省煤器輸灰程控邏輯實現及管道彎頭磨損處理方案

江蘇大唐國際呂四港發電公司 初光，漢繼紅，劉鵬飛

1 引言

江蘇大唐國際呂四港電廠（以下簡稱“呂電”）4號鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠生產的超超臨界參數變壓運行直流鍋爐，其采用П型布置、單爐膛，鍋爐采用CUF墻式切圓燃燒大風箱結構，省煤器預留灰斗，未安裝輸灰系統，煙氣中的大顆粒灰塵直接進入空預器及煙道系統。2013年呂電4號鍋爐完成脫硝改造后，為了減輕煙氣中大顆?；覊m對煙道的磨損及對脫硝催化劑的磨損和堵塞，保證脫硝系統安全穩定運行，鍋爐省煤器灰斗必須增加輸灰系統，將大顆粒的灰塵直接由管道系統輸送到灰庫。

2 省煤器輸灰系統改造及其邏輯實現

2.1 原輸灰程控運行模式

呂電4號鍋爐除灰系統采用氣力輸灰，即通過壓縮空氣將電除塵灰斗內收集的灰塵輸送至灰庫。單臺機組氣力輸灰系統按煙氣流動方向共分為5個電場，其中1、2電場采用大MD泵，3電場采用小MD泵，4、5電場采用AV泵，每個電場共分A、B兩側，每一側有4個倉泵，每一個倉泵上安裝一個圓頂閥，1、2電場倉泵均安裝有料位開關，1電場輸灰管道獨立，2、3、4、5電場共用一根輸灰管道，在每一電場輸灰管道出口安裝一個管路切換閥。

以1電場A側程控運行模式為例講解，除灰系統正常運行時完全按照程控方式運行，在程控模式下，1電場A側倉泵按照“落料—輸送—結束—下一個循環”這一方式運行。首先程控啟動需滿足以下條件：（1）1電場A側輸送壓力小于0.03MPa；（2）輸送空壓機母管壓力大于0.47MPa；（3）1電場A側1-4號圓頂閥關到位；（4）灰庫切換閥開到位且未報料位高；（5）1電場A側程控方式投入。

在程控啟動條件滿足后，點擊“程控啟動”，1電場A側程控方式運行，則1電場A側輸灰系統按照以下步驟完成一個程控周期：

（1）進料：選擇循環模式，在程控模式啟動后，1電場A側輸灰首先進入“進料中”階段，聯開1電場A側1-4號倉泵圓頂閥進行落料；

（2）料滿待送：圓頂閥打開，開始落料后進行落料計時，計滿落料時間后，該圓頂閥關閉，1電場A側4個圓頂閥均關閉后該電場落料完成，程控狀態變為“料滿待送”。需注意的是落料時按照料位優先，即未達到落料時間，而該倉泵的料位開關到，圓頂閥也會關閉。

（3）送料中：1電場A側圓頂閥均關閉并且“料滿待送”條件到時，程控狀態變為“送料中”，此時聯開輸送空氣閥和管路補氣閥進行送料，送料完成的條件有兩個，即管路輸灰最少輸送1分鐘且1電場A側輸送壓力小于設定值。

（4）下一循環：1電場A側送料完成條件到并且1電場A側輸灰循環時間到時，該循環周期結束，進入下一個輸灰循環周期。（注：輸灰循環時間為一個輸送周期的計時，即從進料中開始計時，計滿運行人員設定的循環周期時間為止）。如圖1所示。

圖1 原1電場A側輸灰程控過程

2.2 省煤器輸灰改造后程控運行模式

呂電4號鍋爐省煤器輸灰系統改造后，在省煤器下部預留灰斗處各安裝一個AV泵，組成一個程控輸灰單元，通過輸灰管道引至4號鍋爐輸灰系統1電場A側輸灰管道出口，與其合并后輸送至灰庫，增加省煤器輸灰單元后，原1電場A側輸灰單元要與省煤器輸灰單元統一動作，完成整個輸送過程，因此需對1電場A側程控輸送邏輯進行修改，具體邏輯如下：

（1）在1電場A側程控方式中增加了“1電場混合輸送”程控方式，如果不選擇混合輸送，則1電場輸灰仍按原程序運行，選擇混合輸送，則需要1電場A側和省煤器共同完成輸灰程序。

（2）選擇“1電場A側混合輸送”程控模式后，程控啟動條件需增加“省煤器1-4號圓頂閥關到位”且“省煤器輸灰管路壓力小于0.03MPa”。如圖2所示。

圖2 省煤器輸灰混合輸送模式選擇

（3）程控啟動后，程序進入“進料中”步驟，聯開1電場A側1-4號圓頂閥和省煤器1-4號圓頂閥，到達各自設定的落料時間后聯關以上圓頂閥，進入料滿待送狀態。在邏輯中用“省煤器輸灰混合輸送”這一變量去選擇是否開啟省煤器倉泵圓頂閥。如圖3所示。

圖3 省煤器1號AV泵圓頂閥程控開啟條件

（4）1電場A側和省煤器輸灰均為料滿待送狀態后，進入送料狀態，開始送料，送料結束標志需增加省煤器輸灰壓力小于其設定值這一條件。如圖4所示。

圖4 混合輸送結束標志

（5）完成輸灰后且循環周期到，進入下一個循環周期。

圖5 混合輸送監控畫面

3 改造后省煤器輸灰管道彎頭頻繁磨損原因分析及應對措施

4號爐省煤器輸灰系統于2013年6月15日隨機組大修后啟動投入試運行，并于6月22日完成168小時試運行。在隨后的運行過程中出現了輸灰管道彎頭多出頻繁磨穿現象，其中在灰庫頂部倒數第1個彎頭（編號為1號彎頭）發生頻繁磨漏，約每3天左右磨穿一次，且磨損現象逐漸向上游管道轉移，上游管道彎頭在運行中也均出現過彎頭磨穿現象。圖6為彎頭磨損示意圖。

圖6 輸灰管道彎頭磨損示意圖

3.1 省煤器輸灰管道彎頭頻繁磨損原因分析

經過省煤器輸灰改造后，4號爐省煤器輸灰管道并入1電場A側輸灰管道，由于省煤器輸灰管道的并入，使得1電場A側輸送管道內總的輸送氣量加大，氣力輸送過程中，管道內輸送氣壓在不斷下降，體積不斷膨脹，混合氣體流速不斷提高，且隨著輸送管道越往后段氣體體積越大，速度越快，尤其在灰庫爬升段上方，爬升后管道內氣壓急劇下降，體積急劇增大，而庫頂處的彎頭則會承受突增的流速，從而造成磨損加快、管道彎頭頻繁磨穿的事故發生。

3.2 省煤器輸灰管道彎頭磨損應對措施

（1）重新復核、調整1電場A側輸送系統的進氣量，由于增加省煤器輸灰后，原送至1電場A側的省煤器灰量被提前送掉，而在運行中1電場A側輸灰仍按原設計進氣量進行輸送，因此增加了1電場輸送管道內總的氣體量，通過反復調整，1電場管道補氣閥門在混合輸送時不開啟，在1電場單獨輸送時1電場管道補氣打開，在滿足正常輸送的情況下能達到最佳的輸送效果。

（2）根據輸送曲線，對1電場A側輸灰周期進行復核計算，延長落料時間，通過計算壓縮空氣量和輸送周期均有20%～30%的優化空間。

圖7 調整前1電場A側輸灰壓力曲線

圖8 調整后1電場A側輸灰壓力曲線

（3）調整混合輸送程控邏輯，以實現1電場A側程控輸送1-4個周期后（具體周期數可選），省煤器混合輸送一次，運行人員可根據鍋爐灰量進行1電場A側程控輸送與省煤器輸送的次數配比。調整前后1電場A側輸灰壓力曲線對比如圖7-8所示。

4 結語

呂電4號鍋爐完成脫硝改造后，為了減輕煙氣中大顆?；覊m對脫硝系統的危害，隨及進行了省煤器輸灰改造，通過較小的邏輯改動，將省煤器輸灰納入4號爐1電場A側輸灰程控中。在運行過程中針對輸灰尾部管道彎頭頻繁磨穿的現象分析其原因，并對輸灰設備做出調整，在減少對管道彎頭磨損的同時，節約了壓縮空氣量，提高了運行效率和經濟性，為其余單位同類問題提供了借鑒方案。

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