雙套管氣力輸灰技術在印度高灰份機組中的應用

柳日東+張自成+邊道鵬

摘要：印度JSG電廠4×600MW機組運行中輸灰系統頻繁發生堵灰、管道磨損等故障，經改造采用了雙套管氣力輸灰技術后，運行的可靠性大幅提高。這些技改措施有力的促進設計技術的提高，對其它工程有重要借鑒意義。

關鍵詞：雙套管；氣力輸灰技術；技術改造；高灰份機組

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）07-0041-02

1 除灰系統簡介

印度JSG電廠4×600MW亞臨界機組工程，總承包方為山東電力建設第三工程公司，設計方為山東電力設計院，主機為哈爾濱鍋爐、東方汽輪發電機。除塵系統由2電場靜電除塵和3電場布袋除塵器組成，浙江菲達環公司生產。原除灰系統由上海中芬公司設計及供貨。每臺爐共有6個輸送單元。每臺機組輸灰系統采用二級輸送系統，第一級輸送到中轉灰庫，第二級輸送到終端灰庫。每兩臺機組公用兩臺500m?中轉灰庫和兩臺2000m?的終端灰庫。

一級輸送系統數據如下：除塵器區域輸送用氣109Nm3/min；省煤器空預器輸送用氣24Nm3/min；每座庫考慮兩臺爐的空氣量265Nm3/min；每座庫上設兩臺布袋除塵器除塵器過濾面積147m2；

二級輸送系統數據如下：二級輸送用氣97Nm3/min；灰庫氣化風11Nm3/min；每座庫考慮兩臺爐的空氣量216Nm3/min；預留灰庫干灰散裝機排氣20Nm3/min；每座庫上設兩臺布袋除塵器除塵器過濾面積147m2。

根據合同原始設計數據：該項目采用印度當地煤Gar janbahal block coal fields of MCL為主要燃料，最大耗煤量設計煤種435.8t/h；最差煤種480t/h。從煤質分析資料可看出，當地煤屬于貧煤，含灰量大，燃燒熱值低，可磨性系數高，底灰含量比一般機組均高。

原除灰系統運行中故障頻繁、維護量大。業主方由STEAG公司負責運行維護，一方面原除灰系統設計存在缺陷，另一方面由于印度人維護效率較低，經常發生輸灰管線嚴重堵灰狀況，漏灰、就地放灰現象頻發，嚴重影響了電廠的安全、文明生產。近年來，隨著印度國家對環保、節能的要求越來越高，原除灰系統的缺陷越來越突出。作為EPC總承包商，經過多次組織與業主、國內專家研究、分析，最終決定改用雙套管輸灰技術，并在2012年5月完成了對2號爐除灰系統的改造。該系統改造引進印度BSBKENGINEERSPVT.LTD公司技術和設備。從實際運行效果來看，雙套管輸灰技術相對于單管系統具有明顯的技術優勢。

2 單管系統存在的主要問題

2.1 除塵器灰斗及輸灰管道堵灰頻繁

燃燒劣質煤或煤油混燒不充分，原除灰系統受設計限制，電除塵區域、中轉灰庫區域在移交運行半年后，堵灰現象比較頻繁，業主方STEAG公司經常搶修，我方也與業主方一起研究對策，幫助處理。

2.2 單管系統采用氣動單閥板插板閥，故障及維護頻繁

此種閥門屬于單閥板氣動插板閥，需要專人在現場值班隨時維護，閥芯磨損也較嚴重，經常影響輸灰；一旦出現故障，需將閥芯整體抽出進行檢修更換，維護時間較長。另外，此種插板門的選型不能實現在線密封監護功能，插板閥密封性差。

2.3 一級中轉灰庫經常發生正壓現象，造成布袋除塵器振動及鼓裂

一級輸送原設計采用獨立的6個輸送單元（預熱器省煤器一個、布袋除塵器一個、電除塵四個），6個輸送單元之間相互獨立輸灰。所以存在6個單元同時向中轉灰庫輸灰的狀態，用風量標定裝置檢驗后，發現實際輸送氣量最高能達到120Nm3/min，然而庫頂實際提供的脈沖布袋除塵器設計計算過濾面積為147m2，處理氣量為110Nm3/min。所以每座中轉灰庫布袋除塵器一用一備運行模式，滿足不了原輸灰系統輸送氣用量，經常發生正壓現象。

2.4 氣力輸送系統出力不足

由于閥門經常故障，密封不嚴等原因，原設計的氣力輸送系統出力不足。

2.5 環境污染嚴重

廠內由于氣力輸灰系統頻繁故障，造成飛灰泄漏嚴重污染環境。

3 改造方案設計

3.1 雙套管輸送技術簡介

紊流雙套管輸灰技術，具有不堵管（即使管道內存有部分物料，仍可順利疏通）、流速低（一般起始流速≤5m/s，末端流速≤15m/s）、低損耗（能量消耗小30%）、輸送距離長、出力大等特點（出力增大30%），可取消原排堵門至灰斗管線。雙套管除灰技術是一項正壓濃相輸送技術，其作用是通過管道利用氣流將固體顆粒物由起點輸送至終點。雙套管的結構為大管套小管，即：在普通管道上部裝設有一直徑較小的內管，內管每隔一定的間距開設有一特定的開口。把雙套管作為輸灰管道應用于氣力輸送的水平管道，可以有效的防止灰管堵塞，其防堵的機理就在于雙套管的特殊結構。當灰氣混合物在管道內流動時，干灰開始沉積將要堵管時，壓縮空氣會通過小管流過，經過小管開孔和節流孔板的作用，對堵塞的部分進行擾動，將沉積的干灰逐漸吹動，從而避免管道堵塞。

3.2 改造系統簡介

改造的范圍包括省煤器及預熱器下輸灰管線、電除塵下輸灰管線、布袋除塵器下輸灰管線，中轉灰庫系統，終端灰庫系統。

（1）輸送單元配置：

A、B單元：電除塵左側第一電場的2個倉泵串聯，第二電場的2個倉泵串聯，然后并聯后連接到中轉

灰庫。

C、D單元：電除塵中右側第一電場的2個倉泵串聯，第二電場的2個倉泵串聯，然后并聯后連接到中轉灰庫。

E單元：布袋除塵器第一電場、第二電場、第三電場內部串聯后，然后并聯輸送到中轉灰庫。

F單元：省煤器灰斗下輸灰管線和空預期灰斗下輸灰管線內部串聯后再并聯一起直接輸送到終端灰庫。

（2）輸送管線閥門配置：所有雙套管控制閥門采用圓頂閥，圓頂閥有充氣密封裝置，可在線監測閥門密封性。

3.3 改造后效果

2號機組經雙套管氣力輸灰改造后，運行兩年多，效果明顯，主要表現在：

（1）除塵器灰斗及輸灰管道未發生堵灰現象。

（2）雙套管氣力輸灰管線采用氣動圓頂閥，能在線監控密封情況，一旦閥門密封不嚴，就直接更換密封圈，維護簡單，閥門密封嚴實，節省了氣量。

（3）一級輸送中轉灰庫未發生正壓現象。改造后5個輸送單元輸到中轉灰庫，省煤器及預熱器灰斗下輸灰管線直接通過雙套管輸送到終端灰庫，減少了中轉灰庫耗氣量，實現了中轉灰庫脈沖布袋除塵器一用一備的運行模式，灰庫也未出現正壓狀況。

（4）氣力輸送系統出力滿足要求。在最差煤質下和設計最大燃煤量下，改造后氣力輸灰能力均能達到

要求。

4 結語

通過雙套管氣力輸灰技術改造后，有效克服了輸灰系統堵灰、出力不足造成對機組穩定運行的影響，大大提高了系統的可靠性。這里把優化改造經驗總結出來，為今后印度市場上類似氣力輸灰問題提供了可借鑒的經驗，國內電廠也可進行同樣的改造。

參考文獻

[1] 山東電力設計院.印度JSG電廠設計圖紙和說明.

[2] 山東電力建設第三工程公司.EPC總承包合同技術

規范書.

[3] 印度國家電力部CEA火電廠設計導則.

[4] 上海中芬公司設計及供貨資料.

作者簡介：柳日東（1964—），男，山東電力建設第三工程公司工程師，印度JSG電廠4×600MW工程項目總工程師、副經理，研究方向：火電EPC總承包工程設計、采購、施工、調試、運行技術管理、電站總承包項目管理。