先導式低壓輸灰技術節能分析

[摘 要]河北華電石家莊鹿華熱電有限公司輸灰技術采用正壓濃相雙套管氣力輸灰技術，隨著運行時間的增加，出現耗氣量增加、輸灰出力不足、管道和設備磨損嚴重等問題。文章對原輸灰系統應用先導低壓輸送技術進行改造，并對其進行性能試驗，從耗氣量、輸送壓力、輸送速度、出力及輸送頻次等方面與原輸灰系統進行對比。

[關鍵詞]先導低壓輸送技術；節氣率；輸送頻次

[中圖分類號]TM621 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2024）06–0053–03

Energy-saving Analysis of Pilot Low-pressure Ash Conveying Technology

WANG Zheng，ZHAO Hang，XIE Chenchen，CHENG Liang，GUO Shunqiang

[Abstract]Hebei Huadian Shijiazhuang Luhua Thermal Power Co.， Ltd. adopts a positive pressure dense phase double casing pneumatic ash conveying technology. With the increase of operating time， problems such as increased gas consumption， insufficient ash conveying output， and severe wear and tear of pipelines and equipment occur. The article renovates the original ash conveying system by applying pilot low-pressure conveying technology and conducts performance tests on it， comparing it with the original ash conveying system in terms of gas consumption， conveying pressure， conveying speed， output， and conveying frequency.

[Keywords]pilot low-voltage transmission technology； solar term rate； transmission frequency

1 原輸灰系統概況和存在問題

河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2號機組容量 330 MW，采用1 170 t/h 亞臨界壓力、自然循環、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、干式排渣、半露天布置、全鋼構架的Ⅱ型汽包鍋爐。2號機組電除塵為雙室四電場，電除塵下共設12個灰斗，每個灰斗下設置1臺輸灰器。每爐省煤器有4個灰斗，下設4臺輸灰器。輸灰系統為常規正壓濃相輸送方式，由克萊德華通物料提供。輸灰系統共布置4根輸灰管道，除灰系統采用計算機程序控制系統。

2號機組氣力輸灰系統自投運以來，運行時間較長，管道彎頭等已磨損較嚴重，在實際運行中，需運行4臺輸灰空壓機，才能滿足2臺機組氣力輸灰系統的用氣量。用氣量增加，意味著灰在管道內流速高，對管閥系統磨損嚴重，尤其是近灰庫末端的彎頭，經常出現漏灰現象，造成環境污染，另外輸灰空壓機開啟數量多，用電量和維護費用增加，造成能源的浪費。為解決以上問題，決定對原輸灰技術進行先導式低壓節能技術改造。

2 先導式低壓節能技術改造

2.1 先導式低壓節能輸灰技術

先導式低壓節能輸灰技術是一種高效、節能、遠距離且不易堵管的輸灰技術。沿每條輸灰管路每隔一段距離安裝1個先導閥，利用氣力成栓技術，使管道內灰形成多個灰栓。管道內灰可以通過純機械自動感應設計作為動作信號源，形成動作信號后會發送至后一級先導閥，利用信號傳遞距離實現下一級先導閥先動作，自身再動作的輸送過程，可實現低壓力滿倉泵慢管道連續輸送。

2.2 先導式低壓節能技術改造內容

（1）一電場4臺倉泵1條輸灰管道至灰庫，氣化室更換為接口DN200，輸灰管道更換為DN200；省煤器4臺倉泵1條輸灰管道，從最后一個倉泵出口輸灰管道更換為DN150，并入一電場輸灰管道，雙套管部分從輸灰主管中抽出。

（2）輸灰管道每隔一段距離安裝一個先導閥，倉泵間一般為1～2 m/個，水平段或垂直段一般3～5 m/個，先導閥之間用軟管連接。

（3）沿輸灰管道布置1條伴氣管道為先導閥提供氣源。

（4）原雙套管系統的所有流化閥、補氣閥、防堵閥全部取消，簡化設備構件。

（5）灰庫分選系統所有管道更換為耐磨管道，彎頭更換為耐磨彎頭。

（6）控制系統程序修改，以適應系統要求，需要時更換控制柜。

（7）組態畫面修改，根據運行要求對輸灰步序和優先級等進行了優化。

3 輸灰系統性能試驗

輸灰系統性能試驗內容包括：輸灰系統改造前后全天平均耗氣量及改造后的節氣率；先導低壓輸灰系統的最大出力及輸送流速和改造前后輸灰頻次對比。

性能試驗前準備工作包括：先導輸灰裝置及輔助系統處于完好狀態，已正常穩定運行； 試驗期間燃煤儲量充足，煤質穩定，燃煤煤質接近設計煤質；試驗期間鍋爐負荷符合試驗最低要求；控制系統和主要儀表運行正常，指示正確。

3.1 性能試驗方法

3.1.1 耗氣量確定

3.2 性能試驗及數據整理

3.2.1 改造前、后全天耗氣量及改造后節氣率

（1）2號爐未改造前全天耗氣量。測試時間：2023年8月19日16：00—2023年8月25日16：00。測試方法：每隔24 h讀取渦街流量計累計流量數值，記錄該時段內2號機組入爐煤總量、入爐煤灰分，計算耗氣量。改造前2號爐原輸灰系統壓縮空氣耗量統計數據見表1。

（2）2號爐改造后全天耗氣量。測試時間：2023年10月5日9：00—2023年10月11日9：00。測試方法：每隔24 h讀取渦街流量計累計流量數值，記錄該時段內2號機組入爐煤總量、入爐煤灰分，計算耗氣量。改造后2號爐輸灰系統壓縮空氣耗量統計數據見表2。

由表1、表2可知，2號爐輸灰系統未改造前雙套管輸灰系統平均耗氣量為40.88 Nm3/t，先導輸灰改造后平均耗氣量為14.35 Nm3/t。

根據式（2）計算先導低壓技術改造后平均節氣率為：（40.88–14.35）/40.88×100%=64.9%。

3.2.2 輸送流速

測試時間：2023年10月8日10：00。

測試方法：在進行最大輸灰出力試驗期間，記錄 1 h內的用氣量，計算得到單位時間壓縮空氣體積流量，根據式（3）計算先導輸灰系統輸送流速。

根據試驗過程記錄數據，計算得到2號爐先導輸灰系統平均輸送流速為8.03 m/s。

3.2.3 單試驗管出力

測試時間：2023年10月08日10：00。

測試方法：2號爐一電場輸灰系統自動運行，就地敲擊倉泵裝料為滿泵，記錄輸送時間。根據式（4）計算輸灰系統出力。

根據試驗過程記錄數據，計算得到2號爐一電場先導輸灰系統正常出力為96.9 t/h，省煤器先導輸灰正常出力為5.76 t/h。

3.3 性能試驗結果

（1）2號爐一電場及省煤器輸灰系統改造前噸灰耗氣量為40.88 Nm3/t，2號爐一電場及省煤器輸灰系統進行先導式低壓技術改造后，噸灰耗氣量為14.35 Nm3/t，耗氣量減小，空壓機投運數量少。

（2）2號爐一電場及省煤器輸灰系統改造后，平均節氣率為64.90%，節氣率大幅提高，能耗大幅降低。

（3）改造后2號爐先導輸灰系統一電場正常出力為96.9 t/h≥65 t/h，省煤器輸灰系統正常出力為6.12 t/ h≥5 t/h裕量10%（共計5.5 t）。2號爐輸灰系統總出力為：96.9+6.12=103.02 t，滿足總體改造后總管輸灰量不低于77 t/h的要求，滿足負荷改變和摻燒引起的灰量變化情況。

（4）先導技術改造后2號爐一電場輸送壓力為0.28 MPa，省煤器輸灰壓力為0.26 MPa，比原雙管系統的輸灰壓力（0.5 MPa以上）大幅減小。

（5）先導技術改造后輸送頻次明顯少。2號爐一電場改造前后輸灰頻率由輸送20次/h減少為輸送5次/h；省煤器輸灰由改造前的輸送28次/h，減小為改造后的輸送3次/h。

4 結束語

綜上所述，先導式低壓氣力輸送系統較傳統的雙套管輸灰技術系統配置更簡單、輸送壓力更低、輸送流速更小，耗氣量更小，這一系列優點證明先導式低壓輸灰技術更有利于輸灰系統安全穩定持續運行，是長距離低壓輸送技術的一項有效改革。

參考文獻

[1] 正壓氣力除灰系統性能驗收試驗規程：DL/T 909—2004[S].

[2] 正壓濃相飛灰氣力輸送系統：JB/T 8470—2010[S].