淺析火力發(fā)電廠干除灰系統(tǒng)輸灰性能優(yōu)化策略

昝杰霖

摘要：隨著電廠機組容量增加，環(huán)保措施實施的規(guī)范化，對防止干除灰系統(tǒng)堵管、增強干除灰系統(tǒng)的可靠投運提出了更高的要求。論文首先闡述了電廠機組干除灰系統(tǒng)現(xiàn)狀，并結(jié)合某電廠干除灰系統(tǒng)運行現(xiàn)狀，并對堵管問題的原因進行了深入分析，并提出了電廠干除灰系統(tǒng)改造方案及應該注意的問題。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；干除灰系統(tǒng)；輸灰性能優(yōu)化；策略

發(fā)電廠的干除灰系統(tǒng)是將鍋爐燃燒后的飛灰通過電除塵器吸附，送至灰?guī)靸Υ婢C合利用。受市場煤炭價格的不斷上漲，造成燃煤電廠的燃料成本急劇增加，為了有效降低燃料成本，電廠根據(jù)不同負荷階段進行摻燒劣質(zhì)煤，劣質(zhì)煤的灰份高帶來除灰壓力的增大，干除灰系統(tǒng)的輸送能力將直接影響機組的穩(wěn)定運行。

1.干除灰系統(tǒng)簡介

某公司鍋爐設計煤種灰份為11.19%（校核煤種灰份為22.35%），干除灰系統(tǒng)設計出力為單臺爐120t/h。因煤質(zhì)變化灰份大于30%，在燃用劣質(zhì)煤后，造成電除塵器灰斗出現(xiàn)大面積積灰的現(xiàn)象，最嚴重時機組被迫降負荷運行。所以干除灰系統(tǒng)的增容改造迫在眉睫，經(jīng)多次論證后，建議在現(xiàn)有設備基礎上將干除灰系統(tǒng)的輸送能力提高到235t/h。

2.干除灰系統(tǒng)改造前設備狀況

倉泵配置：一電場倉泵容積2.27m3、二電場倉泵容積2.27m3，三電場倉泵容積0.17m3，四電場倉泵容積0.17m3，五電場倉泵容積為0.15m3。

輸送單元配置：一電場有2根DN175/DN225輸灰管道和二電場1根DN175/DN225輸灰管道。三、四、五電場共用1根DN125/DN150輸送管道，但本單元與二電場輸送單元互鎖，同一時間內(nèi)只有一根輸灰管道可以運行。其具體設計如下所述：一電場的1號、2號、3號、4號倉泵串聯(lián)使用一根輸灰管道，一電場的5號、6號、7號、8號倉泵串聯(lián)使用一根輸灰管道，二電場1號、2號、3號、4號、5號、6號、7號、8號倉泵串聯(lián)后使用一根輸灰管道，三、四、五、電場各8臺倉泵串聯(lián)后并聯(lián)使用一根輸灰管道。一電場2根輸灰管道輸送出力96.2t/h，二電場1根輸灰管道輸送出力19.2t/h，三、四、五電場1根輸灰管道輸送出力4.8t/h，總輸灰出力為120t/h。

3.干除灰系統(tǒng)改造的必要性

為了徹底解決由于入爐煤煤質(zhì)變化造成的灰量增大及電除塵器嚴重偏流導致的對氣力輸送系統(tǒng)的影響，在原設計基礎上提高系統(tǒng)出力及系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定性，加大干除灰系統(tǒng)的輸送能力并盡量降低輸送壓縮空氣的使用量，降低除灰系統(tǒng)單耗。

電除塵器在運行過程中，因原理論設計要求在電除塵器入口煙道內(nèi)加裝導流板，在電除塵器入口喇叭處加裝煙氣均流裝置。在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)電除塵器入口煙道內(nèi)導流板效果不佳，造成電除塵器內(nèi)部煙氣出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，飛灰大量積存在3、4、5、6號灰斗內(nèi)。

燃用劣質(zhì)煤時，尤其灰分達到36%以上時，干除灰系統(tǒng)因灰量大及灰質(zhì)的變化，無法將所有干灰及時輸送到灰?guī)?，勢必造成電除塵器灰斗內(nèi)部大量積灰。

電除塵器灰斗大量積灰時，運行人員將電除塵器的除塵效率降低，來減少灰斗積灰量，但此做法將大量飛灰直接送入脫硫吸收塔內(nèi)，造成吸收塔漿液質(zhì)量變化，影響脫硫效率?；叶贩e灰嚴重時，電除塵器高壓柜因內(nèi)部極板、極限的短路，造成高壓柜發(fā)短路或欠壓故障報警跳閘。

電除塵器內(nèi)部出現(xiàn)大量積存灰時，因干除灰系統(tǒng)的輸送能力不能達到燃用煤種的灰分，為防止電除塵器高壓柜跳閘或內(nèi)部積灰因短路電流造成的飛灰琉化，只有降低機組負荷，等待灰斗內(nèi)部飛灰輸送干凈。

干除灰系統(tǒng)設計容量較小，因原設計按設計煤種的灰分22.35%計算，每臺爐只有四根不同管徑的輸灰管道，一電場兩個輸送單元各自有一條輸灰管道、二電場兩個輸送單元并聯(lián)，三、四五電場并聯(lián)使用一條輸灰管道。因管道設計和節(jié)能方面原因，二、三、四、五電場輸送單元管道間還存在互鎖關(guān)系，更加降低了單位時間內(nèi)的輸送量。

燃用劣質(zhì)煤后，為增加干除灰系統(tǒng)輸送量，只有通過修改進料時間、等待時間等設定參數(shù)來縮短運行周期，這樣增大了輸送壓縮空氣的使用量，導致壓縮空氣的壓力一直在低限運行。

4.干除灰系統(tǒng)堵管原因的深入分析

4.1設計富裕度不夠?qū)Τ业挠绊?/p>

本工程按照實際輸灰出力150%容量設計，而由煤質(zhì)的工業(yè)分析可知，我廠實際燃用煤種的灰分含量遠遠高于提供的設計灰分含量，已達到甚至超過按150%容量設計的最大出力臨界值，且長期處于臨界負荷運行，給設備的正常輸灰?guī)韲乐刎摀瑢е螺敾蚁到y(tǒng)長期處于超負荷運行狀態(tài)，增加輸灰系統(tǒng)堵管頻率。

4.2控制系統(tǒng)對除灰的影響

壓縮空氣壓力不夠。氣源壓力必須克服倉泵的阻力、提升高度、管道阻力以及灰?guī)靿毫Γ绻麎侯^不夠，則容易使輸灰管道發(fā)生堵管。氣力輸灰所需的最低輸送壓縮空氣壓力為0.55MPa。倉泵輸灰過程中，若壓力低于0.55MPa，輸灰管道容易堵塞，倉泵送不出灰，或者出現(xiàn)輸灰時間變長。嚴重時使輸灰管道堵塞而干除灰系統(tǒng)停止運行可能導致人工除灰。

4.3設備問題對除灰的影響

1）沉降灰。沉降灰是指煙氣經(jīng)過未投運的電除塵時，一部分重力大于煙氣浮力而降落于灰斗的灰。包括鍋爐點火階段煤油混燒沉降的灰和電除塵故障停運后沉降的灰；2、倉泵對干除灰系統(tǒng)的影響。倉泵輸灰時，壓縮空氣通過流化孔板將灰進行流化，并形成一定的灰氣比，灰氣混合物以一定的速度在輸灰管道內(nèi)向前運動；3、出料管口與流化板間距過大?；以诨夜苤械妮斔停饕總}泵與管道的壓差以及進氣的流化攜帶。

4.4人員管理對除灰的影響

1）運行管理不力造成影響。除灰空壓機氣源應遵循定期巡檢制度，只有隨時記錄下空壓機的油溫、排氣壓力、排氣溫度等重要參數(shù)，才能保障空壓機參數(shù)的規(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)運行；2）人員整體素質(zhì)較差。人員素質(zhì)的高低直接影響設備的運行水平及管理水平，檢修人員年齡較大、相關(guān)文化水平較低，技能水平較差，業(yè)務能力較弱，工作責任心不足；3）設備管理不規(guī)范。干燥器或冷卻器除水效率下降，會造成空氣中含水量增大，使空氣露點溫度升高。

5.干除灰系統(tǒng)優(yōu)化策略

5.1機務設備改造方案

1）增加一臺空壓機的改造方案。滿足干除灰系統(tǒng)正常運行不堵管，必須增加兩臺空壓機。在增加兩臺空壓機后，兩臺爐共9臺空壓機，運行方式采用八臺運行一臺備用，該運行方式下空壓機的總供氣量可達到Q=320m3/min，具備一定的富裕度，每臺空壓機的壓力能維持壓力P=0.7Mpa的額定工況運行；2）增加電加熱管提高灰溫的方案設計。由于加熱器安裝在灰斗內(nèi)，需開展檢修工作必須將干除灰系統(tǒng)停運清完灰斗的灰才能進行，電加熱器功能完整、技術(shù)先進，能在規(guī)定的環(huán)境條件下長期安全、可靠、平穩(wěn)運行，并滿足各種性能和工況要求。

5.2控制系統(tǒng)設備改造

干除灰系統(tǒng)的控制電磁閥根據(jù)控制要求裝設全開/全關(guān)位置拔碼開關(guān)。在灰斗下方設的就地控制盤，對相應子系統(tǒng)或單個設備進行就地操作，同時在控制室內(nèi)的CRT操作站上設有遠方/就地操作的切換閉鎖功能。所有系統(tǒng)及電磁閥具有最高的可用性、穩(wěn)定性、可操性和可維護性，滿足要求的功能。單獨對電磁閥提供可靠的氣源，以足以滿足電磁閥動作時的用氣量。對系統(tǒng)組態(tài)的修改在操作員站上進行。系統(tǒng)能在線對系統(tǒng)的組態(tài)進行修改，系統(tǒng)內(nèi)增加或變換一個測點，不必重新編譯整個系統(tǒng)的程序。根據(jù)工藝系統(tǒng)實際改造情況畫出邏輯組態(tài)圖，按照邏輯圖完成監(jiān)控軟件的組態(tài)修改、編程和調(diào)試，待調(diào)試正常后投運。

5.3管理問題措施

1）提高人員素質(zhì)的措施。加強人員的業(yè)務知識、技能的培訓，抓好班組的培訓工作班組的培訓工作由技術(shù)員負責管理，根據(jù)個人的實際情況，制定個人學習計劃和目標，嚴格按照制定的計劃開展培訓工作，可以采用現(xiàn)場考問、班員間的技術(shù)上課、技術(shù)比武、技術(shù)問答及外送專門的培訓機構(gòu)有針對性的培訓，力爭達到最佳的培訓效果；2、加強檢修工藝的培訓。針對檢修工藝差，主要從如何保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高檢修工藝兩方面提出改進措施；3、加強設備定期巡檢制度。針對運行管理不力，要求值班員加強設備正常運行監(jiān)視和按規(guī)定對設備巡檢，管理人員檢查夜間值班的考勤，提高值班員工作責任心，有力保障設備健康穩(wěn)定運行；4、加強運行監(jiān)視，確保干燥器及自動排水裝置正常運行，最大限度地減少壓縮空氣中的含水量，改善倉泵氣室的工作狀況。

6結(jié)語

總之，如何防止干除灰系統(tǒng)的堵管、減少干除灰系統(tǒng)的磨損、提高干除灰系統(tǒng)的可靠性。本文針對鴨溪電廠干除灰系統(tǒng)堵管的問題，從干除灰系統(tǒng)安裝設計缺陷、機務設備不完善及控制系統(tǒng)不合理等方面進行深入分析，針對引起堵管的具體原因提出不同的改造方案設計，希望對類似工程提供借鑒。

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（作者單位：大唐三門峽發(fā)電有限責任公司）