300MW機組氣力輸灰系統運行存在的問題分析及處理

張健 史天旭 梁永清

（天津陳塘熱電有限公司 天津 300223）

1 系統概況及設計參數

天津陳塘熱電有限公司2×300 MW機組為燃煤供熱發電機組，除塵方式采用布袋除塵器，每臺爐設一套正壓濃相氣力輸送系統，用于輸送布袋除塵器和省煤器收集的飛灰，布袋除塵器的干灰采用兩條管道、省煤器干灰采用一條管道通過閥門切換可分別進入原狀灰庫、粗灰庫和細灰庫。每臺布袋除塵器輸灰系統設計出力為50 t/h，每臺爐省煤器輸灰系統設計出力為1.5 t/h。

1.1 氣力輸灰系統參數（單臺爐）

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1.2 系統組成，如圖1 。

圖1 系統組成

1.3 系統運行流程（以一組發送器為說明）

1.3.1 系統運行前，先進行初始化調整（所有閥門處于關閉狀態，輸送氣源和儀用氣源壓力高于設定的壓力）。

1.3.2 進料圓頂閥密封圈泄壓打開，打開氣動平衡閥(如有)，物料進入發送器至料位計動作（或達到設定的時間），平衡閥和進料閥關閉，延時5～6秒，進料閥密封圈充壓至設定壓力（一般為0.45 MPa以上），至此進料過程結束。

1.3.3 打開補氣閥，延時一段時間后；打開進氣閥，延時一段時間后；打開助吹閥，延時一段時間后；關閉補氣閥，延時一段時間后；關閉助吹閥，延時一段時間后（壓力<0.03 MPa），關閉進氣閥，至此輸送過程結束。

1.3.4 延時3～5秒后，關閉出料閥，系統準備進入下一次循環。

2 運行存在問題的分析及處理

2.1 進料圓頂閥易損壞

機組08年投產后，輸送倉泵進料圓頂閥出現問題較多，具體表現在：新密封圈經常在使用三個月內就會損壞，損壞后密封壓力報警不及時造成半球體、襯環沖等部件刷磨損嚴重，最終導致整個閥體損壞，被迫更換新閥體，如圖2 。嚴重影響安全運行生產并消耗大量資金購買備件。究其原因，主要有如下：1.煤質較差，運行工況惡劣，超設計負荷運行；2.管路氣化效果不佳，輸灰過程中經常出現“堵管”，此時輸灰壓力過高，導致圓頂閥密封圈損壞；

3.密封壓力報警不及時造成損壞情況惡化。

圖2 圓頂閥損壞照片

2009年4 月機組檢修期間針對上述問題，對輸灰系統倉泵進料圓頂閥進行了設備改造，采用旋轉式鎢鋼陶瓷閥門替代原有進料圓頂閥。旋轉式鎢鋼陶瓷閥門主要密封結構為：閥門密封采用閥芯、閥座采用陶瓷硬密封，該密封特點：密封性能好、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、啟閉靈活，閥腔無積灰。此閥門的最大優勢為消除密封壓力的限制，因為此閥門無需密封壓力，沒有壓力開關報警，只有到位信號報警，大大簡化了設備的復雜程度，增加了設備的可靠性，且經濟性顯著，每年可節約檢修費用20余萬元。

2.2 輸灰系統補氣裝置磨損嚴重、易脫落，導致經常“堵管”

2011年3 月檢查發現#9除塵器輸送系統B 1列雙套管補氣裝置的補氣小管掉落，造成#9 B 1列堵管，出料閥被卡住，檢修人員艱難地將小管一段一段從出料閥口取出。失去補氣小管后，此列輸送系統頻繁故障“堵管”，輸送效率極低。在此之后，又發現#8除塵器輸送系統A 2列、B 1列內部補氣小管均磨損嚴重，導致補氣錯位，使輸送效果大幅下降。在2011年10月份#8、#9機組檢修中，檢查了所有補氣小管，發現均已有較嚴重的損壞跡象，如圖3 。

針對上述問題，對周邊電廠進行了專題調研，最終確定采用在輸灰管路增加補氣環方式替代原有雙套管補氣方式。改造后，補氣效果好，補氣位置準確，補氣量充足，解決了之前補齊裝置易磨損問題，大幅提高輸灰能力，增強輸送系統運行穩定性。尤其對冬季供熱期間煤質差時，更有顯著效果。盡最大可能避免除塵器高料位出現，同時也減少了“非正常灰氣比”對輸送管路造成的磨損。

圖3 補氣裝置雙套管磨損情況

2.3 灰庫頂三通閥易損壞

三座灰庫頂部共安裝8臺DN 175及4臺DN 125自08年運行以來多次嚴重損壞，造成檢修維護工作量較大且灰庫頂衛生環境較惡劣，如圖4 。在10年、11年的機組檢修期間陸續對其進行更換，但更換后的效果并不理想，究其原因如下：

2.3.1 三通閥要求運行工況較好，煤質較差時就容易將閥門損壞。

2.3.2 三通閥的最大弱點就是要求閥體內的密封圈（橡膠材質）工作可靠，但在實際的工作中發現最容易損壞的就是密封圈，一旦密封圈損壞其密封壓縮空氣瞬間就會改變三通閥內輸灰的流動方向在極短的時間內沖刷壞閥門本體。通常采取的辦法就是進行補焊。由于三通閥經常損壞已經嚴重影響了整個除灰輸送系統的安全運行，特別是三通閥更換需要較長的檢修時間，造成輸灰系統長時間停運，導致灰斗高料位容易損壞布袋，給安全生產帶來了巨大隱患。

圖4 灰庫頂三通閥損壞照片

針對上述問題，制定了以下改造方案：

1)將原來的三通閥全部去掉，改為雙插板鎢鋼薄型切換閥。

2)將原來灰庫輸灰管的水平標高提高1米（原有高度不能滿足陶瓷三通及雙插板鎢鋼薄型切換閥安裝要求），在原灰庫和粗灰庫的#8 A、8 B、9 A、9 B的閥門位置各加陶瓷三通一個閥門一個，及相應的陶瓷彎頭，直徑尺寸均為DN 175，管壁厚為9毫米、陶瓷厚度為10毫米，如圖5 。

圖5 灰庫頂三通閥安裝示意圖

灰庫頂三通閥改造項目的總投資為17萬元，而之前每年灰庫頂部三通閥的維護和更換的費用在十萬元左右，預計兩年內收回投資成本。改造后消除了灰庫頂部泄漏，改善灰庫周邊環境，減少工人清灰的工作量。改造后避免了除塵器灰斗高料位運行，尤其是對保護布袋除塵器濾袋極有好處，能夠延長濾袋的使用壽命。2012年4月完成灰庫頂三通閥改造項目，至今未發生過閥門泄漏、損壞等缺陷，達到了改造的預期效果。

2.4 省煤器輸灰管路磨損嚴重且震動大

#8、9爐省煤器除灰系統采用下引式正壓濃相氣力除灰系統，省煤器灰斗下每4只發送設備串連設1根輸灰管道，其管徑為DN 125（φ140×7），并根據工藝要求需要通過管路切換閥可分別進入原灰庫、粗灰庫和細灰庫。#8爐省煤器輸送水平距離約280米，爬升高度約18米；#9爐省煤器輸送水平距離約330米，爬升高度約18米。輸送直管采用20#厚壁無縫鋼管，耐磨彎頭采用內襯耐磨陶瓷管。

機組投運以來，省煤器輸送系統暴露出的問題相對來說比較突出，運行和檢修工作量均偏大，系統主要存在以下問題：

2.4.1 系統磨損大，特別是輸送管道和耐磨彎頭實際壽命遠小于設計使用壽命，如圖6 。

2.4.2 輸送管道震動大。主要原因為省煤器輸灰倉泵出口管段有15米左右的垂直下降管破壞了氣灰混合，但由于省煤器所處的高度位置決定此下降管無法避免。

圖6 省煤器管路磨損情況

針對上述問題，制定省煤器輸灰管的改造方案：徹底改變管的走向，由原來向灰庫輸灰改為向各自所屬鍋爐鋼渣倉輸灰，輸送距離由原來的280和330米縮短為60米，管道路由的改變徹底消除了垂直下降管段；省煤器輸送倉泵的主氣、助吹管路及輸灰管路方向對調，汽化器重新安裝在倉泵出口，倉泵的其它部分不變；重新調整省煤器輸灰系統配氣孔板，減少輸灰耗氣量。

該改造項目于2011年4月實施完成，改造后到達了預期效果：改造后重新調整控制系統，大幅降低了耗氣量；輸送距離縮短為原來的1/5，流速相應減小，大幅降低了管路磨損；改造后的輸送能力較以前提高一倍以上并徹底消除輸灰管的震動，減輕布袋除塵器的壓力，減小大顆粒飛灰對布袋的沖刷。

2.5 灰斗加裝氣化斜槽事故放灰裝置

機組冬季供熱期間，鍋爐負荷大且入爐煤灰分大時，鍋爐產生的灰量已經遠遠超出了輸灰系統輸送能力，造成灰斗高料位，導致布袋除塵器壓差增大且損害布袋使用壽命，影響機組安全運行。

由于場地條件限制，最終確定改造方案為：在每臺除塵器臨馬路側四個灰斗各加裝一臺氣化斜槽事故放灰裝置，如圖7 。

2.5.1 在灰斗側面開孔焊Φ133×6鋼管短截兩個（每室一個）下接2個DN 125鋼口蝶閥，下口接氣化斜槽（傾角15度）約長7.5米至馬路中間。氣化斜槽下口接帆布袋與罐車相接，在氣化斜槽末端上口接Φ89×6鋼管及DN 80鋼口蝶閥與煙道相連，做為負壓調節下灰用。

2.5.2 整個事故放灰系統最低標高不低于灰罐車標高4.5米。

2.5.3 氣化斜槽制作尺寸為：7.5米×0.25米×0.3米（長×寬×高）。

2.5.4 氣化斜槽所用氣源引自灰斗氣化風機出口母管，采用Φ89的管子，長度約為60米，并加保溫。

圖7 灰斗氣化斜槽事故放灰裝置

灰斗氣化斜槽事故放灰裝置是處理灰斗高料位的一種應急手段，經過冬季供熱季的幾次運行檢驗，收到了良好的效果，根據

實際運行情況測算，氣化斜槽每小時放灰量約為30噸。

2.6 煤質較差時，加強輸灰運行調整方式

煤質較差時輸灰系統灰量大，且其顆粒、質量大，給輸灰系統帶來很大壓力，為避免布袋除塵器灰斗出現高料位，提高除塵輸灰系統的運行安全可靠性，運行人員應加強注意以下幾方面的運行工作：

2.6.1 運行人員應根據倉泵輸灰壓力曲線及現場就地逐一對倉泵進行敲打（倉泵進料2/3為宜），及時調整進料時間避免造成堵管（如果輸料時間過長可適當減少進料時間。

2.6.2 運行過程中如發現有灰斗下灰不暢時，應及時到就地開空氣炮振打，如效果不佳及時聯系檢修處理。

2.6.3 當除塵器某一倉室出現高料位時，應加強該倉室噴吹及其灰斗空氣炮振打，確保高料位盡快消失。

2.6.4 加強除塵、除灰設備定期巡回檢查工作，發現設備缺陷應立即聯系檢修處理，務必要做到及時消缺。

3 結語

通過對2×300 MW機組氣力輸灰系統運行問題的分析，希望能為相關技術人員提供一定的參考。目前通過上述設備改造，兩臺機組氣力輸灰系統運行情況良好，解決了設備運行初期進料圓頂閥易損壞、補氣裝置易磨損、灰庫頂三通閥故障率高、省煤器輸灰系統震動大等問題，并收到了良好的經濟效益與環境效益。

[1]李金生,付俊杰,陳軍.唐山熱電干除灰系統運行情況分析及處理.華北電力技術，2006.

[2]楊曉東,等.除灰除塵系統和設備.中國電力出版社，2008.

[3]張巖,蔣學典.氣力輸送新技術“料性法”在太原第二熱電廠的應用.中國電力環保，2009.6.