火電廠氣流輸送除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

張俊琦

摘 ?要：近幾年氣流輸送除灰系統(tǒng)已經(jīng)普遍被應(yīng)用于火電廠的灰渣清除工作中，其中大多數(shù)采用的都是正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)。正壓濃相的輸送技術(shù)主要有小倉泵輸送技術(shù)、紊流雙套管技術(shù)以及流化輸送泵技術(shù)等。火電廠進(jìn)行灰渣的清除主要就是依靠氣流輸送除灰系統(tǒng)將灰渣進(jìn)行輸送處理，因此應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行灰渣輸送技術(shù)的設(shè)計(jì)與完善。文章主要對燃煤火電廠在設(shè)計(jì)、運(yùn)行氣流輸送除灰系統(tǒng)裝置的過程中應(yīng)遵循的一些設(shè)計(jì)原則以及注意事項(xiàng)等細(xì)節(jié)問題進(jìn)行了簡單的探討，作者針對在各種工況下可能出現(xiàn)的灰渣輸送問題進(jìn)行了充分的考慮并提出了相應(yīng)的改進(jìn)辦法。

關(guān)鍵詞：火電廠;氣流輸送除灰;設(shè)備

1 除灰系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)注意的問題

近幾年國內(nèi)的電廠普遍都出現(xiàn)因受電煤供求關(guān)系的影響而導(dǎo)致投運(yùn)后不久被迫進(jìn)行改造的問題，分析其中的主要原因是由于電廠在實(shí)際的運(yùn)行過程中使用的煤種偏離了最初的設(shè)計(jì)或是校核煤種數(shù)目較大，使得一系列的重要輔助設(shè)備嚴(yán)重出力不足，因而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行狀況的惡化程度逐漸加深。針對這一問題，在設(shè)計(jì)除灰系統(tǒng)的過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.1 提高排灰量的裕度，更改設(shè)計(jì)出力

由于考慮到近幾年的電煤質(zhì)量普遍偏低，因而在進(jìn)行除灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)出力可在滿足規(guī)范要求的最低限度的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高。《火電廠除灰設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T 5142-2012）明確規(guī)定：當(dāng)采用連續(xù)運(yùn)行的除灰系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力不應(yīng)小于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)排灰量的150%，且不應(yīng)小于燃用校核煤種時(shí)排灰量的120%。具體工程設(shè)計(jì)時(shí)，可以取系統(tǒng)出力不小于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況燃用排灰量較多的煤種時(shí)排灰量的150%。這樣盡管會使系統(tǒng)的初始投資略有增大，但從系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性方面進(jìn)行考慮是十分有必要的。

1.2 考慮飛灰的灰質(zhì)對排灰系統(tǒng)的影響

由于飛灰的堆積密度以及平均粒徑升高會引起氣力輸送系統(tǒng)的出力明顯下降并且會導(dǎo)致較嚴(yán)重的機(jī)械磨損;當(dāng)其數(shù)值上升到一定高度時(shí)，飛灰就無法進(jìn)行正常的正壓濃相輸送而只能轉(zhuǎn)變?yōu)橄∠噍斔?，最終使得系統(tǒng)的氣耗急劇增加而出力則明顯減小。因此，在設(shè)計(jì)過程中考慮飛灰的灰質(zhì)對于排灰系統(tǒng)的影響十分必要。針對飛灰的灰質(zhì)問題，在進(jìn)行排灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)可以采用以下兩種方法：首先應(yīng)提高對于入廠的煤的煤質(zhì)以及其摻配、組成等情況的重視;在對磨煤機(jī)以及電除塵等重要的輔機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)留有余量;同時(shí)對鍋爐的燃燒情況進(jìn)行調(diào)整，盡可能地防止顆粒體積較大的灰渣進(jìn)入排灰系統(tǒng)。一般飛灰的堆積密度約為0.7～0.9t/m3。

2 氣流輸送除灰系統(tǒng)

2.1 空壓機(jī)

《火電廠除灰設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T 5142-2012）中規(guī)定：除灰輸送用空壓機(jī)的總排氣量不宜小于氣流輸送除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力時(shí)計(jì)算輸送空氣量的110%，空壓機(jī)出口壓力不宜小于除灰系統(tǒng)計(jì)算阻力的120%。但工程實(shí)際中常常遇到的情況是，空壓機(jī)的出力明顯小于銘牌的出力。出現(xiàn)這一情況主要原因有兩個(gè)：一個(gè)是由于設(shè)計(jì)的失誤導(dǎo)致空壓機(jī)的實(shí)際出力達(dá)不到預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);另一個(gè)是由于空壓機(jī)上的銘牌出力是在一定條件下測定的理論值，而空壓機(jī)的實(shí)際出力會受到溫度、氣壓等一些環(huán)境因素的影響。

2.2 冷干機(jī)

在進(jìn)行冷干機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)主要有以下三個(gè)問題：冷干機(jī)與空壓機(jī)不匹配導(dǎo)致無法正常工作。國內(nèi)部分品牌的冷干機(jī)僅能匹配小功率的壓縮機(jī)，設(shè)備要求“使用溫度45℃”，即入口空氣溫度不超過45℃，但在夏季大型螺桿式的空壓機(jī)出口的溫度普遍達(dá)到80℃～90℃，導(dǎo)致冷干機(jī)不能正常工作;對于組合式的干燥機(jī)主要有干燥劑老化過快以及再生耗氣量高于銘牌值等問題;當(dāng)在國產(chǎn)與進(jìn)口設(shè)備之間進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)從多方位進(jìn)行綜合比較、考慮，盡管國產(chǎn)的設(shè)備在某些方面確實(shí)不如進(jìn)口設(shè)備，但在價(jià)格以及性價(jià)比上則有著明顯的優(yōu)勢。

2.3 閥門

現(xiàn)采用的閥門主要有雙閘閥、氣動(dòng)圓頂閥和其他耐磨性較強(qiáng)的通用閥門。閥門在除灰系統(tǒng)中的運(yùn)行條件相對于其他設(shè)備而言較惡劣，所以只有確保閥門的質(zhì)量，整體設(shè)備的正常運(yùn)行才有保障。因此在進(jìn)行閥門的選擇時(shí)應(yīng)對其使用情況進(jìn)行調(diào)查，充分了解三年內(nèi)閥門使用的情況，再針對配件、備品使用情況及后期的維護(hù)費(fèi)用等進(jìn)行考慮選擇。

2.4 管道和彎頭

存在于管道和彎頭結(jié)構(gòu)設(shè)備中的問題是設(shè)備的損耗，造成磨損的原因有：系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致管道內(nèi)的流速過快;安裝不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)的彎曲、偏移等;操作過程中選擇的灰氣比不合適;部分電廠設(shè)計(jì)采用紊流雙套管技術(shù)系統(tǒng)，但因管內(nèi)流速過快而導(dǎo)致內(nèi)管完全脫落。

2.5 控制儀表

控制儀表部分主要由料位計(jì)和壓力變送器（壓力開關(guān)）兩部分組成。在這個(gè)部分中常見的問題主要有容易出現(xiàn)誤報(bào)警的情況。針對這一問題為確保在設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)的過程中料位計(jì)能正常工作，應(yīng)將料位計(jì)的靈敏度及時(shí)進(jìn)行調(diào)整并且進(jìn)行定期的積灰清理工作。

2.6 倉泵

倉泵為在高壓之下輸送粉狀的物料較為可靠的一種輸送裝置，倉泵工作的過程如下：打開排氣閥與進(jìn)料閥，在常壓下讓倉泵進(jìn)料，等到水平的料位計(jì)發(fā)出了倉滿信號為止;關(guān)閉排氣閥與進(jìn)料閥，之后將高壓氣閥打開讓罐內(nèi)增壓;達(dá)到操作的壓力之后，將卸料閥與輸送空氣的閥門打開，開始物料輸送;由料位計(jì)、壓力開關(guān)或者時(shí)間繼電器顯示輸送結(jié)束。關(guān)閉卸料閥與高壓氣閥，壓縮空氣全部都用來輸送管道的清吹;將排氣閥打開，讓罐內(nèi)的壓力降到常壓的狀態(tài)。

3 特殊（故障）工況下的輸送問題及解決辦法

3.1 省煤器灰的輸送

省煤器灰與電除塵的飛灰性質(zhì)不同，屬于自然沉降灰，并且其堆積密度以及平均粒徑要遠(yuǎn)超過電除塵飛灰。設(shè)計(jì)的省煤器灰的輸送方式主要有兩種，即并入一電場灰管或并入獨(dú)立灰管的方法。并入一電場灰管的輸送方式的優(yōu)點(diǎn)是投資略低、節(jié)省運(yùn)行用氣量，缺點(diǎn)在于占用了一電場灰管的出力以及異物易導(dǎo)致一電場灰管堵塞等，獨(dú)立灰管能避免上述不利情況且運(yùn)行方式靈活，但初期投資、運(yùn)行耗氣量略有增加。

3.2 電場事故停運(yùn)情況下灰的輸送

當(dāng)電場發(fā)生事故停運(yùn)后均為自然沉降灰。這種灰雖然灰量較少但由于其堆積密度以及平均粒徑等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常的電除塵飛灰，因此需要采用較小的灰氣比，而這就會導(dǎo)致系統(tǒng)的總耗氣量升高。通常為了防止管道堵塞應(yīng)根據(jù)具體的情況需要開啟另一臺空壓機(jī)或改為手動(dòng)輸送的方式。對于后面的電場而言，可以通過輸送頻率的調(diào)節(jié)來增大出力從而解決灰量增多的問題，但這同時(shí)就要求在最初進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)后電場的倉泵容積內(nèi)必須留有充分的余量，絕對不能采用較小的倉泵。

4 結(jié)束語

氣力輸送系統(tǒng)是一種符合國情的并且已經(jīng)基本發(fā)展成熟的輸灰技術(shù)系統(tǒng)。電力專家們應(yīng)從近幾年的運(yùn)行使用情況中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并針對這一系統(tǒng)在某些方面的缺陷進(jìn)一步進(jìn)行設(shè)計(jì)方面的改進(jìn)，避免重復(fù)出現(xiàn)類似的問題，從而保證火電廠的整個(gè)除灰系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行，順利將灰渣清除。

參考文獻(xiàn)

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