淺析火力發(fā)電廠干除灰系統(tǒng)輸灰性能優(yōu)化策略

昝杰霖

摘要：隨著電廠機(jī)組容量增加，環(huán)保措施實(shí)施的規(guī)范化，對(duì)防止干除灰系統(tǒng)堵管、增強(qiáng)干除灰系統(tǒng)的可靠投運(yùn)提出了更高的要求。論文首先闡述了電廠機(jī)組干除灰系統(tǒng)現(xiàn)狀，并結(jié)合某電廠干除灰系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，并對(duì)堵管問題的原因進(jìn)行了深入分析，并提出了電廠干除灰系統(tǒng)改造方案及應(yīng)該注意的問題。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；干除灰系統(tǒng)；輸灰性能優(yōu)化；策略

發(fā)電廠的干除灰系統(tǒng)是將鍋爐燃燒后的飛灰通過電除塵器吸附，送至灰?guī)靸?chǔ)存綜合利用。受市場(chǎng)煤炭?jī)r(jià)格的不斷上漲，造成燃煤電廠的燃料成本急劇增加，為了有效降低燃料成本，電廠根據(jù)不同負(fù)荷階段進(jìn)行摻燒劣質(zhì)煤，劣質(zhì)煤的灰份高帶來除灰壓力的增大，干除灰系統(tǒng)的輸送能力將直接影響機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.干除灰系統(tǒng)簡(jiǎn)介

某公司鍋爐設(shè)計(jì)煤種灰份為11.19%（校核煤種灰份為22.35%），干除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力為單臺(tái)爐120t/h。因煤質(zhì)變化灰份大于30%，在燃用劣質(zhì)煤后，造成電除塵器灰斗出現(xiàn)大面積積灰的現(xiàn)象，最嚴(yán)重時(shí)機(jī)組被迫降負(fù)荷運(yùn)行。所以干除灰系統(tǒng)的增容改造迫在眉睫，經(jīng)多次論證后，建議在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上將干除灰系統(tǒng)的輸送能力提高到235t/h。

2.干除灰系統(tǒng)改造前設(shè)備狀況

倉(cāng)泵配置：一電場(chǎng)倉(cāng)泵容積2.27m3、二電場(chǎng)倉(cāng)泵容積2.27m3，三電場(chǎng)倉(cāng)泵容積0.17m3，四電場(chǎng)倉(cāng)泵容積0.17m3，五電場(chǎng)倉(cāng)泵容積為0.15m3。

輸送單元配置：一電場(chǎng)有2根DN175/DN225輸灰管道和二電場(chǎng)1根DN175/DN225輸灰管道。三、四、五電場(chǎng)共用1根DN125/DN150輸送管道，但本單元與二電場(chǎng)輸送單元互鎖，同一時(shí)間內(nèi)只有一根輸灰管道可以運(yùn)行。其具體設(shè)計(jì)如下所述：一電場(chǎng)的1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)倉(cāng)泵串聯(lián)使用一根輸灰管道，一電場(chǎng)的5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)倉(cāng)泵串聯(lián)使用一根輸灰管道，二電場(chǎng)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)倉(cāng)泵串聯(lián)后使用一根輸灰管道，三、四、五、電場(chǎng)各8臺(tái)倉(cāng)泵串聯(lián)后并聯(lián)使用一根輸灰管道。一電場(chǎng)2根輸灰管道輸送出力96.2t/h，二電場(chǎng)1根輸灰管道輸送出力19.2t/h，三、四、五電場(chǎng)1根輸灰管道輸送出力4.8t/h，總輸灰出力為120t/h。

3.干除灰系統(tǒng)改造的必要性

為了徹底解決由于入爐煤煤質(zhì)變化造成的灰量增大及電除塵器嚴(yán)重偏流導(dǎo)致的對(duì)氣力輸送系統(tǒng)的影響，在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上提高系統(tǒng)出力及系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定性，加大干除灰系統(tǒng)的輸送能力并盡量降低輸送壓縮空氣的使用量，降低除灰系統(tǒng)單耗。

電除塵器在運(yùn)行過程中，因原理論設(shè)計(jì)要求在電除塵器入口煙道內(nèi)加裝導(dǎo)流板，在電除塵器入口喇叭處加裝煙氣均流裝置。在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)電除塵器入口煙道內(nèi)導(dǎo)流板效果不佳，造成電除塵器內(nèi)部煙氣出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，飛灰大量積存在3、4、5、6號(hào)灰斗內(nèi)。

燃用劣質(zhì)煤時(shí)，尤其灰分達(dá)到36%以上時(shí)，干除灰系統(tǒng)因灰量大及灰質(zhì)的變化，無法將所有干灰及時(shí)輸送到灰?guī)欤瑒?shì)必造成電除塵器灰斗內(nèi)部大量積灰。

電除塵器灰斗大量積灰時(shí)，運(yùn)行人員將電除塵器的除塵效率降低，來減少灰斗積灰量，但此做法將大量飛灰直接送入脫硫吸收塔內(nèi)，造成吸收塔漿液質(zhì)量變化，影響脫硫效率。灰斗積灰嚴(yán)重時(shí)，電除塵器高壓柜因內(nèi)部極板、極限的短路，造成高壓柜發(fā)短路或欠壓故障報(bào)警跳閘。

電除塵器內(nèi)部出現(xiàn)大量積存灰時(shí)，因干除灰系統(tǒng)的輸送能力不能達(dá)到燃用煤種的灰分，為防止電除塵器高壓柜跳閘或內(nèi)部積灰因短路電流造成的飛灰琉化，只有降低機(jī)組負(fù)荷，等待灰斗內(nèi)部飛灰輸送干凈。

干除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量較小，因原設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)煤種的灰分22.35%計(jì)算，每臺(tái)爐只有四根不同管徑的輸灰管道，一電場(chǎng)兩個(gè)輸送單元各自有一條輸灰管道、二電場(chǎng)兩個(gè)輸送單元并聯(lián)，三、四五電場(chǎng)并聯(lián)使用一條輸灰管道。因管道設(shè)計(jì)和節(jié)能方面原因，二、三、四、五電場(chǎng)輸送單元管道間還存在互鎖關(guān)系，更加降低了單位時(shí)間內(nèi)的輸送量。

燃用劣質(zhì)煤后，為增加干除灰系統(tǒng)輸送量，只有通過修改進(jìn)料時(shí)間、等待時(shí)間等設(shè)定參數(shù)來縮短運(yùn)行周期，這樣增大了輸送壓縮空氣的使用量，導(dǎo)致壓縮空氣的壓力一直在低限運(yùn)行。

4.干除灰系統(tǒng)堵管原因的深入分析

4.1設(shè)計(jì)富裕度不夠?qū)Τ业挠绊?/p>

本工程按照實(shí)際輸灰出力150%容量設(shè)計(jì)，而由煤質(zhì)的工業(yè)分析可知，我廠實(shí)際燃用煤種的灰分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于提供的設(shè)計(jì)灰分含量，已達(dá)到甚至超過按150%容量設(shè)計(jì)的最大出力臨界值，且長(zhǎng)期處于臨界負(fù)荷運(yùn)行，給設(shè)備的正常輸灰?guī)韲?yán)重負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致輸灰系統(tǒng)長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，增加輸灰系統(tǒng)堵管頻率。

4.2控制系統(tǒng)對(duì)除灰的影響

壓縮空氣壓力不夠。氣源壓力必須克服倉(cāng)泵的阻力、提升高度、管道阻力以及灰?guī)靿毫Γ绻麎侯^不夠，則容易使輸灰管道發(fā)生堵管。氣力輸灰所需的最低輸送壓縮空氣壓力為0.55MPa。倉(cāng)泵輸灰過程中，若壓力低于0.55MPa，輸灰管道容易堵塞，倉(cāng)泵送不出灰，或者出現(xiàn)輸灰時(shí)間變長(zhǎng)。嚴(yán)重時(shí)使輸灰管道堵塞而干除灰系統(tǒng)停止運(yùn)行可能導(dǎo)致人工除灰。

4.3設(shè)備問題對(duì)除灰的影響

1）沉降灰。沉降灰是指煙氣經(jīng)過未投運(yùn)的電除塵時(shí)，一部分重力大于煙氣浮力而降落于灰斗的灰。包括鍋爐點(diǎn)火階段煤油混燒沉降的灰和電除塵故障停運(yùn)后沉降的灰；2、倉(cāng)泵對(duì)干除灰系統(tǒng)的影響。倉(cāng)泵輸灰時(shí)，壓縮空氣通過流化孔板將灰進(jìn)行流化，并形成一定的灰氣比，灰氣混合物以一定的速度在輸灰管道內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)；3、出料管口與流化板間距過大。灰在灰管中的輸送，主要靠倉(cāng)泵與管道的壓差以及進(jìn)氣的流化攜帶。

4.4人員管理對(duì)除灰的影響

1）運(yùn)行管理不力造成影響。除灰空壓機(jī)氣源應(yīng)遵循定期巡檢制度，只有隨時(shí)記錄下空壓機(jī)的油溫、排氣壓力、排氣溫度等重要參數(shù)，才能保障空壓機(jī)參數(shù)的規(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行；2）人員整體素質(zhì)較差。人員素質(zhì)的高低直接影響設(shè)備的運(yùn)行水平及管理水平，檢修人員年齡較大、相關(guān)文化水平較低，技能水平較差，業(yè)務(wù)能力較弱，工作責(zé)任心不足；3）設(shè)備管理不規(guī)范。干燥器或冷卻器除水效率下降，會(huì)造成空氣中含水量增大，使空氣露點(diǎn)溫度升高。

5.干除灰系統(tǒng)優(yōu)化策略

5.1機(jī)務(wù)設(shè)備改造方案

1）增加一臺(tái)空壓機(jī)的改造方案。滿足干除灰系統(tǒng)正常運(yùn)行不堵管，必須增加兩臺(tái)空壓機(jī)。在增加兩臺(tái)空壓機(jī)后，兩臺(tái)爐共9臺(tái)空壓機(jī)，運(yùn)行方式采用八臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，該運(yùn)行方式下空壓機(jī)的總供氣量可達(dá)到Q=320m3/min，具備一定的富裕度，每臺(tái)空壓機(jī)的壓力能維持壓力P=0.7Mpa的額定工況運(yùn)行；2）增加電加熱管提高灰溫的方案設(shè)計(jì)。由于加熱器安裝在灰斗內(nèi)，需開展檢修工作必須將干除灰系統(tǒng)停運(yùn)清完灰斗的灰才能進(jìn)行，電加熱器功能完整、技術(shù)先進(jìn)，能在規(guī)定的環(huán)境條件下長(zhǎng)期安全、可靠、平穩(wěn)運(yùn)行，并滿足各種性能和工況要求。

5.2控制系統(tǒng)設(shè)備改造

干除灰系統(tǒng)的控制電磁閥根據(jù)控制要求裝設(shè)全開/全關(guān)位置拔碼開關(guān)。在灰斗下方設(shè)的就地控制盤，對(duì)相應(yīng)子系統(tǒng)或單個(gè)設(shè)備進(jìn)行就地操作，同時(shí)在控制室內(nèi)的CRT操作站上設(shè)有遠(yuǎn)方/就地操作的切換閉鎖功能。所有系統(tǒng)及電磁閥具有最高的可用性、穩(wěn)定性、可操性和可維護(hù)性，滿足要求的功能。單獨(dú)對(duì)電磁閥提供可靠的氣源，以足以滿足電磁閥動(dòng)作時(shí)的用氣量。對(duì)系統(tǒng)組態(tài)的修改在操作員站上進(jìn)行。系統(tǒng)能在線對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)進(jìn)行修改，系統(tǒng)內(nèi)增加或變換一個(gè)測(cè)點(diǎn)，不必重新編譯整個(gè)系統(tǒng)的程序。根據(jù)工藝系統(tǒng)實(shí)際改造情況畫出邏輯組態(tài)圖，按照邏輯圖完成監(jiān)控軟件的組態(tài)修改、編程和調(diào)試，待調(diào)試正常后投運(yùn)。

5.3管理問題措施

1）提高人員素質(zhì)的措施。加強(qiáng)人員的業(yè)務(wù)知識(shí)、技能的培訓(xùn)，抓好班組的培訓(xùn)工作班組的培訓(xùn)工作由技術(shù)員負(fù)責(zé)管理，根據(jù)個(gè)人的實(shí)際情況，制定個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃和目標(biāo)，嚴(yán)格按照制定的計(jì)劃開展培訓(xùn)工作，可以采用現(xiàn)場(chǎng)考問、班員間的技術(shù)上課、技術(shù)比武、技術(shù)問答及外送專門的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)有針對(duì)性的培訓(xùn)，力爭(zhēng)達(dá)到最佳的培訓(xùn)效果；2、加強(qiáng)檢修工藝的培訓(xùn)。針對(duì)檢修工藝差，主要從如何保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高檢修工藝兩方面提出改進(jìn)措施；3、加強(qiáng)設(shè)備定期巡檢制度。針對(duì)運(yùn)行管理不力，要求值班員加強(qiáng)設(shè)備正常運(yùn)行監(jiān)視和按規(guī)定對(duì)設(shè)備巡檢，管理人員檢查夜間值班的考勤，提高值班員工作責(zé)任心，有力保障設(shè)備健康穩(wěn)定運(yùn)行；4、加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視，確保干燥器及自動(dòng)排水裝置正常運(yùn)行，最大限度地減少壓縮空氣中的含水量，改善倉(cāng)泵氣室的工作狀況。

6結(jié)語(yǔ)

總之，如何防止干除灰系統(tǒng)的堵管、減少干除灰系統(tǒng)的磨損、提高干除灰系統(tǒng)的可靠性。本文針對(duì)鴨溪電廠干除灰系統(tǒng)堵管的問題，從干除灰系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)缺陷、機(jī)務(wù)設(shè)備不完善及控制系統(tǒng)不合理等方面進(jìn)行深入分析，針對(duì)引起堵管的具體原因提出不同的改造方案設(shè)計(jì)，希望對(duì)類似工程提供借鑒。

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（作者單位：大唐三門峽發(fā)電有限責(zé)任公司）