火電廠氣力輸灰程控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

宋新元

（山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司， 山西 古交 030206）

引言

輸灰系統(tǒng)是每個(gè)火力發(fā)電廠必不可少的一項(xiàng)工藝流程，輸灰系統(tǒng)的正常與否，直接影響到機(jī)組安全運(yùn)行，也關(guān)系到企業(yè)節(jié)能環(huán)保效益的好壞；同時(shí)，在當(dāng)前燃煤火電廠，煤粉灰銷(xiāo)售也是電廠一項(xiàng)重大收入。輸灰程控系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞，關(guān)系到火電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性，是一項(xiàng)非常重要的工作。

1 輸灰系統(tǒng)簡(jiǎn)介

當(dāng)前火力發(fā)電廠輸灰系統(tǒng)一般采用雙套管濃相正壓輸灰系統(tǒng)。飛灰處理系統(tǒng)將電袋除塵器、省煤器收集的飛灰以正壓濃相氣力輸送的方式送至灰?guī)?。輸灰系統(tǒng)包括正壓濃相輸灰系統(tǒng)、除塵器灰斗氣化風(fēng)系統(tǒng)。

以興能電廠二期60 萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組為例，每臺(tái)爐除塵器共5 個(gè)電場(chǎng)，每個(gè)電場(chǎng)8 個(gè)灰斗，共40 個(gè)灰斗；省煤器7 個(gè)灰斗，電除塵器每個(gè)灰斗下均設(shè)一臺(tái)發(fā)送罐，省煤器每個(gè)灰斗設(shè)一臺(tái)發(fā)送灌。一電場(chǎng)左側(cè)4 臺(tái)發(fā)送罐串聯(lián)組成一個(gè)輸送單元，采用一根灰管送至灰?guī)?；一電?chǎng)右側(cè)4 臺(tái)發(fā)送罐串聯(lián)組成一個(gè)輸送單元，采用一根灰管送至灰?guī)臁６妶?chǎng)左右側(cè)4 臺(tái)發(fā)送罐分別串聯(lián)組成一個(gè)輸送單元，省煤器7 臺(tái)發(fā)送罐串聯(lián)組成一個(gè)輸送單元，三個(gè)輸送單元共用一根灰管送至灰?guī)?。三電?chǎng)8 臺(tái)發(fā)送罐串聯(lián)，采用一根灰管將飛灰送至灰?guī)?。四、五電?chǎng)每個(gè)電場(chǎng)8 臺(tái)發(fā)送罐各串聯(lián)成一個(gè)輸送單元，兩個(gè)輸送單元共用一根灰管將飛灰送至灰?guī)臁?/p>

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

電袋除塵器一、二電場(chǎng)為電除塵收集80%以上的粗灰，尤其是一電場(chǎng)輸灰壓力負(fù)載最大，所以將一電場(chǎng)8 個(gè)發(fā)送罐分為兩個(gè)輸灰單元，加強(qiáng)輸灰。

二電場(chǎng)灰量也較大，所以也分為兩個(gè)輸灰單元來(lái)加強(qiáng)輸灰，為了節(jié)省投資，和灰量較少的省煤器輸灰共用一根輸灰管線。

三、四、五電場(chǎng)均為布袋除塵器灰斗，三電場(chǎng)相對(duì)煙塵流向靠前，煙塵相對(duì)較多，所以三電場(chǎng)8 個(gè)發(fā)送罐組成一個(gè)輸送單元；四、五電場(chǎng)灰量較少，共用一根輸灰管線。

輸灰母管的起端設(shè)有一臺(tái)氣灰混合器、一組閥門(mén)（由止回閥、手動(dòng)蝶閥、氣動(dòng)蝶閥和管道附件組成）和一組儀表（由壓力變送器、壓力表組成），根據(jù)需要調(diào)整輸送灰氣比，同時(shí)根據(jù)設(shè)定，當(dāng)輸灰管道內(nèi)壓力過(guò)高而接近堵管時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)氣進(jìn)行疏通?；旎移骱蟮妮敾夜苌线€裝有卸壓管，卸壓管與灰斗相連，特殊情況時(shí)，可通過(guò)抽吸作用疏通輸送管道。輸灰母管在進(jìn)灰?guī)烨敖?jīng)分路閥門(mén)切換。輸灰系統(tǒng)的輸送壓縮空氣由輸送空壓機(jī)提供。

為便于綜合利用，輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)有三座灰?guī)?，其? 號(hào)、4 號(hào)爐的粗灰輸送至2 號(hào)、3 號(hào)粗灰?guī)欤? 號(hào)、2 號(hào)爐的粗灰輸送至1 號(hào)、2 號(hào)灰?guī)欤規(guī)炜苫閭溆?，二期?xì)灰輸送至原一期兩座灰?guī)臁Ｃ孔規(guī)祉敳堪惭b袋式除塵過(guò)濾器和排氣風(fēng)機(jī)，除塵過(guò)濾器的脈沖反吹壓縮空氣由灰?guī)靿嚎s空氣罐供給。每座灰?guī)彀惭b有氣化風(fēng)機(jī)，氣化風(fēng)機(jī)為灰?guī)靸?nèi)氣化板提供由電加熱器自動(dòng)加熱過(guò)的氣化風(fēng)。

省煤器的灰，除塵器一電場(chǎng)、二電場(chǎng)的灰排入粗灰?guī)欤?、四、五電?chǎng)的灰排入細(xì)灰?guī)臁?/p>

除塵器灰斗氣化風(fēng)系統(tǒng)的作用是提供150 ℃的空氣進(jìn)入除塵器灰斗，使除塵器灰斗內(nèi)煙灰處于流化狀態(tài)，便于向發(fā)送罐下灰。

3 輸灰系統(tǒng)程控設(shè)計(jì)

3.1 輸送單元控制設(shè)計(jì)

3.1.1 單元啟動(dòng)過(guò)程

啟動(dòng)系統(tǒng)“自動(dòng)”運(yùn)行，觸發(fā)“啟動(dòng)”鍵，灰?guī)煜到y(tǒng)連鎖信號(hào)滿足條件，輸送儲(chǔ)氣罐壓力達(dá)標(biāo)，儀用儲(chǔ)氣罐壓力達(dá)標(biāo)，控制系統(tǒng)未記憶堵管故障或緊急停止鎖存信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)相應(yīng)灰?guī)熵?fù)壓值（灰?guī)熵?fù)壓變送器）＜-1.0 kPa后，庫(kù)頂布袋除塵器工作正常，才可允許啟動(dòng)輸灰單元。當(dāng)相應(yīng)灰?guī)炝衔恍∮诟吡衔粓?bào)警值，才允許出料。輸送氣源壓力正常值設(shè)為0.50 MPa，為了防止輸送氣源壓力低使得輸灰動(dòng)力不足，低于此壓力值閉鎖輸灰單元啟動(dòng)。儀用氣源壓力常值設(shè)為0.4 MPa，為了防止儀用氣壓力低致使氣動(dòng)閥不能正常動(dòng)作，低于此壓力值閉鎖輸灰單元啟動(dòng)。

3.1.2 單元裝灰過(guò)程

1）打開(kāi)發(fā)送罐透氣閥。待透氣閥開(kāi)信號(hào)到位后，打開(kāi)發(fā)送罐進(jìn)料閥，待任意一個(gè)發(fā)送罐料位發(fā)或裝灰時(shí)間到達(dá)裝灰時(shí)間設(shè)定值，進(jìn)入裝灰結(jié)束過(guò)程。裝灰設(shè)定時(shí)間可在CRT 參數(shù)設(shè)定畫(huà)面中設(shè)定并可根據(jù)工藝要求調(diào)整設(shè)定值。裝灰結(jié)束過(guò)程關(guān)閉本單元所有進(jìn)料閥。待本單元所有裝灰閥門(mén)關(guān)位信號(hào)返回后，進(jìn)入輸灰等待過(guò)程。如果滿足輸送聯(lián)鎖條件進(jìn)入輸灰開(kāi)始過(guò)程。

2）補(bǔ)充說(shuō)明：裝灰過(guò)程被旁路發(fā)送罐的不開(kāi)啟，旁路功能由CRT 畫(huà)面中的“旁路”按鈕鍵完成。裝灰過(guò)程中，無(wú)論在軟手操還是自動(dòng)狀態(tài)下，為了防止發(fā)送罐裝灰過(guò)多，造成輸灰困難甚至堵管，任一發(fā)送罐料位高觸發(fā)后會(huì)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)料閥，結(jié)束裝灰過(guò)程。

3.1.3 輸灰過(guò)程

開(kāi)啟單元出料閥、單元進(jìn)氣閥、混灰器主混閥，三個(gè)閥都打開(kāi)系統(tǒng)進(jìn)入輸灰過(guò)程。若在輸送過(guò)程中輸送壓力大于0.35 MPa，則打開(kāi)混灰器混副閥，待輸送壓力小于0.30 MPa，關(guān)閉混灰器混副閥；打開(kāi)、關(guān)閉混灰器混副閥的壓力值均可根據(jù)運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。若在輸送過(guò)程中輸送壓力大于0.40 MPa，則關(guān)閉單元進(jìn)氣閥。當(dāng)輸送壓力小于空管壓力設(shè)定值0.14 MPa（可在輸灰控制畫(huà)面調(diào)整）延時(shí)大于10 s，同時(shí)輸送時(shí)間大于8 min，出料過(guò)程結(jié)束。出料過(guò)程結(jié)束依次關(guān)閉混灰器混主閥、單元進(jìn)氣閥、出料閥。待上述所有輸送閥門(mén)都關(guān)閉，表示單元輸灰過(guò)程結(jié)束；單元又開(kāi)始新一輪裝灰，進(jìn)入裝灰開(kāi)始過(guò)程。CRT 畫(huà)面中停止輸灰，單元輸灰應(yīng)按照正常輸灰過(guò)程走完后，結(jié)束輸灰。輸灰過(guò)程中CRT 畫(huà)面急停按鈕按下，應(yīng)停止輸灰、立刻關(guān)閉所有閥門(mén)。

3.1.4 堵管處理

采用雙套管進(jìn)行輸灰的系統(tǒng)，基本上不會(huì)堵管。當(dāng)輸送壓力大于0.45 MPa（可在輸灰控制畫(huà)面調(diào)整）并經(jīng)延時(shí)30 s 發(fā)堵管報(bào)警，進(jìn)行手動(dòng)排堵：關(guān)閉單元進(jìn)氣閥，打開(kāi)副混閥和主混閥進(jìn)行吹堵；必要時(shí)可以開(kāi)排堵閥，將管內(nèi)堵灰吸至除塵器灰斗，通過(guò)吹和吸交替進(jìn)行疏通。

3.2 程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)應(yīng)為一鍵啟動(dòng)功能，正常運(yùn)行不許人員干預(yù)；重要的故障應(yīng)有報(bào)警彈出窗。

程序應(yīng)有一定的容錯(cuò)功能，如透氣閥的開(kāi)信號(hào)回不來(lái)，可以畫(huà)面報(bào)警，不應(yīng)當(dāng)停止輸灰運(yùn)行。重要的閥門(mén)信號(hào)故障應(yīng)停止輸灰，如進(jìn)料閥開(kāi)、關(guān)信號(hào)故障，透氣閥關(guān)故障，出料閥開(kāi)、關(guān)信號(hào)故障，進(jìn)氣閥開(kāi)、關(guān)故障，混主閥開(kāi)、關(guān)故障。采用壓力開(kāi)關(guān)控制進(jìn)料閥氣囊充壓的進(jìn)料閥，在進(jìn)料閥開(kāi)關(guān)信號(hào)同時(shí)存在時(shí)不能對(duì)氣囊進(jìn)行充壓。

對(duì)于共用輸灰管線的輸灰單元，可以按照一定順序進(jìn)行循環(huán)輸灰，但是一定要有旁路功能，某單元故障或灰少時(shí)可以屏蔽輸灰。其中一個(gè)單元輸灰時(shí)其他單元出料閥必須先關(guān)閉，以避免單元輸灰互相影響。

4 結(jié)語(yǔ)

可靠的輸灰系統(tǒng)可以大幅提高電廠的安全水平、提升經(jīng)濟(jì)性。在輸灰程控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還要注意程序一定要完善，能應(yīng)對(duì)各種故障情況；程序調(diào)試時(shí)一定要多做一些閥門(mén)異常情況下的模擬試驗(yàn)，如閥門(mén)打不開(kāi)、閥門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)都回來(lái)或都沒(méi)有等，只有這樣才能調(diào)試出一個(gè)程序漏洞小、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)。