1?000?MW機組鍋爐省煤器輸灰系統改造

李海軍(中電投河南電力有限公司技術信息中心，河南 鄭州 450001)

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1?000?MW機組鍋爐省煤器輸灰系統改造

李海軍
(中電投河南電力有限公司技術信息中心，河南 鄭州 450001)

〔摘 要〕介紹了某發電公司2×1 000 MW超超臨界火力發電機組輸灰系統的概況;針對實際運行中存在的問題，對省煤器輸灰系統進行了改造，增加了1套鋼結構灰倉系統，使系統運行的安全經濟性得到明顯提高。

〔關鍵詞〕省煤器；輸灰系統；改造；節能

1 省煤器輸灰系統簡介

某發電公司2×1 000 MW超超臨界火力發電機組的輸灰系統采用正壓濃相飛灰輸送系統。為減輕鍋爐煙道內脫硝催化劑的磨損，在催化劑前、省煤器下部設置灰斗，將粗灰單獨收集后輸送至空氣預熱器后的水平煙道內，隨鍋爐煙氣吹至電除塵器內除塵。省煤器灰斗每爐8列共16個，每列前后灰斗共用1個壓力灰罐，每爐共8個0．5 m3壓力灰罐，分作A，B側2個獨立輸送單元。

電除塵器為3室5電場，每一電場設6個灰斗，并相應地設置6個壓力灰罐。其中，1，2電場壓力灰罐容積為4 m3，3電場壓力灰罐容積為0．5 m3， 4，5電場壓力灰罐容積為0．2 m3。1，2電場每3個壓力灰罐組成1個輸灰單元，前后2個電場輸灰單元分別共用1根輸灰母管(DN250+DN300)，以達到在1電場故障的情況下，2電場能替代1電場滿足除塵輸灰的需要。每臺爐2臺電除塵器的3，4，5電場輸灰單元共用1根輸灰母管(DN200+DN225)，將灰輸至灰庫。輸灰空壓機設計為7運2備。

鍋爐燃燒設計煤種及校核煤種均為平頂山煙煤，設計煤種的灰分是31．5 %，校核煤種的灰分為37．8 %。在實際運行中，所用煤種的年平均灰分為42 %，最高可達56 %，造成輸灰系統運行中異常頻發。

2 省煤器輸灰系統運行中的問題

(1) 空氣預熱器后水平煙道支撐梁磨損嚴重。由于省煤器輸灰管道接至空氣預熱器后的煙道垂直管壁上，輸灰時粗灰氣流直接吹向煙道支撐梁。每次在鍋爐停運檢修期間，檢修人員進入煙道檢查，都會發現面向輸灰直吹面側的支撐梁磨損嚴重，需進行加固處理。

(2) 高負荷情況下輸灰系統堵管頻繁。在負荷700 MW以下，輸灰系統運行比較正常；而當負荷慢慢上升至850 MW以上時，1，2電場輸灰單元的壓力灰罐裝灰量即使不足罐體一半，輸灰時間也會由正常情況下的120 s增大到300 s以上，甚至超過15 min而發出堵管報警，且排堵難度大、排堵時間長，嚴重影響了輸灰系統及電除塵器的安全運行。

在高負荷情況下輸灰系統輸灰困難甚至堵管的原因除高負荷時灰量大外，還與省煤器輸灰管道的設計和煙道布置有關。由于鍋爐設計有脫硝系統，導致空氣預熱器與電除塵器入口之間的煙道存在一個凹段，水平煙道與電除塵器入口的高度差約10 m。在鍋爐負荷較低的情況下，因風量小、風速低，凹段處容易累積顆粒較大的粉塵；當負荷升高時，因風量、風速增大，這些大顆粒粉塵便會被攜帶至電除塵器，使得電除塵器入口煙氣含塵量額外增多，且比重較大，極易造成1電場輸灰單元發生堵管，同時也加劇了輸灰管道的磨損。

由于輸灰系統經常在異常情況下運行，壓縮空氣消耗量大，其運行的經濟性也受到嚴重影響。在實際運行中，為維持電除塵區域輸灰系統的安全，省煤器輸灰單元經常被迫退出運行，如此又加大了對脫硝催化劑的耗損。

3 省煤器輸灰系統改造方案

為了解決上述輸灰系統支撐梁和管道嚴重磨損、堵灰、壓縮空氣消耗量大等問題，同時為配合降低排煙溫度，降低粉塵比電阻，提高靜電除塵器除塵效率，該廠實施了省煤器輸灰系統改造。改造方案如下。

(1) 在2臺爐西側空地，各新增1套鋼結構灰倉及配套輔助系統，將省煤器輸灰系統出口改移至新建灰倉。如此可將省煤器下灰斗的存灰直接輸至灰倉，而不再進入煙道及電除塵器。

(2) 省煤器輸灰系統輸灰管道出力原設計為每爐20 t/h，改造后大于30 t/h。每爐設獨立2路輸灰單元至灰倉。輸灰管道采用鑄造一體結構的耐磨雙套管，輸灰管道彎頭采用雙金屬耐磨彎頭。

(3) 新增灰倉有效容積為430 m3，直徑為10 m，配2臺布袋除塵器(1備1用)及2臺吸塵風機(1 備1用)；采用單錐型雙出口結構，分別接2臺加濕雙軸攪拌機；灰倉設固定料位計及隨機料位計共3個；每個灰倉錐體部分裝設3臺空氣炮，以保證灰倉卸灰時暢通。

4 省煤器輸灰系統改造效果

(1) 避免了省煤器輸灰系統對空氣預熱器后水平煙道支撐梁的磨損。

（2） 改善了電除塵區域輸灰系統堵管的情況。省煤器輸灰系統改造后，省煤器后的粗灰直接輸至灰倉，大大減少了電除塵器入口粉塵粗灰顆粒的含量，減輕了電除塵器區域輸灰系統的壓力，滿負荷情況下1電場壓力灰罐裝灰量達罐體2/3以上，且輸灰時間不到200 s，輸灰系統運行穩定性得到明顯提高。

（3） 減小了輸灰系統管道的磨損。與改造前相比，輸灰管道泄漏情況得到明顯改觀。改造前，粗灰管道每天平均泄漏5-6處，在負荷高的情況下，最多達20處；而改造后，1周僅泄漏2-3次，而且還是發生在管道焊縫處。

（4） 減少了輸灰用壓縮空氣的消耗量，節能效果顯著。改造后，省煤器輸灰系統能夠正常投運，通過優化整個輸灰系統的運行方式，有效控制了堵管情況的發生，避免了壓縮空氣的無謂浪費。改造前，2臺機組在滿負荷情況下輸灰空壓機的運行數量為6-7臺，輸灰壓力維持在0．30-0．38 MPa；改造后，2臺機組在滿負荷情況下輸灰空壓機的運行數量為4-5臺，輸灰壓力為0．40-0．45 MPa。在負荷500-750 MW時，3-4臺輸灰空壓機就可以保證系統正常運行。

輸灰空壓機額定功率為400 kW，機組年利用小時為5 500 h，按節約2臺輸灰空壓機運行計算，則每年可節約電量為440萬kWh，按上網電價0．43 元/kWh計，每年可節約電費189．2萬元，節能效果顯著。

（5） 減小了電除塵器出口粉塵排放濃度。省煤器輸灰系統改造后，減小了電除塵器的除塵壓力。在滿負荷工況下電除塵器出口粉塵排放濃度由改造前的48 mg/Nm3降至44 mg/Nm3，減小了對脫硫吸收塔漿液的負面影響。

5 結束語

由于省煤器輸灰單元的介質是顆粒比較大的粗灰，堵管和管道磨損問題比較突出。因此，輸灰管道的設計不易過粗，使用DN150以下的管子較為適宜，以避免管道過粗形成“空氣走廊”。“空氣走廊”不僅輸不走粉塵，還會浪費大量壓縮空氣。省煤器輸灰單元單獨設置灰倉，避免了大顆粒粉塵對后部煙道及低溫省煤器換熱面的磨損，減輕了電除塵器區域輸灰系統的運行壓力，有效提高了輸灰系統的運行效率，增強了節能效果，對燃用灰分較高、設計有省煤器輸灰系統的火電廠技術改造有一定借鑒意義。

李海軍(1973-)，男，工程師，主要從事火電廠除灰脫硫技術管理工作，email：jzlihaijun8@163．com。

作者簡介：

收稿日期：2015-11-26。