多泵制濃相氣力除灰系統(tǒng)故障分析

何忠財(cái)

（遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司，遼寧鐵嶺 112000）

多泵制濃相氣力除灰系統(tǒng)故障分析

何忠財(cái)

（遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司，遼寧鐵嶺 112000）

以遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司二期工程為例，介紹了多泵制濃相氣力除灰系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理，分析了摻燒運(yùn)行中常見(jiàn)故障出現(xiàn)的原因，提出了相應(yīng)的建議，供處理同類問(wèn)題時(shí)參考。

氣力除灰；正壓濃相；多泵制；故障分析

1 系統(tǒng)概況

遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司（以下簡(jiǎn)稱鐵嶺發(fā)電公司）二期工程2×600MW機(jī)組于2008年12月投產(chǎn)，該機(jī)組配置了雙室五電場(chǎng)電除塵器，電除塵效率為99.86%。除灰方式設(shè)計(jì)為下引式多泵制正壓濃相氣力除灰，該系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)最大出力為163.5 t／h，鍋爐設(shè)計(jì)煤種產(chǎn)生的灰量為109 t／h，校核煤種產(chǎn)生的灰量為126 t／h。

多泵濃相氣力除灰系統(tǒng)采用XCM型下引式密相泵為輸送倉(cāng)泵，以若干臺(tái)倉(cāng)泵為一個(gè)輸送單元，同一輸送單元的倉(cāng)泵采取同步運(yùn)行方式，一個(gè)輸送單元的倉(cāng)泵為一個(gè)運(yùn)行整體，對(duì)其控制類似于對(duì)單臺(tái)倉(cāng)泵的控制，一個(gè)輸送單元設(shè)置一個(gè)出料閥，將鍋爐省煤器及電除塵灰按照粗灰、細(xì)灰分開(kāi)的原則輸送到2座粗灰?guī)旌?座細(xì)灰?guī)熘小?/p>

每臺(tái)鍋爐省煤器設(shè)有6個(gè)灰斗，將省煤器的粗灰通過(guò)一條?108mm×5mm的管道輸送到粗灰?guī)熘小?/p>

靜電除塵器分為5個(gè)電場(chǎng)，每個(gè)電場(chǎng)設(shè)8個(gè)灰斗。電除塵器一、二電場(chǎng)的粗灰經(jīng)正壓氣力輸灰系統(tǒng)輸送至粗灰?guī)?，三、四、五電?chǎng)的細(xì)灰經(jīng)正壓氣力輸灰系統(tǒng)輸送至細(xì)灰?guī)臁?/p>

氣力除灰系統(tǒng)氣源取自＃3空氣壓縮機(jī)站，1臺(tái)爐峰值輸送用耗氣量為124 m3／min（0.7 MPa，下同），正常輸送用耗氣量為82m3／min，儀用用氣量為4.0m3／min，1座灰?guī)熳畲笥脷饬繛?.2m3／min。

共設(shè)計(jì)3座灰?guī)?，總貯存量按2臺(tái)鍋爐最大連續(xù)負(fù)荷（BMCR）下36 h排灰量考慮。每座灰?guī)斓挠行莘e不小于3444m3，內(nèi)徑?15m。每座灰?guī)煜略O(shè)4個(gè)排灰口，2個(gè)排灰口用于灰水混合器，1個(gè)排灰口用于排放干灰，1個(gè)排灰口用于加濕灰綜合利用?；宜旌掀鲗⒏苫遗c水混合成灰水比為1∶（1.5～3.0）的灰漿，然后送入灰渣泵房前的灰渣漿池；排放的干灰直接裝入汽車運(yùn)走，每個(gè)干灰排灰口的排灰能力不低于120 t／h。

2 工作原理

2.1 工作過(guò)程

2.1.1 進(jìn)料階段

隨著灰斗中灰量的增加，灰斗中料位信號(hào)、進(jìn)料時(shí)間聯(lián)合控制，開(kāi)進(jìn)料閥、開(kāi)透氣閥系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)料。鐵嶺發(fā)電公司目前灰斗料位信號(hào)采用無(wú)源核子料位計(jì)，其基本原理是通過(guò)監(jiān)測(cè)灰位變化時(shí)引起的環(huán)境射線變化來(lái)監(jiān)測(cè)料位變化。目前電除塵器灰斗進(jìn)料時(shí)間設(shè)置為：一電場(chǎng)20 s，二電場(chǎng)30 s，三、四、五電場(chǎng)60 s，鍋爐省煤器灰斗10 s。

2.1.2 氣化階段

隨著倉(cāng)泵內(nèi)“進(jìn)料時(shí)間”的結(jié)束，每個(gè)獨(dú)立倉(cāng)泵關(guān)閉透氣閥、進(jìn)料閥，同時(shí)開(kāi)啟進(jìn)氣閥、輸送閥，氣化開(kāi)始。氣化程度由壓力變送器發(fā)出的壓力值來(lái)決定，通常設(shè)定為200～290 kPa。

2.1.3 輸送階段

當(dāng)倉(cāng)泵內(nèi)飛灰氣化結(jié)束后，倉(cāng)泵內(nèi)壓力達(dá)到“開(kāi)出料閥壓力”值后，出料閥開(kāi)啟，物料開(kāi)始輸送，當(dāng)倉(cāng)泵壓力達(dá)到“關(guān)出料閥壓力”值時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥、輸送閥、出料閥，此時(shí)物料輸送結(jié)束，進(jìn)入下一循環(huán)進(jìn)料階段。

2.2 參數(shù)設(shè)置

上限壓力，180～250 kPa；下限壓力，40～110 kPa；開(kāi)防堵壓力，280～300 kPa；關(guān)進(jìn)氣壓力，300～350 kPa（必須大于開(kāi)防堵壓力）；堵管壓力，350～400 kPa；母管壓力，550～600 kPa。

3 多泵制正壓濃相除灰系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）較高的灰氣比?；覛獗瓤蛇_(dá)30～100 kg／kg，而常規(guī)稀相系統(tǒng)為5～15 kg／kg，所以其空氣消耗量大大降低，正常情況下為其他系統(tǒng)的1／3～1／2，因此供氣不必使用大型空氣壓縮機(jī)，在出力相同的情況下所用管徑大為減小，從而可降低投資。

（2）輸送速度低。濃相正壓除灰系統(tǒng)平均流速為8～12m／s，為常規(guī)稀相系統(tǒng)的1／3～1／2，輸灰管道磨損相對(duì)減小。

（3）輸送距離遠(yuǎn)。單級(jí)當(dāng)量輸送距離最遠(yuǎn)可達(dá)1500m，更長(zhǎng)距離的輸送可采用中間站。

4 常見(jiàn)故障分析

4.1 磨損

鐵嶺發(fā)電公司倉(cāng)泵除灰管路單臺(tái)爐共計(jì)5根，電除塵器下倉(cāng)泵3根除灰管路，規(guī)格為?219mm× 7mm無(wú)縫冷軋鋼管，每條除灰管路長(zhǎng)約300m；鍋爐省煤器下倉(cāng)泵有2根除灰管路，規(guī)格為?108mm× 5mm，管路長(zhǎng)約450m。自2013年＃5，＃6鍋爐機(jī)組電除塵器、省煤器輸灰管路投運(yùn)起，至今共發(fā)生管路漏灰缺陷151次，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生泄漏的管道（規(guī)格?219 mm×7mm，?108mm×5mm），泄漏位置基本都在彎頭或彎頭出口后1m之內(nèi)，均位于氣流變形和加速段，大都由磨損減薄造成。造成磨損的具體原因如下。

4.1.1 煤質(zhì)變化

由于能源日益緊缺，為了降低成本，鐵嶺發(fā)電公司摻燒一定比例的褐煤，最低比例達(dá)到50%，由于褐煤的揮發(fā)分較高，造成省煤器倉(cāng)泵、電除塵器倉(cāng)泵下飛灰量增加，同時(shí)也加速了省煤器倉(cāng)泵、電除塵器倉(cāng)泵下管路、彎頭及膨脹節(jié)的磨損。

目前，鐵嶺發(fā)電公司燃煤有10余種，其中鐵法煤礦集團(tuán)提供的煙煤約占5%，阜新煤礦集團(tuán)提供褐煤約占85%，霍林河煤礦集團(tuán)供應(yīng)的褐煤約占10%。入爐煤種改變，導(dǎo)致煤的含灰量大大增加，是設(shè)備加速磨損的主要原因之一。

4.1.2 管道布置不合理

現(xiàn)場(chǎng)管路使用彎頭較多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，＃5爐省煤器倉(cāng)泵管路布置12個(gè)彎頭，電除塵器倉(cāng)泵管路布置27個(gè)彎頭，倉(cāng)泵出口增壓器、第1／2／3個(gè)彎頭和直管段泄漏最為頻繁。

4.1.3 檢修維護(hù)方法不合理

維護(hù)人員檢修對(duì)缺陷管理粗糙，總是用貼補(bǔ)焊接的方式處理泄漏缺陷，沒(méi)有從根本上想辦法，使發(fā)生的缺陷被臨時(shí)掩蓋，造成惡性循環(huán)。

4.2 堵管

省煤器倉(cāng)泵、電除塵倉(cāng)泵在運(yùn)行過(guò)程中，自動(dòng)投運(yùn)程序中容易出現(xiàn)“壓力”無(wú)法下降，此時(shí)判定倉(cāng)泵管路中出現(xiàn)堵管，造成堵管的原因有以下幾點(diǎn)。

（1）倉(cāng)泵上限壓力設(shè)值過(guò)高，出料閥打開(kāi)瞬間，初速過(guò)高，阻力增大，易造成堵管。

（2）壓縮空氣氣量不足，使灰氣比增大，輸送濃度過(guò)高，造成管道阻力增大，易發(fā)生堵管。

（3）電除塵器故障停運(yùn)后，沉降的灰一般顆粒粗大、表面粗糙，使輸送事故發(fā)生的概率增加。煤油混燒灰的黏性大，在輸送過(guò)程中灰粒逐漸沉降，易發(fā)生堵管。

4.3 倉(cāng)泵“氣化”失敗

4.3.1 管路漏泄

隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，電除塵器倉(cāng)泵、省煤器倉(cāng)泵之間連接管路密封墊片老化、管路磨損，都極易造成倉(cāng)泵的“氣化”漏氣，導(dǎo)致“氣化”失敗。

4.3.2 進(jìn)料閥、出料閥“內(nèi)漏”

電除塵器倉(cāng)泵、省煤器倉(cāng)泵進(jìn)料閥、出料閥采用雙閘板密封，閥芯材質(zhì)均為耐磨鎢鋼，使用壽命應(yīng)大于10000 h，使用溫度≥450℃，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，進(jìn)料閥、出料閥閥芯磨損，與密封面之間出現(xiàn)間隙，造成進(jìn)料閥、出料閥“內(nèi)漏”，也容易導(dǎo)致“氣化”失敗。

4.3.3 壓力變選器損壞

檢查省煤器倉(cāng)泵、電除塵器倉(cāng)泵壓力變送器是否損壞，壓力變送器損壞同樣會(huì)造成“氣化”失敗。

5 結(jié)束語(yǔ)

氣力除灰系統(tǒng)運(yùn)行的好壞直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行，同時(shí)影響現(xiàn)場(chǎng)的文明生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)可能造成機(jī)組停機(jī)。為了確保機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行過(guò)程監(jiān)視和現(xiàn)場(chǎng)巡查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障及時(shí)處理，從而保證氣力除灰系統(tǒng)正常運(yùn)行。

［1］胡蔭平.電站鍋爐手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.

［2］崔功龍.燃煤發(fā)電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.

［3］趙軍，劉宗明，陸海東，等.粉煤灰濃相氣力輸送系統(tǒng)的研究與應(yīng)用［J］.上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（2）：151-154.

［4］王錕.濃相氣力輸送分支管道流動(dòng)特性研究［D］.濟(jì)南：濟(jì)南大學(xué)，2013.

［5］林江.氣力輸送系統(tǒng)流動(dòng)特性的研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2004.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TK 227.3

：B

：1674-1951（2015）05-0055-02

何忠財(cái)（1975—），男，遼寧鐵嶺人，工程師，從事鍋爐技術(shù)管理方面的工作（E-mail：hezc＠163.com）。

2014-11-18；

2015-04-18