省煤器輸灰程控邏輯實現及管道彎頭磨損處理方案

江蘇大唐國際呂四港發電公司 初光，漢繼紅，劉鵬飛

1 引言

江蘇大唐國際呂四港電廠（以下簡稱“呂電”）4號鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠生產的超超臨界參數變壓運行直流鍋爐，其采用П型布置、單爐膛，鍋爐采用CUF墻式切圓燃燒大風箱結構，省煤器預留灰斗，未安裝輸灰系統，煙氣中的大顆粒灰塵直接進入空預器及煙道系統。2013年呂電4號鍋爐完成脫硝改造后，為了減輕煙氣中大顆粒灰塵對煙道的磨損及對脫硝催化劑的磨損和堵塞，保證脫硝系統安全穩定運行，鍋爐省煤器灰斗必須增加輸灰系統，將大顆粒的灰塵直接由管道系統輸送到灰庫。

2 省煤器輸灰系統改造及其邏輯實現

2.1 原輸灰程控運行模式

呂電4號鍋爐除灰系統采用氣力輸灰，即通過壓縮空氣將電除塵灰斗內收集的灰塵輸送至灰庫。單臺機組氣力輸灰系統按煙氣流動方向共分為5個電場，其中1、2電場采用大MD泵，3電場采用小MD泵，4、5電場采用AV泵，每個電場共分A、B兩側，每一側有4個倉泵，每一個倉泵上安裝一個圓頂閥，1、2電場倉泵均安裝有料位開關，1電場輸灰管道獨立，2、3、4、5電場共用一根輸灰管道，在每一電場輸灰管道出口安裝一個管路切換閥。

以1電場A側程控運行模式為例講解，除灰系統正常運行時完全按照程控方式運行，在程控模式下，1電場A側倉泵按照“落料—輸送—結束—下一個循環”這一方式運行。首先程控啟動需滿足以下條件：（1）1電場A側輸送壓力小于0.03MPa；（2）輸送空壓機母管壓力大于0.47MPa；（3）1電場A側1-4號圓頂閥關到位；（4）灰庫切換閥開到位且未報料位高；（5）1電場A側程控方式投入。

在程控啟動條件滿足后，點擊“程控啟動”，1電場A側程控方式運行，則1電場A側輸灰系統按照以下步驟完成一個程控周期：

（1）進料：選擇循環模式，在程控模式啟動后，1電場A側輸灰首先進入“進料中”階段，聯開1電場A側1-4號倉泵圓頂閥進行落料；

（2）料滿待送：圓頂閥打開，開始落料后進行落料計時，計滿落料時間后，該圓頂閥關閉，1電場A側4個圓頂閥均關閉后該電場落料完成，程控狀態變為“料滿待送”。需注意的是落料時按照料位優先，即未達到落料時間，而該倉泵的料位開關到，圓頂閥也會關閉。

（3）送料中：1電場A側圓頂閥均關閉并且“料滿待送”條件到時，程控狀態變為“送料中”，此時聯開輸送空氣閥和管路補氣閥進行送料，送料完成的條件有兩個，即管路輸灰最少輸送1分鐘且1電場A側輸送壓力小于設定值。

（4）下一循環：1電場A側送料完成條件到并且1電場A側輸灰循環時間到時，該循環周期結束，進入下一個輸灰循環周期。（注：輸灰循環時間為一個輸送周期的計時，即從進料中開始計時，計滿運行人員設定的循環周期時間為止）。如圖1所示。

圖1 原1電場A側輸灰程控過程

2.2 省煤器輸灰改造后程控運行模式

呂電4號鍋爐省煤器輸灰系統改造后，在省煤器下部預留灰斗處各安裝一個AV泵，組成一個程控輸灰單元，通過輸灰管道引至4號鍋爐輸灰系統1電場A側輸灰管道出口，與其合并后輸送至灰庫，增加省煤器輸灰單元后，原1電場A側輸灰單元要與省煤器輸灰單元統一動作，完成整個輸送過程，因此需對1電場A側程控輸送邏輯進行修改，具體邏輯如下：

（1）在1電場A側程控方式中增加了“1電場混合輸送”程控方式，如果不選擇混合輸送，則1電場輸灰仍按原程序運行，選擇混合輸送，則需要1電場A側和省煤器共同完成輸灰程序。

（2）選擇“1電場A側混合輸送”程控模式后，程控啟動條件需增加“省煤器1-4號圓頂閥關到位”且“省煤器輸灰管路壓力小于0.03MPa”。如圖2所示。

圖2 省煤器輸灰混合輸送模式選擇

（3）程控啟動后，程序進入“進料中”步驟，聯開1電場A側1-4號圓頂閥和省煤器1-4號圓頂閥，到達各自設定的落料時間后聯關以上圓頂閥，進入料滿待送狀態。在邏輯中用“省煤器輸灰混合輸送”這一變量去選擇是否開啟省煤器倉泵圓頂閥。如圖3所示。

圖3 省煤器1號AV泵圓頂閥程控開啟條件

（4）1電場A側和省煤器輸灰均為料滿待送狀態后，進入送料狀態，開始送料，送料結束標志需增加省煤器輸灰壓力小于其設定值這一條件。如圖4所示。

圖4 混合輸送結束標志

（5）完成輸灰后且循環周期到，進入下一個循環周期。

圖5 混合輸送監控畫面

3 改造后省煤器輸灰管道彎頭頻繁磨損原因分析及應對措施

4號爐省煤器輸灰系統于2013年6月15日隨機組大修后啟動投入試運行，并于6月22日完成168小時試運行。在隨后的運行過程中出現了輸灰管道彎頭多出頻繁磨穿現象，其中在灰庫頂部倒數第1個彎頭（編號為1號彎頭）發生頻繁磨漏，約每3天左右磨穿一次，且磨損現象逐漸向上游管道轉移，上游管道彎頭在運行中也均出現過彎頭磨穿現象。圖6為彎頭磨損示意圖。

圖6 輸灰管道彎頭磨損示意圖

3.1 省煤器輸灰管道彎頭頻繁磨損原因分析

經過省煤器輸灰改造后，4號爐省煤器輸灰管道并入1電場A側輸灰管道，由于省煤器輸灰管道的并入，使得1電場A側輸送管道內總的輸送氣量加大，氣力輸送過程中，管道內輸送氣壓在不斷下降，體積不斷膨脹，混合氣體流速不斷提高，且隨著輸送管道越往后段氣體體積越大，速度越快，尤其在灰庫爬升段上方，爬升后管道內氣壓急劇下降，體積急劇增大，而庫頂處的彎頭則會承受突增的流速，從而造成磨損加快、管道彎頭頻繁磨穿的事故發生。

3.2 省煤器輸灰管道彎頭磨損應對措施

（1）重新復核、調整1電場A側輸送系統的進氣量，由于增加省煤器輸灰后，原送至1電場A側的省煤器灰量被提前送掉，而在運行中1電場A側輸灰仍按原設計進氣量進行輸送，因此增加了1電場輸送管道內總的氣體量，通過反復調整，1電場管道補氣閥門在混合輸送時不開啟，在1電場單獨輸送時1電場管道補氣打開，在滿足正常輸送的情況下能達到最佳的輸送效果。

（2）根據輸送曲線，對1電場A側輸灰周期進行復核計算，延長落料時間，通過計算壓縮空氣量和輸送周期均有20%～30%的優化空間。

圖7 調整前1電場A側輸灰壓力曲線

圖8 調整后1電場A側輸灰壓力曲線

（3）調整混合輸送程控邏輯，以實現1電場A側程控輸送1-4個周期后（具體周期數可選），省煤器混合輸送一次，運行人員可根據鍋爐灰量進行1電場A側程控輸送與省煤器輸送的次數配比。調整前后1電場A側輸灰壓力曲線對比如圖7-8所示。

4 結語

呂電4號鍋爐完成脫硝改造后，為了減輕煙氣中大顆?；覊m對脫硝系統的危害，隨及進行了省煤器輸灰改造，通過較小的邏輯改動，將省煤器輸灰納入4號爐1電場A側輸灰程控中。在運行過程中針對輸灰尾部管道彎頭頻繁磨穿的現象分析其原因，并對輸灰設備做出調整，在減少對管道彎頭磨損的同時，節約了壓縮空氣量，提高了運行效率和經濟性，為其余單位同類問題提供了借鑒方案。

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