雙套管氣力輸灰技術在印度高灰份機組中的應用

柳日東+張自成+邊道鵬

摘要：印度JSG電廠4×600MW機組運行中輸灰系統(tǒng)頻繁發(fā)生堵灰、管道磨損等故障，經(jīng)改造采用了雙套管氣力輸灰技術后，運行的可靠性大幅提高。這些技改措施有力的促進設計技術的提高，對其它工程有重要借鑒意義。

關鍵詞：雙套管；氣力輸灰技術；技術改造；高灰份機組

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）07-0041-02

1 除灰系統(tǒng)簡介

印度JSG電廠4×600MW亞臨界機組工程，總承包方為山東電力建設第三工程公司，設計方為山東電力設計院，主機為哈爾濱鍋爐、東方汽輪發(fā)電機。除塵系統(tǒng)由2電場靜電除塵和3電場布袋除塵器組成，浙江菲達環(huán)公司生產(chǎn)。原除灰系統(tǒng)由上海中芬公司設計及供貨。每臺爐共有6個輸送單元。每臺機組輸灰系統(tǒng)采用二級輸送系統(tǒng)，第一級輸送到中轉(zhuǎn)灰?guī)欤诙壿斔偷浇K端灰?guī)臁Ｃ績膳_機組公用兩臺500m?中轉(zhuǎn)灰?guī)旌蛢膳_2000m?的終端灰?guī)臁?/p>

一級輸送系統(tǒng)數(shù)據(jù)如下：除塵器區(qū)域輸送用氣109Nm3/min；省煤器空預器輸送用氣24Nm3/min；每座庫考慮兩臺爐的空氣量265Nm3/min；每座庫上設兩臺布袋除塵器除塵器過濾面積147m2；

二級輸送系統(tǒng)數(shù)據(jù)如下：二級輸送用氣97Nm3/min；灰?guī)鞖饣L11Nm3/min；每座庫考慮兩臺爐的空氣量216Nm3/min；預留灰?guī)旄苫疑⒀b機排氣20Nm3/min；每座庫上設兩臺布袋除塵器除塵器過濾面積147m2。

根據(jù)合同原始設計數(shù)據(jù)：該項目采用印度當?shù)孛篏ar janbahal block coal fields of MCL為主要燃料，最大耗煤量設計煤種435.8t/h；最差煤種480t/h。從煤質(zhì)分析資料可看出，當?shù)孛簩儆谪毭海伊看螅紵裏嶂档停赡バ韵禂?shù)高，底灰含量比一般機組均高。

原除灰系統(tǒng)運行中故障頻繁、維護量大。業(yè)主方由STEAG公司負責運行維護，一方面原除灰系統(tǒng)設計存在缺陷，另一方面由于印度人維護效率較低，經(jīng)常發(fā)生輸灰管線嚴重堵灰狀況，漏灰、就地放灰現(xiàn)象頻發(fā)，嚴重影響了電廠的安全、文明生產(chǎn)。近年來，隨著印度國家對環(huán)保、節(jié)能的要求越來越高，原除灰系統(tǒng)的缺陷越來越突出。作為EPC總承包商，經(jīng)過多次組織與業(yè)主、國內(nèi)專家研究、分析，最終決定改用雙套管輸灰技術，并在2012年5月完成了對2號爐除灰系統(tǒng)的改造。該系統(tǒng)改造引進印度BSBKENGINEERSPVT.LTD公司技術和設備。從實際運行效果來看，雙套管輸灰技術相對于單管系統(tǒng)具有明顯的技術優(yōu)勢。

2 單管系統(tǒng)存在的主要問題

2.1 除塵器灰斗及輸灰管道堵灰頻繁

燃燒劣質(zhì)煤或煤油混燒不充分，原除灰系統(tǒng)受設計限制，電除塵區(qū)域、中轉(zhuǎn)灰?guī)靺^(qū)域在移交運行半年后，堵灰現(xiàn)象比較頻繁，業(yè)主方STEAG公司經(jīng)常搶修，我方也與業(yè)主方一起研究對策，幫助處理。

2.2 單管系統(tǒng)采用氣動單閥板插板閥，故障及維護頻繁

此種閥門屬于單閥板氣動插板閥，需要專人在現(xiàn)場值班隨時維護，閥芯磨損也較嚴重，經(jīng)常影響輸灰；一旦出現(xiàn)故障，需將閥芯整體抽出進行檢修更換，維護時間較長。另外，此種插板門的選型不能實現(xiàn)在線密封監(jiān)護功能，插板閥密封性差。

2.3 一級中轉(zhuǎn)灰?guī)旖?jīng)常發(fā)生正壓現(xiàn)象，造成布袋除塵器振動及鼓裂

一級輸送原設計采用獨立的6個輸送單元（預熱器省煤器一個、布袋除塵器一個、電除塵四個），6個輸送單元之間相互獨立輸灰。所以存在6個單元同時向中轉(zhuǎn)灰?guī)燧敾业臓顟B(tài)，用風量標定裝置檢驗后，發(fā)現(xiàn)實際輸送氣量最高能達到120Nm3/min，然而庫頂實際提供的脈沖布袋除塵器設計計算過濾面積為147m2，處理氣量為110Nm3/min。所以每座中轉(zhuǎn)灰?guī)觳即龎m器一用一備運行模式，滿足不了原輸灰系統(tǒng)輸送氣用量，經(jīng)常發(fā)生正壓現(xiàn)象。

2.4 氣力輸送系統(tǒng)出力不足

由于閥門經(jīng)常故障，密封不嚴等原因，原設計的氣力輸送系統(tǒng)出力不足。

2.5 環(huán)境污染嚴重

廠內(nèi)由于氣力輸灰系統(tǒng)頻繁故障，造成飛灰泄漏嚴重污染環(huán)境。

3 改造方案設計

3.1 雙套管輸送技術簡介

紊流雙套管輸灰技術，具有不堵管（即使管道內(nèi)存有部分物料，仍可順利疏通）、流速低（一般起始流速≤5m/s，末端流速≤15m/s）、低損耗（能量消耗小30%）、輸送距離長、出力大等特點（出力增大30%），可取消原排堵門至灰斗管線。雙套管除灰技術是一項正壓濃相輸送技術，其作用是通過管道利用氣流將固體顆粒物由起點輸送至終點。雙套管的結(jié)構為大管套小管，即：在普通管道上部裝設有一直徑較小的內(nèi)管，內(nèi)管每隔一定的間距開設有一特定的開口。把雙套管作為輸灰管道應用于氣力輸送的水平管道，可以有效的防止灰管堵塞，其防堵的機理就在于雙套管的特殊結(jié)構。當灰氣混合物在管道內(nèi)流動時，干灰開始沉積將要堵管時，壓縮空氣會通過小管流過，經(jīng)過小管開孔和節(jié)流孔板的作用，對堵塞的部分進行擾動，將沉積的干灰逐漸吹動，從而避免管道堵塞。

3.2 改造系統(tǒng)簡介

改造的范圍包括省煤器及預熱器下輸灰管線、電除塵下輸灰管線、布袋除塵器下輸灰管線，中轉(zhuǎn)灰?guī)煜到y(tǒng)，終端灰?guī)煜到y(tǒng)。

（1）輸送單元配置：

A、B單元：電除塵左側(cè)第一電場的2個倉泵串聯(lián)，第二電場的2個倉泵串聯(lián)，然后并聯(lián)后連接到中轉(zhuǎn)

灰?guī)臁?/p>

C、D單元：電除塵中右側(cè)第一電場的2個倉泵串聯(lián)，第二電場的2個倉泵串聯(lián)，然后并聯(lián)后連接到中轉(zhuǎn)灰?guī)臁?/p>

E單元：布袋除塵器第一電場、第二電場、第三電場內(nèi)部串聯(lián)后，然后并聯(lián)輸送到中轉(zhuǎn)灰?guī)臁?/p>

F單元：省煤器灰斗下輸灰管線和空預期灰斗下輸灰管線內(nèi)部串聯(lián)后再并聯(lián)一起直接輸送到終端灰?guī)臁?/p>

（2）輸送管線閥門配置：所有雙套管控制閥門采用圓頂閥，圓頂閥有充氣密封裝置，可在線監(jiān)測閥門密封性。

3.3 改造后效果

2號機組經(jīng)雙套管氣力輸灰改造后，運行兩年多，效果明顯，主要表現(xiàn)在：

（1）除塵器灰斗及輸灰管道未發(fā)生堵灰現(xiàn)象。

（2）雙套管氣力輸灰管線采用氣動圓頂閥，能在線監(jiān)控密封情況，一旦閥門密封不嚴，就直接更換密封圈，維護簡單，閥門密封嚴實，節(jié)省了氣量。

（3）一級輸送中轉(zhuǎn)灰?guī)煳窗l(fā)生正壓現(xiàn)象。改造后5個輸送單元輸?shù)街修D(zhuǎn)灰?guī)欤∶浩骷邦A熱器灰斗下輸灰管線直接通過雙套管輸送到終端灰?guī)欤瑴p少了中轉(zhuǎn)灰?guī)旌臍饬浚瑢崿F(xiàn)了中轉(zhuǎn)灰?guī)烀}沖布袋除塵器一用一備的運行模式，灰?guī)煲参闯霈F(xiàn)正壓狀況。

（4）氣力輸送系統(tǒng)出力滿足要求。在最差煤質(zhì)下和設計最大燃煤量下，改造后氣力輸灰能力均能達到

要求。

4 結(jié)語

通過雙套管氣力輸灰技術改造后，有效克服了輸灰系統(tǒng)堵灰、出力不足造成對機組穩(wěn)定運行的影響，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。這里把優(yōu)化改造經(jīng)驗總結(jié)出來，為今后印度市場上類似氣力輸灰問題提供了可借鑒的經(jīng)驗，國內(nèi)電廠也可進行同樣的改造。

參考文獻

[1] 山東電力設計院.印度JSG電廠設計圖紙和說明.

[2] 山東電力建設第三工程公司.EPC總承包合同技術

規(guī)范書.

[3] 印度國家電力部CEA火電廠設計導則.

[4] 上海中芬公司設計及供貨資料.

作者簡介：柳日東（1964—），男，山東電力建設第三工程公司工程師，印度JSG電廠4×600MW工程項目總工程師、副經(jīng)理，研究方向：火電EPC總承包工程設計、采購、施工、調(diào)試、運行技術管理、電站總承包項目管理。