)?guó)內(nèi)外電廠的青睞［1］。結(jié)合印度某6×600MW燃煤電站的實(shí)例，就正壓氣力除灰系統(tǒng)出力不足的原因進(jìn)行分析，探討相應(yīng)處理方法及預(yù)防措施。

1 系統(tǒng)概況

印度某6×600 MW燃煤電站項(xiàng)目氣力除灰系統(tǒng)，其電袋除塵器、空氣預(yù)熱器灰斗的飛灰采用負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)輸送至緩沖罐，再由正壓氣力輸送系統(tǒng)輸送至灰?guī)?。正壓氣力輸送系統(tǒng)是將每個(gè)緩沖罐（每臺(tái)爐4只緩沖罐）下的2個(gè)倉(cāng)泵分別連接到2根輸送管道上，每臺(tái)爐設(shè)置2根輸送管道，每根輸送管道的設(shè)計(jì)出力為120t／h。3臺(tái)爐為1個(gè)單元，設(shè)2座灰?guī)臁?臺(tái)爐6根輸送管道與2座灰?guī)煜噙B接，每根輸送管道可將緩沖罐中的飛灰分別輸送到2座灰?guī)熘?。輸送用氣由除灰空壓機(jī)提供。單臺(tái)鍋爐正壓氣力輸送系統(tǒng)如圖1所示，正壓氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 正壓氣力除灰系統(tǒng)流程

二級(jí)正壓氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的設(shè)計(jì)參數(shù)如表2，由于是多倉(cāng)泵輪流輸送，所以進(jìn)料時(shí)間在整個(gè)循環(huán)中未予以考慮。

每個(gè)正壓氣力輸送的過(guò)程分為4個(gè)階段進(jìn)行，即：進(jìn)料階段、加壓流化階段、輸送階段和吹掃階段。

在系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程中，存在的主要問(wèn)題是每根輸灰管道的出力達(dá)不到設(shè)計(jì)出力120 t／h，并且倉(cāng)泵出口閥的運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。同時(shí)倉(cāng)泵的流化效果不好，根據(jù)測(cè)試，流化狀態(tài)不好的概率已達(dá)到50%，進(jìn)而導(dǎo)致輸灰管道的出力不穩(wěn)定。

表1 正壓氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表

表2 二級(jí)正壓氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計(jì)參數(shù)s

2 出力不足原因分析

2.1 輸送氣源影響

輸送氣源壓力不穩(wěn)或不足。氣源壓力必須克服倉(cāng)泵的阻力、提升的高度、管道的阻力以及灰?guī)斓膲毫?，如果壓頭不夠，則很容易造成堵管進(jìn)而影響到系統(tǒng)出力。

輸送氣量不足。氣量不足，則會(huì)使灰氣比增大，輸送濃度過(guò)大，造成管道阻力增大，從而影響系統(tǒng)出力。輸送氣源帶油、帶水，會(huì)使灰粒相互黏結(jié)，流動(dòng)阻力驟增，造成堵管進(jìn)而影響系統(tǒng)出力［2］。氣源出現(xiàn)帶油、帶水的情況主要原因在于空壓機(jī)油氣分離器濾網(wǎng)漏或堵塞，空壓機(jī)冷卻器泄漏、自動(dòng)排污器失靈，儲(chǔ)氣罐未定期排污等。

2.2 飛灰特性影響

根據(jù)實(shí)際調(diào)試過(guò)程中對(duì)實(shí)際飛灰含量的測(cè)量，機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)電除塵處的實(shí)際灰量為112 t／h，小于設(shè)計(jì)煤質(zhì)下114 t／h的灰量。此外，還對(duì)飛灰的堆積密度進(jìn)行了兩次取樣測(cè)量，結(jié)果分別為0.77 t／m3和0.74 t／m3，接近計(jì)算所用的堆積密度0.75 t／m3。

2.3 倉(cāng)泵本體設(shè)備的影響

調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)倉(cāng)泵解體檢查發(fā)現(xiàn)多個(gè)倉(cāng)泵內(nèi)的流化風(fēng)管脫落，導(dǎo)致流化風(fēng)不能周向進(jìn)入倉(cāng)泵、灰氣混合程度較差，進(jìn)而造成流速不穩(wěn)定和流化效果不好，同時(shí)倉(cāng)泵內(nèi)部的流化風(fēng)分配不合理，最終影響整個(gè)系統(tǒng)的出力。

2.4 系統(tǒng)閥門(mén)故障的影響

在調(diào)試運(yùn)行階段，出現(xiàn)了進(jìn)料閥、平衡閥密封不嚴(yán)密，在物料發(fā)送過(guò)程中導(dǎo)致管路泄壓，使倉(cāng)泵內(nèi)的灰會(huì)經(jīng)閥門(mén)不嚴(yán)密處回流至緩沖罐或灰斗，同時(shí)造成倉(cāng)泵內(nèi)部壓力降低、輸灰動(dòng)能不足而造成系統(tǒng)出力的下降。

閘板式出料閥在飛灰的輸送過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)閘板卡澀打不開(kāi)的現(xiàn)象，造成整個(gè)系統(tǒng)輸灰不暢，調(diào)試運(yùn)行中表現(xiàn)為輸灰管路進(jìn)氣壓力偏高，出料閥后輸灰壓力低，輸灰程序在設(shè)定壓力內(nèi)輸灰時(shí)間長(zhǎng)，浪費(fèi)很多壓縮空氣。同時(shí)倉(cāng)泵出料閥還存在內(nèi)漏情況，增加了倉(cāng)泵的進(jìn)料時(shí)間，減少了倉(cāng)泵的每次進(jìn)料量，進(jìn)而增加了總的輸送時(shí)間，降低了系統(tǒng)的輸送出力。

2.5 灰?guī)斓挠绊?/p>

灰?guī)焐喜壳袚Q閥的故障或操作錯(cuò)誤會(huì)造成輸灰管路阻力過(guò)大，引起系統(tǒng)出力的變動(dòng)?；?guī)焐喜康拇匠龎m器風(fēng)機(jī)故障或因袋式除塵器清灰裝置失靈，造成排氣量減小，灰?guī)靿毫ι撸箓}(cāng)泵與灰?guī)靿翰罱档?，壓頭不足而導(dǎo)致系統(tǒng)出力不足。

2.6 輸灰參數(shù)設(shè)定的影響

倉(cāng)泵進(jìn)料時(shí)間。調(diào)試過(guò)程中，因倉(cāng)泵的流化情況不理想，將倉(cāng)泵的進(jìn)料時(shí)間設(shè)置過(guò)長(zhǎng)，造成倉(cāng)泵內(nèi)沒(méi)有壓縮空氣加壓流化的空間，進(jìn)而容易造成堵管影響系統(tǒng)出力。

輸灰結(jié)束壓力。在初期的調(diào)試過(guò)程中，輸灰結(jié)束壓力設(shè)定值偏低，導(dǎo)致輸灰管道已輸送干凈但壓力未到仍繼續(xù)吹掃的現(xiàn)象，造成管道磨損，浪費(fèi)壓縮空氣，增加單次輸送時(shí)間，最終影響輸送次數(shù)和系統(tǒng)出力。

此外，以下方面的原因也會(huì)造成系統(tǒng)出力不足，例如：輸灰管道的爬坡和彎頭過(guò)多，將影響管道中灰的流態(tài)穩(wěn)定進(jìn)而影響出力；鍋爐四管泄漏將造成煙氣中灰的水分增大，使輸送阻力增大導(dǎo)致堵管進(jìn)而影響出力［3］；電袋除塵器的灰斗加熱器故障，在機(jī)組負(fù)荷偏低灰溫較低情況下煙氣會(huì)結(jié)露造成灰潮濕進(jìn)而影響系統(tǒng)出力；倉(cāng)泵料位計(jì)靈敏度問(wèn)題或者輸灰壓力測(cè)點(diǎn)偏低時(shí)會(huì)使輸灰過(guò)程不徹底，造成輸灰管路堵塞或者系統(tǒng)出力下降；除塵器本體漏風(fēng)或保溫不良，會(huì)使灰斗內(nèi)的灰溫度降低潮濕，造成輸送不暢進(jìn)而影響出力；輸灰管內(nèi)進(jìn)入異物后也會(huì)造成輸灰管路截面積降低，進(jìn)而影響系統(tǒng)出力。

3 處理方法及建議

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的調(diào)整和排查工作之后，正壓氣力除灰系統(tǒng)出力不足主要是由于倉(cāng)泵內(nèi)部飛灰的流化狀態(tài)不穩(wěn)定以及設(shè)備故障和質(zhì)量問(wèn)題所造成的。因此，對(duì)系統(tǒng)做如下的調(diào)整和改進(jìn)，同時(shí)提出一些建議和措施。

3.1 系統(tǒng)優(yōu)化和改造

優(yōu)化正壓氣力除灰系統(tǒng)閥組的配氣，每套閥組件上增配節(jié)流孔板，使輸送空氣能夠合理的，較準(zhǔn)確的分配到各個(gè)進(jìn)氣點(diǎn)，提高系統(tǒng)的輸送濃度，從而增加系統(tǒng)出力。閥組孔板的制作圖如圖2所示，閥組孔板參數(shù)如表3所示。

表3 正壓氣力除灰系統(tǒng)閥組孔板參數(shù)

調(diào)整三通受料管的開(kāi)口長(zhǎng)度，提高倉(cāng)泵的出料濃度，三通受料管改造如圖3所示。將原背壓進(jìn)氣管改成倉(cāng)泵的二次流化管，加快倉(cāng)泵里面灰的流化，提高輸送速度。倉(cāng)泵內(nèi)部增加二次流化管，如圖4所示。每個(gè)出料閥氣缸進(jìn)出口處增加快速排氣閥，使出料閥能較快速開(kāi)啟與關(guān)閉，減少閥門(mén)動(dòng)作時(shí)間，從而增加單位時(shí)間內(nèi)的有效運(yùn)行時(shí)間，提高輸送次數(shù)，增加系統(tǒng)出力。

3.2 運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整

適當(dāng)提高關(guān)泵壓力，就等于縮短了輸送時(shí)間，由此可提高單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的次數(shù)從而增加出力［2］。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，可考慮2個(gè)倉(cāng)泵組成1個(gè)輸送單元，同時(shí)輸送，計(jì)算系統(tǒng)的輸送出力是否能達(dá)到理想的輸送效果。對(duì)系統(tǒng)邏輯進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，即每次輸灰過(guò)程中，可先開(kāi)流化風(fēng)管，延時(shí)5 s后，再打開(kāi)出料閥及主進(jìn)氣閥，最后再開(kāi)啟助吹閥，同時(shí)可以做一個(gè)帶壓輸送的程序進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。

圖2 孔板外形尺寸

圖3 三通受料管改造

圖4 倉(cāng)泵內(nèi)部增加二次流化管示意

此外，收集和計(jì)算實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，如各部分的用氣量、輸灰管路的初（末）端速度、輸送氣流的溫度、輸灰管道始端（或末端）的測(cè)點(diǎn)壓力、實(shí)際運(yùn)行的料氣比。與設(shè)計(jì)選型時(shí)的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。

采購(gòu)和使用高質(zhì)量的設(shè)備和閥門(mén)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，同時(shí)可防止同組倉(cāng)泵之間的氣壓反串倉(cāng)而減少系統(tǒng)的進(jìn)料時(shí)間。加強(qiáng)系統(tǒng)和設(shè)備的維護(hù)檢修，在輸灰前應(yīng)確保灰?guī)焐喜砍龎m器運(yùn)行正常，并定期檢查清灰裝置，或定期更換布袋。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)整各閥組前的節(jié)流孔板直徑和增加二次流化管來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)的流化狀態(tài)，實(shí)際改造后系統(tǒng)的流化穩(wěn)定性有很大的改善。正壓氣力除灰系統(tǒng)在運(yùn)行中，運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際煤質(zhì)、實(shí)際負(fù)荷和工況的變化合理設(shè)定運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行方式，使飛灰在輸送過(guò)程中達(dá)到很好的流化狀態(tài)，從而提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。運(yùn)行和維護(hù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備、除塵器設(shè)備的管理和維護(hù)，確保飛灰輸送在設(shè)計(jì)參數(shù)下運(yùn)行。根據(jù)運(yùn)行參數(shù)的變化和氣力除灰的歷史曲線及時(shí)進(jìn)行分析，并將運(yùn)行參數(shù)調(diào)整到最佳。設(shè)備采購(gòu)過(guò)程中，尤其是進(jìn)料閥、出料閥、排氣閥等使用頻繁的閥門(mén)，必須采購(gòu)質(zhì)量可靠、運(yùn)行穩(wěn)定的閥門(mén)。

［1］原永濤.火力發(fā)電廠氣力除灰技術(shù)及其應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)電力工業(yè)出版社，2002.

［2］黃南生.正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)堵管原因及處理方法［J］.電力安全技術(shù)，2002（11）：16-17.

［3］王勇.火力發(fā)電廠氣力除灰系統(tǒng)中的幾個(gè)問(wèn)題［J］.河南電力，2008（4）：37-38.

CauseofInsufficientOutputforPneumaticPressureAshingHandlingSystem

SHAO Derang，YUAN Ming，YANG Xiaogang
（Shandong Electric Power Construction No.1 Engineering Corporation，Jinan，250100，China）

The working principles of pneumatic pressure ashing handling system in 6×600 MW coal-fired power plant are introduced.Reasons for insufficient output during the test and operation are analyzed，and preventive measures and treatment methods are proposed.It will prove to be beneficial to those who deal with the installation，commissioning and operation of pneumatic conveying system in coal-fired power plants.

coal fired power plant；pneumatic pressure ash handling；insufficient system output

TK223.27

B

1007－9904（2015）08－0067－04

2015-04-06

邵德讓（1968），男，主要從事電力建設(shè)技術(shù)與管理工作；

袁明（1976），男，主要從事電力建設(shè)技術(shù)與管理工作；

楊小剛（1981），男，主要從事電力建設(shè)熱機(jī)專業(yè)技術(shù)與管理工作。