1000 MW火力發(fā)電廠正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)堵管問題探究

沈賀

摘 要：正壓濃相氣力輸灰是目前大型火力發(fā)電廠的主要輸灰技術(shù)。雖然該系統(tǒng)的性能優(yōu)良，但實際運行中也存在堵灰問題。因此，分析了造成堵管的各種原因，并探究了相應的解決方法。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；輸灰設(shè)備；灰?guī)煜到y(tǒng)；壓縮空氣系統(tǒng)

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.087

正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)具有節(jié)能、環(huán)保和高效等優(yōu)點，目前已被廣泛使用。但在實際運行中，因未及時處理系統(tǒng)或零部件出現(xiàn)的故障，堵管現(xiàn)象時常發(fā)生。本文以潮州電廠二期2×1 000 MW機組為例，介紹了廠中采用小倉泵技術(shù)的正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)，并分析了造成堵管的原因及其解決方法。

1 系統(tǒng)設(shè)備

主要設(shè)備包括輸灰設(shè)備、灰?guī)煜到y(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)。

1.1 輸灰設(shè)備

省煤器采用8臺型號為8.0E/8的輸送泵吊，在灰斗下串聯(lián)，可將灰輸送到一電場A側(cè)輸送泵出口處，在同一電場A側(cè)合并，一同輸送至原、粗灰?guī)?；電除塵器一、二、三、四、五電場分A側(cè)和B側(cè)，分別采用6臺型號為80/8的MD泵（三電場采用型號為6/8的MD泵，四、五電場采用型號為3.0/8的AV泵），在灰斗下串聯(lián)，每側(cè)合并后設(shè)置1根管道，將灰輸送至原、粗灰?guī)欤ㄈ?、四、五電場輸送至原、細灰?guī)欤?/p>

在脫銷噴氨區(qū)前，煙道上升段底部灰斗下串聯(lián)8臺輸送泵，通過輸灰管路將灰輸送到一電場B側(cè)輸送泵出口處，在同一電場B側(cè)合并，一同輸送至原、粗灰?guī)臁?/p>

1.2 灰?guī)煜到y(tǒng)

二期工程2×1 000 MW兩臺鍋爐共設(shè)有原、粗、細三座灰?guī)?，每座灰?guī)斓挠行莘e為2 000 m3，各庫庫頂設(shè)置有1臺布袋除塵器、2個壓力真空釋放閥、1個灰?guī)烊霂旃芟浜?臺料位計。灰?guī)鞖饣L系統(tǒng)設(shè)有4臺氣化風機，出口配置有加熱器，加熱后的空氣可提供給庫底氣化板。

1.3 壓縮空氣系統(tǒng)

儀用壓縮空氣來自主廠房儀用壓縮空氣機，輸灰系統(tǒng)設(shè)置有6臺螺桿式空氣壓縮機和6組冷凍式干燥器。

2 氣力輸灰的基本原理

氣力輸灰的基本原理如圖1所示。

2.1 進料過程

MD泵的入口圓頂閥開啟，物料在重力作用下落入MD泵中。在物料填充的過程中，排氣圓頂閥開啟，使空氣從泵體內(nèi)排出。

2.2 進料結(jié)束

當MD泵內(nèi)任一泵內(nèi)料位計被覆蓋，且顯示泵已充滿物料時，經(jīng)過短暫延遲后泵會被完全填滿，或在循環(huán)設(shè)定周期內(nèi)的落料時間結(jié)束時，入口和排氣圓頂閥均關(guān)閉，MD泵落料結(jié)束。此時，泵內(nèi)料位計被覆蓋，觸發(fā)一次循環(huán)。

2.3 輸送過程

當所有倉泵入口和排氣圓頂閥均關(guān)閉且密封好后，進氣圓頂閥開啟，壓縮空氣進入所有輸送泵，系統(tǒng)壓力開始升高，進而將灰輸送至灰?guī)?。此時，管路內(nèi)有0.2～0.3 MPa的壓力。

2.4 關(guān)泵

當物料被送至灰?guī)旌螅到y(tǒng)會發(fā)出輸送管道壓力下降的信號。當管路內(nèi)壓力下降至低限值時，進氣圓頂閥關(guān)閉，完成一次循環(huán)。此時，管路內(nèi)的壓力會逐漸降至0，泵內(nèi)料位計未被覆蓋，按照循環(huán)設(shè)定的周期等待著下一次落料。

a.MD泵進料過程 b.MD泵進料結(jié)束

c.MD泵輸送過程 d.MD泵輸送結(jié)束

圖1 氣力輸灰的基本原理

3 輸灰系統(tǒng)堵管

3.1 堵管的界定

在輸灰過程中，當輸送時間超過正常輸送時間2～3倍且>30 min時，如果輸送壓力較高，且沒有明顯下降趨勢，則判定輸送失敗，即已堵管。

3.2 堵管原因及其解決方法

3.2.1 灰源的影響

3.2.1.1 油灰

在事故發(fā)生后，投油助燃或油槍定期試驗的時間過長會造成電除塵灰斗內(nèi)的油灰過多，易黏在輸灰管道上，進而增加了輸灰的難度。如果未及時發(fā)現(xiàn)上述情況，則極易造成堵灰。因此，應合理規(guī)定油槍定期試驗的時間，且在機組投油助燃時縮短落料時間，并提高一電場的輸灰能力。

3.2.1.2 沉降灰

當鍋爐燃燒不充分或電除塵故障停運時，煙氣中一部分重力大于煙氣浮力的灰會直接落入灰斗中，這部分灰表面粗糙、顆粒較大，當其堆積密度和平均粒徑達到一定程度時，將無法用正壓濃相輸送，只能采用稀相輸送，且增加了輸灰系統(tǒng)堵管的概率。此時，應降低灰氣比，通知機組調(diào)整燃燒，合理摻配煤和優(yōu)化磨煤機的運行。

3.2.1.3 灰溫低

粉煤灰的表面空隙較大，這種結(jié)構(gòu)對水分有很強的吸附力。當灰溫過低時，其表面的氣體易結(jié)露，進而使灰的黏性增加、內(nèi)摩擦力增大、流動性變差，增加了輸灰阻力，易導致輸灰管路堵塞。在潮電二期輸灰系統(tǒng)中，每臺爐設(shè)有1臺灰斗氣化風機和加熱器，加熱器出口溫度可達150 ℃，加熱后的空氣會通過流化閥進入電除塵灰斗。此外，煙氣經(jīng)過深度冷卻后進入電除塵器，煙溫有所降低，一般處于90～100 ℃之間。在實際運行中，應注意對深度冷卻出口煙溫的控制。

3.2.2 輸灰壓縮空氣的影響

3.2.2.1 氣源壓力過低

輸灰壓縮空氣壓力需要克服管道阻力，壓力過低會導致輸灰時間延長，進而降低輸灰效率。輸灰時間越長，則灰斗內(nèi)的積灰越多，且灰會被壓實，進而使落到倉泵內(nèi)的灰的疏松效果變差，易引發(fā)堵管現(xiàn)象。因此，當輸灰壓力較低時，應及時啟動備用空壓機。正常情況下，潮電二期輸灰空氣壓力在0.6 MPa左右，當壓力低于0.55 MPa時，應停止輸灰。

3.2.2.2 壓縮空氣油量或水分含量過高

輸送氣中含有油或水分時，其會與飛灰相互混合并黏在管道中，易造成堵灰。當壓縮氣中含有油時，應檢查油氣分離器的濾網(wǎng)是否有漏洞或堵塞；壓縮空氣中含有水時，應檢查空壓機的冷卻器是否泄漏、自動疏水閥是否失靈、干燥塔和干燥劑有無問題。

3.2.3 輸灰系統(tǒng)零部件故障的影響

3.2.3.1 灰斗料位計故障

電除塵灰斗料位計不準確或未投入，會導致灰斗內(nèi)積灰過多，使飛灰的流動性變差，進而造成堵灰。因此，應定期校驗料位計，保證灰斗高低料位報警控制信號的真實性。機組啟動初期或電除塵檢修后首次投運時，應檢查灰斗料位計的開關(guān)、高壓柜內(nèi)的控制板是否有電。

3.2.3.2 圓頂閥故障

圓頂閥關(guān)閉不嚴或不動作時，應檢查密封壓力是否過低或密封圈是否損壞。

3.2.3.3 布袋除塵器故障

庫頂布袋除塵器異常將導致灰?guī)靸?nèi)的空氣排出量降低、庫內(nèi)壓力升高，進而使倉泵與灰?guī)斓膲翰罱档?、輸灰壓力不足，最終造成堵灰。因此，在運行過程中，應定期檢查并及時清理布袋上的積灰。

3.2.3.4 輸灰管道法蘭或閥門故障

輸灰管道的法蘭或閥門泄漏時，易造成輸灰管道壓力下降，進而無法徹底輸送灰，造成管道堵塞。

3.2.4 輸灰系統(tǒng)設(shè)置不合理

一、二電場的灰量較大，因此，應縮短循環(huán)周期，合理設(shè)置落料時間；三、四、五電場的灰量較少，但三、四、五電場共用一根輸灰管道，每次只有一個電場的灰通過輸灰管道，如果循環(huán)周期過長，則可能出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象，因此，運行中應根據(jù)輸灰曲線判斷灰量，從而合理設(shè)置循環(huán)和落料時間。

3.3 典型堵管輸灰曲線分析

3.3.1 震蕩輸灰曲線

震蕩輸灰曲線出現(xiàn)的原因可能為在管道內(nèi)有大塊物料，處理方法為：如果振幅較小，則可解體泵間管道，取出大塊物料；如果振幅較大，則需要在確定堵塞位置后解體管道，取出大塊物料。

3.3.2 壓力在一次下降、上升后下降的曲線

壓力在一次下降、上升后下降的曲線出現(xiàn)的原因及其解決方法為：①進氣管路不通暢。應檢查所有氣控閥的電磁閥、逆止閥和孔板，保證其通暢。②氣量與灰量不匹配。應調(diào)整氣量或灰量，改變兩者之間的比例。③灰質(zhì)顆粒粗大。應改變灰的粒度，并采用少量多送的方式適當調(diào)整運行。

3.3.3 壓力恒定后長時間下降趨勢較緩的曲線

壓力達到一定數(shù)值后長時間內(nèi)下降趨勢較緩的曲線出現(xiàn)的原因及其解決方法有：①灰質(zhì)潮濕。應查找水分來源，檢查氣化風機和電加熱器的工作狀態(tài)，以提高風量和溫度。②空氣含水量過高。應檢查空壓機、冷干機的工作狀態(tài)，調(diào)整相關(guān)參數(shù)并定時排水。③管道漏氣。應檢查管道漏灰、漏氣和有關(guān)閥門是否關(guān)閉到位。④圓頂閥無有效密封。應檢查所有入口的圓頂閥、排氣圓閥是否密封。⑤輸送結(jié)束后管道內(nèi)余灰過多。應在輸送前吹掃管道，并降低壓力或延長安全輸送時間。⑥進氣閥的關(guān)閉、開啟不合理。應調(diào)整有關(guān)進氣閥在壓力較高時的關(guān)閉壓力，并調(diào)整重新開啟的壓力。⑦氣量小或配置需要調(diào)整。應增加泵間輔助進氣管路孔板的孔徑，并按照出口泵至主泵的順序調(diào)整主輸送孔板上的孔數(shù)。

4 系統(tǒng)優(yōu)化運行分析

在#3機大修期間，潮州電廠對輸灰系統(tǒng)進行了以下優(yōu)化：①在#3爐氣力輸灰系統(tǒng)熱控邏輯中增加了電場輸灰反吹邏輯，給部分閥門增加了點操作功能，提高了管道堵灰時操作的靈活性，縮短了輸灰系統(tǒng)的故障時間。②在#3爐電除塵輸灰A/B側(cè)二電場增加了單獨的輸送母管、出口閥門、灰?guī)靷?cè)閥門和儀用氣源。一、二電場由以往交替輸灰異動的方式變?yōu)榱藛为気敾?，大大降低了一、二電場堵灰的概率。當機組滿負荷運行且灰量較大時，可保證輸灰的通暢性。③將#3爐輸灰系統(tǒng)的輸灰母管排堵閥由手動改為氣動，運行人員可在盤上直接操作，縮短了排堵時間，尤其是在堵管不嚴重時，可通過排堵閥降低管道壓力，進而可及時吹掃管路。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕