氣力輸送控制系統在節能方面的開發及應用

2016-11-30 20:38:21賈明成福建龍凈環保股份有限公司福建龍巖364000

中國新技術新產品 2016年3期

賈明成（福建龍凈環保股份有限公司，福建龍巖 364000）

氣力輸送控制系統在節能方面的開發及應用

賈明成
（福建龍凈環保股份有限公司，福建龍巖 364000）

摘要：本文介紹了目前氣力輸送的現狀及能耗情況，并通過實際案例講解工藝改進和控制創新實現系統節能，這一成果無疑將推動我司的氣力輸送技術的發展和應用，有利于環保事業發展。

關鍵詞：輸送單元化；低料位觸發輸送；管道互鎖；節能降耗

1　氣力輸送概述

氣力輸送技術在國際上屬于新型學科之一，它涉及流體力學、材料科學、電氣自動化技術、制造技術等領域，是根據固氣兩相流的原理，它利用壓縮空氣的靜壓和/或動壓輸送物料。由于其具有輸送效率高、占地少、經濟而無污染、自動化程度高等優點，是清潔生產的一個重要環節，它是以密封式輸送管道代替傳統的機械輸送物料的一種工藝過程，是適合散料輸送的一種現代物流系統。氣力輸送技術按照輸送壓力的不同，有正壓系統和負壓系統，兩種不同方式的氣力輸送系統各有特點，均得到了應用。負壓氣力輸送系統對抽真空設備及系統的密封性要求高，而且系統出力較低、輸送距離較短；正壓氣力輸送系統由于出力大、輸送距離遠，在我國得到了廣范應用。

2　氣力輸送系統現狀

隨著我國建設資源節約型、環境友好型社會的步伐加快，氣力輸送系統以其結構簡單、輸灰管線布置靈活、工作可靠、無需消耗水資源等優點，已經迅速被火力發電廠應用，但由于國內燃煤的多變性和不確定性影響，為確保鍋爐機組的安全穩定運行，目前氣力輸送系統設計出力一般按設計煤種時留有不小于50%的裕度，按校核煤種時留有不小于20%的裕度。另外加之電除塵器的后電場氣力輸送系統能夠承受前一電場退出運行時的灰量，所以后電場氣力輸送系統的設計裕量遠遠大于50%，不同輸送管道的設計裕量一般在50%～200%不等。

以嵩嶼電廠二期氣力輸送系統為例，按協議要求在正常運行狀態下，每臺爐輸送系統的設計總出力按不低于燃用設計煤種總排灰量的220%考慮。并要求當電除塵器一電場故障時，電除塵器二電場輸送系統的出力不小于電除塵器一電場的實際排灰量，三四電場出力以此類推。上述設計出力是最低要求，不得低于上述要求。可以看出設計時均留有很大裕度的情況，如果鍋爐負荷低或煤質一直較好時氣力輸送系統按設計運行會造成系統頻繁“空跑”，從而導致耗氣量增加、能耗增大、系統及零部件磨損加劇，所以系統節能運行有很大空間。

3　控制系統節能改進特點的論述

3.1改進輸送單元化零為整

通過改進倉泵型式使省煤器及一二電場均4臺倉泵一個輸送單元，即4臺倉泵共用一個出料閥、共用一組流化進氣；倉泵型式更改為中引式倉泵后空預器8臺倉泵一個輸送單元，8臺倉泵共用一個出料閥、其中4臺倉泵共用一組流化進氣；通過改進輸送單元化零為整改進后，在系統控制上對省煤器、空預器及一二電場均4臺倉泵同時進料、同時輸送，將大大減少出料閥、進氣閥的數量，大幅降低維護成本。同時由于4臺倉泵作為一個輸送單元同時輸送，將大大減少一個倉泵作為一個輸送單元時倉泵出料結束后的低壓吹掃過程、從而大幅降低低壓吹掃耗氣量。

3.2低料位觸發輸送

根據鍋爐負荷及燃煤灰量輸灰控制系統自動調整運行次數，在除塵器電場灰斗上加裝低料位計，低料位位置根據灰斗和倉泵容積計算得出，灰斗料位超過低料位時所儲的灰是滿倉泵裝灰量的120%，每個輸送單元，只要有一個以上（含一個）灰斗低料位信號才觸發就進行一次輸送循環，這樣就能保證每次循環至少一個滿泵運行，在輸空灰斗時能自動等到灰斗里的灰觸發灰斗底料位時才進行下個循環，相比我們靠人為改變進料等待時間來調節輸送頻率更能適應鍋爐負荷灰量變化時調整出力的要求，更好的做到高效節能運行。

3.3通過管道互鎖調解兩臺爐或單臺爐整體節能

根據鍋爐負荷、燃煤灰量和系統設計出力余量對輸送管道進行連鎖運行，在保證除塵器不積灰的情況下最大限度的避免各輸送管道同時輸送，從而減低整套系統的巔峰耗氣量，降低空壓機的運行臺數、降低運行維護成本及能耗。

4　控制系統節能改進性能對比

4.1系統運行穩定性將大幅度提升

通過對化零為整的改進多臺倉泵作為一個輸送控制單元，出料閥將從原來的20臺減少至4臺、一次氣（流化氣）氣動進氣閥將從原來的20臺減少至5臺，增加兩個助吹氣，出料閥及氣動進氣閥的大幅度減少為系統運行減少了故障點、提高了系統的可靠性，從而輸送系統的穩定性將得到大幅度提升，也確保了小氣量下輸送的穩定性，同時也大大減少了系統維護的工作量及備件使用量，節約了運行維護成本。

4.2在保證灰斗不積灰的前提下系統實現節能降耗

通過節能互鎖、低料位觸發控制改造后氣力輸送系統當燃用設計煤種時整體耗氣量將較原設計巔峰耗氣量降低40%以上，當燃用灰份為8%左右的煤種時系統整體耗氣量將較原設計巔峰耗氣量降低70%以上，同時大幅降低空壓機的能耗及運行維護成本。

4.3經濟效益對比

嵩嶼電廠二期輸灰用空壓機配置3臺，每臺額定功率375kW，流量是62m3/min富盛工頻螺桿空壓機，當兩臺機組運行時，空壓機是2開1備。之前運行狀況兩臺爐輸灰運行所需氣量是91.2Nm3/min，對于空壓機運行考慮效率問題及干燥機損耗問題，目前每臺空壓機實際出力大概是：62m3/min×0.8＝49.6m3/min，從而等出兩臺爐輸灰都運行情況下，兩臺空壓機基本上都在加載狀態。通過工藝改進和控制創新，實現兩臺機組運行時，空壓機是1 開2備，由于減少了一臺空壓機的運行，由此得出年節省能耗為：375kW（空壓機功率）×6000（年運行小時）＝225萬度電，同時還大幅度降低空壓機和輸灰系統的保養維護及檢修、備件費用，其經濟效益非常可觀。