沈賀

摘 要：正壓濃相氣力輸灰是目前大型火力發(fā)電廠的主要輸灰技術(shù)。雖然該系統(tǒng)的性能優(yōu)良，但實(shí)際運(yùn)行中也存在堵灰問(wèn)題。因此，分析了造成堵管的各種原因，并探究了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；輸灰設(shè)備；灰?guī)煜到y(tǒng)；壓縮空氣系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.087

正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)具有節(jié)能、環(huán)保和高效等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛使用。但在實(shí)際運(yùn)行中，因未及時(shí)處理系統(tǒng)或零部件出現(xiàn)的故障，堵管現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。本文以潮州電廠二期2×1 000 MW機(jī)組為例，介紹了廠中采用小倉(cāng)泵技術(shù)的正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)，并分析了造成堵管的原因及其解決方法。

1 系統(tǒng)設(shè)備

主要設(shè)備包括輸灰設(shè)備、灰?guī)煜到y(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)。

1.1 輸灰設(shè)備

省煤器采用8臺(tái)型號(hào)為8.0E/8的輸送泵吊，在灰斗下串聯(lián)，可將灰輸送到一電場(chǎng)A側(cè)輸送泵出口處，在同一電場(chǎng)A側(cè)合并，一同輸送至原、粗灰?guī)?；電除塵器一、二、三、四、五電場(chǎng)分A側(cè)和B側(cè)，分別采用6臺(tái)型號(hào)為80/8的MD泵（三電場(chǎng)采用型號(hào)為6/8的MD泵，四、五電場(chǎng)采用型號(hào)為3.0/8的AV泵），在灰斗下串聯(lián)，每側(cè)合并后設(shè)置1根管道，將灰輸送至原、粗灰?guī)欤ㄈ?、四、五電?chǎng)輸送至原、細(xì)灰?guī)欤?/p>

在脫銷噴氨區(qū)前，煙道上升段底部灰斗下串聯(lián)8臺(tái)輸送泵，通過(guò)輸灰管路將灰輸送到一電場(chǎng)B側(cè)輸送泵出口處，在同一電場(chǎng)B側(cè)合并，一同輸送至原、粗灰?guī)臁?/p>

1.2 灰?guī)煜到y(tǒng)

二期工程2×1 000 MW兩臺(tái)鍋爐共設(shè)有原、粗、細(xì)三座灰?guī)?，每座灰?guī)斓挠行莘e為2 000 m3，各庫(kù)庫(kù)頂設(shè)置有1臺(tái)布袋除塵器、2個(gè)壓力真空釋放閥、1個(gè)灰?guī)烊霂?kù)管箱和1臺(tái)料位計(jì)。灰?guī)鞖饣L(fēng)系統(tǒng)設(shè)有4臺(tái)氣化風(fēng)機(jī)，出口配置有加熱器，加熱后的空氣可提供給庫(kù)底氣化板。

1.3 壓縮空氣系統(tǒng)

儀用壓縮空氣來(lái)自主廠房?jī)x用壓縮空氣機(jī)，輸灰系統(tǒng)設(shè)置有6臺(tái)螺桿式空氣壓縮機(jī)和6組冷凍式干燥器。

2 氣力輸灰的基本原理

氣力輸灰的基本原理如圖1所示。

2.1 進(jìn)料過(guò)程

MD泵的入口圓頂閥開啟，物料在重力作用下落入MD泵中。在物料填充的過(guò)程中，排氣圓頂閥開啟，使空氣從泵體內(nèi)排出。

2.2 進(jìn)料結(jié)束

當(dāng)MD泵內(nèi)任一泵內(nèi)料位計(jì)被覆蓋，且顯示泵已充滿物料時(shí)，經(jīng)過(guò)短暫延遲后泵會(huì)被完全填滿，或在循環(huán)設(shè)定周期內(nèi)的落料時(shí)間結(jié)束時(shí)，入口和排氣圓頂閥均關(guān)閉，MD泵落料結(jié)束。此時(shí)，泵內(nèi)料位計(jì)被覆蓋，觸發(fā)一次循環(huán)。

2.3 輸送過(guò)程

當(dāng)所有倉(cāng)泵入口和排氣圓頂閥均關(guān)閉且密封好后，進(jìn)氣圓頂閥開啟，壓縮空氣進(jìn)入所有輸送泵，系統(tǒng)壓力開始升高，進(jìn)而將灰輸送至灰?guī)?。此時(shí)，管路內(nèi)有0.2～0.3 MPa的壓力。

2.4 關(guān)泵

當(dāng)物料被送至灰?guī)旌螅到y(tǒng)會(huì)發(fā)出輸送管道壓力下降的信號(hào)。當(dāng)管路內(nèi)壓力下降至低限值時(shí)，進(jìn)氣圓頂閥關(guān)閉，完成一次循環(huán)。此時(shí)，管路內(nèi)的壓力會(huì)逐漸降至0，泵內(nèi)料位計(jì)未被覆蓋，按照循環(huán)設(shè)定的周期等待著下一次落料。

a.MD泵進(jìn)料過(guò)程 b.MD泵進(jìn)料結(jié)束

c.MD泵輸送過(guò)程 d.MD泵輸送結(jié)束

圖1 氣力輸灰的基本原理

3 輸灰系統(tǒng)堵管

3.1 堵管的界定

在輸灰過(guò)程中，當(dāng)輸送時(shí)間超過(guò)正常輸送時(shí)間2～3倍且>30 min時(shí)，如果輸送壓力較高，且沒(méi)有明顯下降趨勢(shì)，則判定輸送失敗，即已堵管。

3.2 堵管原因及其解決方法

3.2.1 灰源的影響

3.2.1.1 油灰

在事故發(fā)生后，投油助燃或油槍定期試驗(yàn)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成電除塵灰斗內(nèi)的油灰過(guò)多，易黏在輸灰管道上，進(jìn)而增加了輸灰的難度。如果未及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述情況，則極易造成堵灰。因此，應(yīng)合理規(guī)定油槍定期試驗(yàn)的時(shí)間，且在機(jī)組投油助燃時(shí)縮短落料時(shí)間，并提高一電場(chǎng)的輸灰能力。

3.2.1.2 沉降灰

當(dāng)鍋爐燃燒不充分或電除塵故障停運(yùn)時(shí)，煙氣中一部分重力大于煙氣浮力的灰會(huì)直接落入灰斗中，這部分灰表面粗糙、顆粒較大，當(dāng)其堆積密度和平均粒徑達(dá)到一定程度時(shí)，將無(wú)法用正壓濃相輸送，只能采用稀相輸送，且增加了輸灰系統(tǒng)堵管的概率。此時(shí)，應(yīng)降低灰氣比，通知機(jī)組調(diào)整燃燒，合理?yè)脚涿汉蛢?yōu)化磨煤機(jī)的運(yùn)行。

3.2.1.3 灰溫低

粉煤灰的表面空隙較大，這種結(jié)構(gòu)對(duì)水分有很強(qiáng)的吸附力。當(dāng)灰溫過(guò)低時(shí)，其表面的氣體易結(jié)露，進(jìn)而使灰的黏性增加、內(nèi)摩擦力增大、流動(dòng)性變差，增加了輸灰阻力，易導(dǎo)致輸灰管路堵塞。在潮電二期輸灰系統(tǒng)中，每臺(tái)爐設(shè)有1臺(tái)灰斗氣化風(fēng)機(jī)和加熱器，加熱器出口溫度可達(dá)150 ℃，加熱后的空氣會(huì)通過(guò)流化閥進(jìn)入電除塵灰斗。此外，煙氣經(jīng)過(guò)深度冷卻后進(jìn)入電除塵器，煙溫有所降低，一般處于90～100 ℃之間。在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)注意對(duì)深度冷卻出口煙溫的控制。

3.2.2 輸灰壓縮空氣的影響

3.2.2.1 氣源壓力過(guò)低

輸灰壓縮空氣壓力需要克服管道阻力，壓力過(guò)低會(huì)導(dǎo)致輸灰時(shí)間延長(zhǎng)，進(jìn)而降低輸灰效率。輸灰時(shí)間越長(zhǎng)，則灰斗內(nèi)的積灰越多，且灰會(huì)被壓實(shí)，進(jìn)而使落到倉(cāng)泵內(nèi)的灰的疏松效果變差，易引發(fā)堵管現(xiàn)象。因此，當(dāng)輸灰壓力較低時(shí)，應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)備用空壓機(jī)。正常情況下，潮電二期輸灰空氣壓力在0.6 MPa左右，當(dāng)壓力低于0.55 MPa時(shí)，應(yīng)停止輸灰。

3.2.2.2 壓縮空氣油量或水分含量過(guò)高

輸送氣中含有油或水分時(shí)，其會(huì)與飛灰相互混合并黏在管道中，易造成堵灰。當(dāng)壓縮氣中含有油時(shí)，應(yīng)檢查油氣分離器的濾網(wǎng)是否有漏洞或堵塞；壓縮空氣中含有水時(shí)，應(yīng)檢查空壓機(jī)的冷卻器是否泄漏、自動(dòng)疏水閥是否失靈、干燥塔和干燥劑有無(wú)問(wèn)題。

3.2.3 輸灰系統(tǒng)零部件故障的影響

3.2.3.1 灰斗料位計(jì)故障

電除塵灰斗料位計(jì)不準(zhǔn)確或未投入，會(huì)導(dǎo)致灰斗內(nèi)積灰過(guò)多，使飛灰的流動(dòng)性變差，進(jìn)而造成堵灰。因此，應(yīng)定期校驗(yàn)料位計(jì)，保證灰斗高低料位報(bào)警控制信號(hào)的真實(shí)性。機(jī)組啟動(dòng)初期或電除塵檢修后首次投運(yùn)時(shí)，應(yīng)檢查灰斗料位計(jì)的開關(guān)、高壓柜內(nèi)的控制板是否有電。

3.2.3.2 圓頂閥故障

圓頂閥關(guān)閉不嚴(yán)或不動(dòng)作時(shí)，應(yīng)檢查密封壓力是否過(guò)低或密封圈是否損壞。

3.2.3.3 布袋除塵器故障

庫(kù)頂布袋除塵器異常將導(dǎo)致灰?guī)靸?nèi)的空氣排出量降低、庫(kù)內(nèi)壓力升高，進(jìn)而使倉(cāng)泵與灰?guī)斓膲翰罱档?、輸灰壓力不足，最終造成堵灰。因此，在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)定期檢查并及時(shí)清理布袋上的積灰。

3.2.3.4 輸灰管道法蘭或閥門故障

輸灰管道的法蘭或閥門泄漏時(shí)，易造成輸灰管道壓力下降，進(jìn)而無(wú)法徹底輸送灰，造成管道堵塞。

3.2.4 輸灰系統(tǒng)設(shè)置不合理

一、二電場(chǎng)的灰量較大，因此，應(yīng)縮短循環(huán)周期，合理設(shè)置落料時(shí)間；三、四、五電場(chǎng)的灰量較少，但三、四、五電場(chǎng)共用一根輸灰管道，每次只有一個(gè)電場(chǎng)的灰通過(guò)輸灰管道，如果循環(huán)周期過(guò)長(zhǎng)，則可能出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象，因此，運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)輸灰曲線判斷灰量，從而合理設(shè)置循環(huán)和落料時(shí)間。

3.3 典型堵管輸灰曲線分析

3.3.1 震蕩輸灰曲線

震蕩輸灰曲線出現(xiàn)的原因可能為在管道內(nèi)有大塊物料，處理方法為：如果振幅較小，則可解體泵間管道，取出大塊物料；如果振幅較大，則需要在確定堵塞位置后解體管道，取出大塊物料。

3.3.2 壓力在一次下降、上升后下降的曲線

壓力在一次下降、上升后下降的曲線出現(xiàn)的原因及其解決方法為：①進(jìn)氣管路不通暢。應(yīng)檢查所有氣控閥的電磁閥、逆止閥和孔板，保證其通暢。②氣量與灰量不匹配。應(yīng)調(diào)整氣量或灰量，改變兩者之間的比例。③灰質(zhì)顆粒粗大。應(yīng)改變灰的粒度，并采用少量多送的方式適當(dāng)調(diào)整運(yùn)行。

3.3.3 壓力恒定后長(zhǎng)時(shí)間下降趨勢(shì)較緩的曲線

壓力達(dá)到一定數(shù)值后長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)下降趨勢(shì)較緩的曲線出現(xiàn)的原因及其解決方法有：①灰質(zhì)潮濕。應(yīng)查找水分來(lái)源，檢查氣化風(fēng)機(jī)和電加熱器的工作狀態(tài)，以提高風(fēng)量和溫度。②空氣含水量過(guò)高。應(yīng)檢查空壓機(jī)、冷干機(jī)的工作狀態(tài)，調(diào)整相關(guān)參數(shù)并定時(shí)排水。③管道漏氣。應(yīng)檢查管道漏灰、漏氣和有關(guān)閥門是否關(guān)閉到位。④圓頂閥無(wú)有效密封。應(yīng)檢查所有入口的圓頂閥、排氣圓閥是否密封。⑤輸送結(jié)束后管道內(nèi)余灰過(guò)多。應(yīng)在輸送前吹掃管道，并降低壓力或延長(zhǎng)安全輸送時(shí)間。⑥進(jìn)氣閥的關(guān)閉、開啟不合理。應(yīng)調(diào)整有關(guān)進(jìn)氣閥在壓力較高時(shí)的關(guān)閉壓力，并調(diào)整重新開啟的壓力。⑦氣量小或配置需要調(diào)整。應(yīng)增加泵間輔助進(jìn)氣管路孔板的孔徑，并按照出口泵至主泵的順序調(diào)整主輸送孔板上的孔數(shù)。

4 系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行分析

在#3機(jī)大修期間，潮州電廠對(duì)輸灰系統(tǒng)進(jìn)行了以下優(yōu)化：①在#3爐氣力輸灰系統(tǒng)熱控邏輯中增加了電場(chǎng)輸灰反吹邏輯，給部分閥門增加了點(diǎn)操作功能，提高了管道堵灰時(shí)操作的靈活性，縮短了輸灰系統(tǒng)的故障時(shí)間。②在#3爐電除塵輸灰A/B側(cè)二電場(chǎng)增加了單獨(dú)的輸送母管、出口閥門、灰?guī)靷?cè)閥門和儀用氣源。一、二電場(chǎng)由以往交替輸灰異動(dòng)的方式變?yōu)榱藛为?dú)輸灰，大大降低了一、二電場(chǎng)堵灰的概率。當(dāng)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行且灰量較大時(shí)，可保證輸灰的通暢性。③將#3爐輸灰系統(tǒng)的輸灰母管排堵閥由手動(dòng)改為氣動(dòng)，運(yùn)行人員可在盤上直接操作，縮短了排堵時(shí)間，尤其是在堵管不嚴(yán)重時(shí)，可通過(guò)排堵閥降低管道壓力，進(jìn)而可及時(shí)吹掃管路。

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〔編輯：張思楠〕