低壓氣源在渭南熱電氣力輸送系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用

唐小發(fā)

【摘 要】文章介紹了低壓氣源在渭南電廠2×350 MW機(jī)組氣力輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用，投運(yùn)后一電場(chǎng)和二電場(chǎng)單根輸灰管輸送量達(dá)62 t/h以上，實(shí)現(xiàn)低壓力氣源、大輸送量輸送，降低系統(tǒng)輸送能耗;對(duì)飛灰特性變化的適應(yīng)性強(qiáng)，并能實(shí)現(xiàn)省煤器、脫硝系統(tǒng)、低低溫省煤器灰及正常除塵灰的穩(wěn)定輸送，能耗較常規(guī)壓力的氣源明顯降低，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

【關(guān)鍵詞】低壓氣源;氣力輸送;節(jié)能

【中圖分類號(hào)】TM621 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）10-0114-03

1 概述

渭南熱電裝機(jī)容量為2×350 MW燃煤機(jī)組，在市場(chǎng)沒有其他項(xiàng)目使用輸送氣源低于0.4 MPa的情況下，為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，選用排氣壓力為0.4 MPa、空氣流量為50 Nm3/min、功率210 kW的空壓機(jī)。經(jīng)過科學(xué)的設(shè)計(jì)和合理的選型，以及現(xiàn)場(chǎng)不斷試驗(yàn)，系統(tǒng)輸送平穩(wěn)且耗氣量大幅下降，各項(xiàng)輸送指標(biāo)符合工況和滿足設(shè)計(jì)要求。

2 設(shè)計(jì)條件

2.1 系統(tǒng)輸送管道配置

除塵器為五電場(chǎng)電除塵器，每個(gè)電場(chǎng)4個(gè)灰斗、1臺(tái)爐20個(gè)灰斗。除塵器一電場(chǎng)設(shè)1根粗灰管（灰管一），二、三、四、五電場(chǎng)設(shè)1根灰管（灰管二）;省煤器4個(gè)灰斗、低低溫省煤器4個(gè)灰斗、脫硝6個(gè)灰斗，這3個(gè)系統(tǒng)設(shè)1根粗灰管（灰管三）。

2.2 飛灰料性分析

該料性分析采用的灰樣為省煤器和電除塵器正常投運(yùn)狀態(tài)下的灰分，經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析得到省煤器灰堆積密度為0.85×103 kg/m3，中位徑為201μm;除塵器灰堆積密度為0.78×103 kg/m3，中位徑為63μm。

2.3 系統(tǒng)進(jìn)氣點(diǎn)配置

一、二、三電場(chǎng)每個(gè)倉泵配進(jìn)氣點(diǎn);四、五電場(chǎng)4個(gè)倉泵配1個(gè)進(jìn)氣點(diǎn)。該系統(tǒng)氣管配置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，進(jìn)氣點(diǎn)數(shù)量少，從而減少故障點(diǎn)和維修點(diǎn)，減少設(shè)備維護(hù)人工和設(shè)備成本。

2.4 倉泵配置

氣力輸送系統(tǒng)中，倉泵是輸送系統(tǒng)的核心設(shè)備，其操作性能與輸送量、固氣比、輸送穩(wěn)定性等密切相關(guān)，直接影響輸送系統(tǒng)的能量消耗、磨損和物料的破碎[2]。目前，常用兩種形式的倉泵，即底下出料和中間出料的倉泵。底下出料的倉泵出料速度快，但是流化效果不好，出料不可控，容易造成堵管，只能少量多次輸送，造成氣量浪費(fèi)和設(shè)備動(dòng)作次數(shù)增加，縮短了使用壽命;相比底下出料倉泵，中間出料倉泵的優(yōu)點(diǎn)為流化效果好、輸送量均勻可控、運(yùn)行穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)多量少次輸送，減少設(shè)備動(dòng)作次數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。能實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)得益于每個(gè)中間出料倉泵都配備了流化裝置，在進(jìn)氣及輸送過程中均可實(shí)現(xiàn)對(duì)飛灰的充分流化，實(shí)現(xiàn)在輸送過程中倉泵向輸送管道給料無沖擊給料，保持一種均勻、連續(xù)、穩(wěn)定的狀態(tài)，解決了輸灰不流化出料或流化不均造成的輸送壓力波動(dòng)及管道紊流或堵塞的問題。同時(shí)，采用中間出料倉泵作為發(fā)射器避免底部出料倉泵因煤質(zhì)變化后導(dǎo)致飛灰變粗變重后出料不可控制、出料濃度太高而造成系統(tǒng)堵管的問題。中間出料倉泵如圖1所示。

2.5 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)表

系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

3 系統(tǒng)負(fù)載運(yùn)行測(cè)試

3.1 系統(tǒng)輸送方式確定

根據(jù)“物料管道輸送方式分類圖”（如圖2所示）[3]，圖2中的水平軸為中位徑，縱軸為堆積密度。根據(jù)所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)飛灰料性，在圖中得到了相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn);由X-Y及O-O線將整個(gè)圖分成3組，其中PC1代表移動(dòng)床形式的密相輸送（主要針對(duì)粉料）;PC2代表稀相輸送;PC3代表栓式輸送。根據(jù)灰樣料性分析結(jié)果，運(yùn)用輸送方式分類圖分析，可以判斷飛灰輸送適合采用何種輸送方式。

省煤器灰料性分析得到的堆積密度為0.85×103 kg/m3，中位徑為201μm，在輸送方式分類圖上獲得的坐標(biāo)落在PC2象限，宜采用稀相輸送;除塵器灰堆積密度為0.78×103 kg/m3，中位徑為63μm，在輸送方式分類圖上獲得的坐標(biāo)落在PC1象限，宜采用濃相輸送。

3.2 工藝確定

系統(tǒng)輸送過程分流化、輸送、等待、進(jìn)灰4個(gè)步序。輸送步序過程中，采用獨(dú)特中間出料倉泵，出料均勻穩(wěn)定，配合獨(dú)有防堵管運(yùn)行工藝，當(dāng)管道輸送壓力大于一定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止給料，當(dāng)管道壓力恢復(fù)設(shè)定值，系統(tǒng)又自動(dòng)往管道給料，直至發(fā)射器里面的粉煤灰輸送干凈。

3.3 測(cè)試過程

采用單因素測(cè)試實(shí)驗(yàn)原則，每次手動(dòng)把輸送單元每個(gè)發(fā)射器進(jìn)滿粉煤灰，按正常運(yùn)行工藝運(yùn)行，然后調(diào)整輸送單元不同運(yùn)行氣量配比和參數(shù)，最終選擇一個(gè)滿足設(shè)計(jì)要求和運(yùn)行工況的最佳參數(shù)（見表2）。

經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)能正常輸送粉煤灰，同時(shí)通過表2可以看出：①當(dāng)流化氣逐漸增大，系統(tǒng)輸送量逐漸提升，固氣比也逐漸增大，當(dāng)所有的氣都加在流化氣上面，此時(shí)輸送量最大;②當(dāng)系統(tǒng)氣量一定時(shí)，隨著倉泵流化壓力的增高，系統(tǒng)輸送量顯著提高，固氣比也明顯增大。倉泵壓力越高，倉泵中的空氣質(zhì)量流量越高，攜帶物料的能力越強(qiáng)，但是受倉泵管徑的影響，到達(dá)一定流化壓力后，流化壓力再提升對(duì)系統(tǒng)輸送量的影響程度就不再那么大。通過氣量和輸送量對(duì)比，在滿足系統(tǒng)輸送量要求的情況下，選擇流化壓力低的運(yùn)行條件，從而避免設(shè)備磨損，延遲設(shè)備使用壽命，因此選擇第7組運(yùn)行參數(shù)作為最終的運(yùn)行參數(shù)。

4 空壓機(jī)對(duì)比

通過表3看出：相同或者相近排氣量的空壓機(jī)，排氣壓力越高，功率越高;相同排氣壓力的空壓機(jī)，排氣量越大，功率越高。因此，在滿足排氣量要求的情況下，選擇排氣壓力越低的空壓機(jī)越好。相比目前市場(chǎng)常用0.75 MPa級(jí)別氣源，使用0.4 MPa 級(jí)別氣源年節(jié)能數(shù) 365 d×24 h/d×（280-240）kW×0.8（年運(yùn)行率）=280 320 kW·h，兩臺(tái)機(jī)組一共節(jié)約560 320 kW·h。

5 結(jié)語

通過先進(jìn)的管道進(jìn)氣點(diǎn)布置，輔以獨(dú)特的倉泵形式設(shè)計(jì)，再加上獨(dú)特的運(yùn)行工藝，該系統(tǒng)已經(jīng)正常使用，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均達(dá)到了設(shè)計(jì)和工況要求。相比常規(guī)氣源輸送系統(tǒng)，其輸送穩(wěn)定性和系統(tǒng)能耗優(yōu)勢(shì)顯而易見，因此經(jīng)實(shí)踐證明可以采用低壓氣源作為輸送氣源，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]福建龍凈環(huán)保股份有限公司.正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)[Z].2012.

[2]北京鋼鐵學(xué)院熱工與水力學(xué)教研組.氣力輸送裝置[M].北京：北京出版社，1974：455.

[3]潘仁湖.散料料性及其氣力輸送流動(dòng)模式[J].硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2006（3）：1-6.