火電廠氣流輸送除灰系統設計探討

張俊琦

摘 ?要：近幾年氣流輸送除灰系統已經普遍被應用于火電廠的灰渣清除工作中，其中大多數采用的都是正壓濃相氣力輸送系統。正壓濃相的輸送技術主要有小倉泵輸送技術、紊流雙套管技術以及流化輸送泵技術等。火電廠進行灰渣的清除主要就是依靠氣流輸送除灰系統將灰渣進行輸送處理，因此應重點進行灰渣輸送技術的設計與完善。文章主要對燃煤火電廠在設計、運行氣流輸送除灰系統裝置的過程中應遵循的一些設計原則以及注意事項等細節問題進行了簡單的探討，作者針對在各種工況下可能出現的灰渣輸送問題進行了充分的考慮并提出了相應的改進辦法。

關鍵詞：火電廠;氣流輸送除灰;設備

1 除灰系統在設計階段應注意的問題

近幾年國內的電廠普遍都出現因受電煤供求關系的影響而導致投運后不久被迫進行改造的問題，分析其中的主要原因是由于電廠在實際的運行過程中使用的煤種偏離了最初的設計或是校核煤種數目較大，使得一系列的重要輔助設備嚴重出力不足，因而導致系統運行狀況的惡化程度逐漸加深。針對這一問題，在設計除灰系統的過程中應注意以下幾點：

1.1 提高排灰量的裕度，更改設計出力

由于考慮到近幾年的電煤質量普遍偏低，因而在進行除灰系統的設計時，系統出力可在滿足規范要求的最低限度的基礎上適當提高。《火電廠除灰設計技術規程》（DL/T 5142-2012）明確規定：當采用連續運行的除灰系統時，系統設計出力不應小于鍋爐最大連續蒸發量工況燃用設計煤種時排灰量的150%，且不應小于燃用校核煤種時排灰量的120%。具體工程設計時，可以取系統出力不小于鍋爐最大連續蒸發量工況燃用排灰量較多的煤種時排灰量的150%。這樣盡管會使系統的初始投資略有增大，但從系統的安全性以及穩定性方面進行考慮是十分有必要的。

1.2 考慮飛灰的灰質對排灰系統的影響

由于飛灰的堆積密度以及平均粒徑升高會引起氣力輸送系統的出力明顯下降并且會導致較嚴重的機械磨損;當其數值上升到一定高度時，飛灰就無法進行正常的正壓濃相輸送而只能轉變為稀相輸送，最終使得系統的氣耗急劇增加而出力則明顯減小。因此，在設計過程中考慮飛灰的灰質對于排灰系統的影響十分必要。針對飛灰的灰質問題，在進行排灰系統的設計時可以采用以下兩種方法：首先應提高對于入廠的煤的煤質以及其摻配、組成等情況的重視;在對磨煤機以及電除塵等重要的輔機進行設計選型時應留有余量;同時對鍋爐的燃燒情況進行調整，盡可能地防止顆粒體積較大的灰渣進入排灰系統。一般飛灰的堆積密度約為0.7～0.9t/m3。

2 氣流輸送除灰系統

2.1 空壓機

《火電廠除灰設計技術規程》（DL/T 5142-2012）中規定：除灰輸送用空壓機的總排氣量不宜小于氣流輸送除灰系統設計出力時計算輸送空氣量的110%，空壓機出口壓力不宜小于除灰系統計算阻力的120%。但工程實際中常常遇到的情況是，空壓機的出力明顯小于銘牌的出力。出現這一情況主要原因有兩個：一個是由于設計的失誤導致空壓機的實際出力達不到預計標準;另一個是由于空壓機上的銘牌出力是在一定條件下測定的理論值，而空壓機的實際出力會受到溫度、氣壓等一些環境因素的影響。

2.2 冷干機

在進行冷干機的設計時主要有以下三個問題：冷干機與空壓機不匹配導致無法正常工作。國內部分品牌的冷干機僅能匹配小功率的壓縮機，設備要求“使用溫度45℃”，即入口空氣溫度不超過45℃，但在夏季大型螺桿式的空壓機出口的溫度普遍達到80℃～90℃，導致冷干機不能正常工作;對于組合式的干燥機主要有干燥劑老化過快以及再生耗氣量高于銘牌值等問題;當在國產與進口設備之間進行選擇時，應從多方位進行綜合比較、考慮，盡管國產的設備在某些方面確實不如進口設備，但在價格以及性價比上則有著明顯的優勢。

2.3 閥門

現采用的閥門主要有雙閘閥、氣動圓頂閥和其他耐磨性較強的通用閥門。閥門在除灰系統中的運行條件相對于其他設備而言較惡劣，所以只有確保閥門的質量，整體設備的正常運行才有保障。因此在進行閥門的選擇時應對其使用情況進行調查，充分了解三年內閥門使用的情況，再針對配件、備品使用情況及后期的維護費用等進行考慮選擇。

2.4 管道和彎頭

存在于管道和彎頭結構設備中的問題是設備的損耗，造成磨損的原因有：系統設計不合理導致管道內的流速過快;安裝不當導致設備結構的彎曲、偏移等;操作過程中選擇的灰氣比不合適;部分電廠設計采用紊流雙套管技術系統，但因管內流速過快而導致內管完全脫落。

2.5 控制儀表

控制儀表部分主要由料位計和壓力變送器（壓力開關）兩部分組成。在這個部分中常見的問題主要有容易出現誤報警的情況。針對這一問題為確保在設備運行和維護的過程中料位計能正常工作，應將料位計的靈敏度及時進行調整并且進行定期的積灰清理工作。

2.6 倉泵

倉泵為在高壓之下輸送粉狀的物料較為可靠的一種輸送裝置，倉泵工作的過程如下：打開排氣閥與進料閥，在常壓下讓倉泵進料，等到水平的料位計發出了倉滿信號為止;關閉排氣閥與進料閥，之后將高壓氣閥打開讓罐內增壓;達到操作的壓力之后，將卸料閥與輸送空氣的閥門打開，開始物料輸送;由料位計、壓力開關或者時間繼電器顯示輸送結束。關閉卸料閥與高壓氣閥，壓縮空氣全部都用來輸送管道的清吹;將排氣閥打開，讓罐內的壓力降到常壓的狀態。

3 特殊（故障）工況下的輸送問題及解決辦法

3.1 省煤器灰的輸送

省煤器灰與電除塵的飛灰性質不同，屬于自然沉降灰，并且其堆積密度以及平均粒徑要遠超過電除塵飛灰。設計的省煤器灰的輸送方式主要有兩種，即并入一電場灰管或并入獨立灰管的方法。并入一電場灰管的輸送方式的優點是投資略低、節省運行用氣量，缺點在于占用了一電場灰管的出力以及異物易導致一電場灰管堵塞等，獨立灰管能避免上述不利情況且運行方式靈活，但初期投資、運行耗氣量略有增加。

3.2 電場事故停運情況下灰的輸送

當電場發生事故停運后均為自然沉降灰。這種灰雖然灰量較少但由于其堆積密度以及平均粒徑等都遠遠超過正常的電除塵飛灰，因此需要采用較小的灰氣比，而這就會導致系統的總耗氣量升高。通常為了防止管道堵塞應根據具體的情況需要開啟另一臺空壓機或改為手動輸送的方式。對于后面的電場而言，可以通過輸送頻率的調節來增大出力從而解決灰量增多的問題，但這同時就要求在最初進行設計時后電場的倉泵容積內必須留有充分的余量，絕對不能采用較小的倉泵。

4 結束語

氣力輸送系統是一種符合國情的并且已經基本發展成熟的輸灰技術系統。電力專家們應從近幾年的運行使用情況中總結經驗，并針對這一系統在某些方面的缺陷進一步進行設計方面的改進，避免重復出現類似的問題，從而保證火電廠的整個除灰系統設備的正常運行，順利將灰渣清除。

參考文獻

[1]王峰.基于PLC技術的燃煤電廠除灰監控系統研究[J].科技創新與應用，2015（26）：30-31.

[2]張宇，周連升，王桂林，等.基于燃煤電廠運行經濟性的煙氣污染物排放技術優化研究及應用[J].資源節約與環保，2015（9）：19-20.