探討電廠除灰系統運行中出現的問題及改造方案

摘 要：闡述了××電廠300 MW機組168小時期間，除灰系統在BMCR（鍋爐最大連續出力）工況下，除灰管道多次出現堵灰現象，通過對運行數據及現場設備的分析，對現有設備進行改造，解決了系統堵灰的這一難題，確保機組安全、穩定運行。

關鍵詞：除灰系統 BMCR工況 堵灰 改造 穩定運行

中圖分類號：TM621.73 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0096-02

××電廠300 MW機組168 h滿負荷試運過程中，自滿負荷運行開始，除灰系統就多次出現堵灰現象，嚴重影響機組安全運行。

1 設備概述

電廠除灰系統為雙室五電場，共40個灰斗，每個灰斗下部設一個倉泵，一、二電場倉泵容積為2 m3，三電場倉泵容積為1 m3，四、五電場倉泵容積為0.8 m3。根據設計煤種，除灰管道設計直徑為DN125，一、二、三電場輸灰管道為單獨的，四、五電場輸灰管道在出口位置并成一根。

2 堵灰原因分析

機組運行168 h后，經多方查閱數據資料，反復論證和現場的實樣調查，現將堵灰原因分析如下。

2.1 煙氣分配不均

從鍋爐預熱器出來的煙氣通過煙道分兩側進入兩個電除塵，而每個煙道又分為兩個出口進入電除塵煙箱，見圖1。在168 h運行的七天中，我們發現南北兩側的電除塵進入的煙氣都不均勻，有時北側電除塵落灰多，有時南側電除塵落灰多，而在同一個電除塵中，2個室的煙氣也互不均勻，煙氣在煙道中流經的距離越短，相應的進入電除塵的煙氣就越多，兩電除塵中間的2個室即2室3室進入的煙氣要明顯大于1室4室的煙氣。因煙氣的大小差別，相應的煙氣所攜帶的灰量也有所差別。經常是，2、3室中的灰斗每次落灰滿罐，灰斗已出現高料位顯示，但1、4室的灰斗落灰量卻很少，有時都不落灰。這樣在同一趟管路中，8個灰斗落灰不均勻，在輸灰中就容易堵灰。

2.2 燃燒不充分，顆粒大

在進行飛灰取樣取得的灰份樣品中可以看到，有相當一部分為米粒大的顆粒，粒度在2～3 mm內，而設計值最大僅為130 μm，實際與設計標準相差230倍。灰粒大，這樣在同體積的灰份中密度相對較大，在管道中同等壓力的壓縮空氣不容易吹掃，需停止落灰手動吹掃四五次才能將管道中所有灰粒全部吹走，留在管路中。在管路中灰粒爬升25 m的高度，氣壓明顯不足，無法將顆粒狀灰份輸送如此高度，這樣在垂直管路的下端就有灰份滯留，當下次正常輸灰時，就會出現堵灰。且在每次正常的落灰輸灰中，都有一部分灰粒吹不走。經過幾次的輸灰過程，當管道中灰粒增多時，就發生管路堵塞，這樣就得停止正常落灰，手動進行吹掃。而每進行一次排堵工作，需要5 min的時間，而在這5 min內，電除塵一電場的灰斗中將收集到1/12×28.74=2.395 t的灰量，這些灰量需增加1次手動輸灰才能排完，且正常輸灰情況下，一電場輸灰頻次為10 次/h，此時停止落灰，灰斗里的灰不能及時落下，料位越集越高，使得料位壓實，更加不易落灰。料位的集聚，最終使電場跳閘，形成惡性循環。

2.3 實際煤質與設計原煤煤質不同，灰份較多

在氣力除灰系統的技術協議中，煤與灰份的比例見表1。

通過比較，灰量為原煤的17%，而我們在電廠得到168 h期間燃燒灰份平均=（2654.9×26.16%+2778.2×22.02%+66.8×30.47%…+203.3×23.57%）/7654.9= 23.70%，最大灰份可達到30.47%，去除灰份中爐渣量2%，這樣實際灰量比設計灰量多了1.70個百分點。而且經查，在××電廠20××年1月10日#2機全天的煤煤量為5777 t，那么當日必將增加98.209 t灰份，而整套除灰系統的排灰量為41.83 T/h，最大排灰量也不過51.75 t/h，這樣在1月10日當天24 h增加的灰量需除灰系統連續不斷的排98.209/41.83=2.34 h才能排空，以除灰系統最大工況工作，也需要98.209/51.75= 1.89 h，這樣在168 h期間不停爐不降負荷的情況下，增加的灰份勢必將不能及時排走，灰斗必將集聚灰份，出現灰斗堵塞現象，詳見表2。

（1）煤質不純：在從一、二電場排出灰中可以看出，有許多的煤矸石顆粒混雜其中，而且煤矸石不易燃燒，灰中摻雜煤矸顆粒，更易堵灰。

（2）管道長：與#1爐電除塵相比，#2爐電除塵除灰管道要比#1爐長80 m左右，彎頭增加2處，這樣輸送距離增加，彎度的增加，勢必會造成管路的阻塞。

（3）電除塵的除灰效率高：將#2爐除塵器與#1爐除塵器的電壓電流參數相對比，可看出#2爐電除塵器與#1爐除塵器電壓電流參數相對比，可看出，#2爐除塵器二、三、四、五電場二次電流均在1200 mA，一電場電流在800 mA左右，而#1爐電除塵二、三、四、五電場電流只有1000 mA左右，一電場電流為700 mA左右，這樣，電流的差異使得除塵效率也就不同，造成#2爐電除塵吸塵量的增加，使得#2爐除灰比# 1爐除灰更容易堵灰。

3 系統改造

通過對系統堵灰原因，結合除灰系統廠家意見，決定對氣力輸灰系統進行改造，以徹底解決堵灰問題。

3.1 煙氣進口煙道增加導流板

在進入除塵器前的煙道增加導流板，以解決煙氣氣流不均衡導致灰室落灰不均勻的問題，鋼板材質為Q345，并對煙道支撐系統重新核算后進行補強。

3.2 擴大倉泵和管道進行擴容

對一、二電場的倉泵進行擴容，將原先2 m3容積的倉泵更換成2.5 m3的倉泵，輸灰管道由原DN125更換為DN200，同時對壓縮空氣管道改造。

將從一、二電場更換下來2 m3的倉泵更換到三、四電場，將三電場更換下來的倉泵更換到五電場，輸灰管道保持不變。

4 改造后投運效果

通過對系統進行改造，機組運行穩定中，除灰系統未出現堵灰現象。而且在電除塵停運，鍋爐同時燒油燒煤的情況下，除灰系統仍正常運行15小時，直至磨煤機恢復正常，鍋爐除去油槍，電除塵正常運行后。

5 結語

由于近年來國內電煤供應緊張，鑒于其它已投運工程的經驗，很多電廠實際所燃用的煤種與原設計煤種有較大偏差，相應的灰質特性、灰分、灰量等亦發生較大變化。鑒于燃煤供應的嚴峻形勢，為保證機組安全可靠、清潔環保地運行，新建電廠需要增強原輸灰系統的輸送可靠性、加大系統出力和安全裕度。

參考文獻

[1]電廠除灰系統圖紙及說明書[S].

[2]王鷹，陳宏勛，王國華.連續輸送機械設計手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2001.