淺析電廠氣力除灰設計與裝置應用

摘 要：當前火力發電廠煤質含灰質量分數大幅度增加，并且給火力發電廠除灰系統帶來了諸多弊端和影響，所以就正壓濃相氣力輸送系統存在的問題，本文介紹了一種監測流量型逆止門裝置，這種新型裝置可較大幅度地提高正壓濃相氣力輸送系統的輸送能力，降低輸送能耗以及解決燃用高灰分煤時除塵器儲灰斗出現緊急就地放灰造成的嚴重污染問題。

關鍵詞：氣力除灰系統；設備改造；連續式輸送

火力發電廠的除灰系統一般都是使用正壓濃相氣力除灰系統。在鍋爐燃煤的含灰質量開始以分數成倍劇增并且達到滿負荷運行的情況時，為了避免惡性事故地發生，必須及時從儲灰斗中直接放灰。因此利用監測流量型逆止門裝置，它是屬于應用力學中力矩平衡和彈簧在彈性范圍以內，彈簧的變形量與其作用力成正比的關系，能夠起到簡化氣力輸灰系統的作用。

1 氣力輸送系統問題分析

1.1 鍋爐機組

如果當燃煤含灰質量分數呈現大幅度猛增的情況時，鍋爐機組的輸送能力無法適應，在運行時無法適應連續排灰的需要，當燃煤含灰質量分數大幅度增加時，其輸送能力不能適應，灰斗可能出現高料位，迫使緊急就地放灰，并造成工作環境的嚴重污染情況，同時這也是由于鍋爐機組是屬于連續生產的能量轉換設備，并且產生的飛灰也是連續的原因。

1.2 倉泵

倉泵的容積很大，下部的出灰口卻很小，尤其在冬季散熱量大倉內粉煤灰溫度低時，粉煤灰黏度增加流動性變差，使系統除灰工作運行的十分困難，很容易造成瓶頸處的堵灰現象，排灰時必須向倉泵內通壓縮空氣加壓，由于倉泵進料與排送是間斷交替進行的，除使電除塵器灰斗和倉泵有停滯存灰和積壓現象外，還加重了輸送負荷，增加壓縮空氣的輸送能耗。頻繁切換間斷交替的輸送方式，導致輸灰系統增加設備設施和操作上的復雜性。

1.3 由于需要程控的對象很多，以至于必須要單獨設置除灰控制室

并且運行人員應能夠及時處理系統出現的問題，并盡力避免，例如經常巡視維護，輸通堵灰和檢查零部件等。

1.4 由于輸灰的停滯與斷續式的輸灰和倉泵的二次儲存，加大了輸送負荷

使用向倉泵通壓縮空氣加壓的方法向輸送管道送灰，原本可以利用粉煤灰處于高位所具有的位能為動力輸送，原系統卻將可采用稀相除灰系統的方式改變為濃相氣力除灰，增加了程控元器件和氣動閥門執行機構數量及多消耗壓縮空氣。例如：暫存在灰斗及倉泵里的粉煤灰，只有先向倉泵充氣加壓，依靠壓縮空氣的壓力，將灰強制排出倉泵至輸送管道，這是由于間斷交替式的輸送方式所帶來的弊端，且不具備監測輸送量的功能。

2 原下引式正壓濃相氣力輸送系統

普遍的火力發電廠除灰系統運行流程都是從電除塵器灰斗起，分進行為手動檢修門、圓頂閥、干灰發送器、干灰發送器出料閥、輸灰管道、庫頂管箱和灰庫。這樣的循環從頭至尾完整完成的話大概需要15min，程控系統的監視功能含有數據采集、參數處理、屏幕顯示、越限報警以及制表打印等。

原氣力輸送系統都包括以下設施：

（1）倉泵：包括發送器本體、氣動進料閥、氣動出料閥、進氣裝置、膨脹節、連接管及其所有附件等。

（2）灰斗下手動檢修門、灰庫高低料位計、輸灰管道上所有的切換閥門、操作機構及連接附件、灰斗氣化系統氣化風機（電動機、進出口消音器、進口過濾器、膨脹節、出口閥門、壓力開關、出口逆止閥門、電氣及控制儀表、底座及其他附件共4套）。

（3）空氣加熱器（閥門及附件、控制設備及電氣儀表附件）儀表和一套完善的下引式正壓濃相氣力輸送系統監控設備，包括可編程邏輯控制器程控系統、檢測儀表及其附件和各種控制設備。

3 在現有正壓濃相氣力輸送系統的試驗及處理輸送管道堵灰的措施

下引式正壓濃相氣力輸送系統試驗：當粉煤灰靠自重向倉泵灌灰后，進料閥關閉，向倉泵充壓縮空氣，開始輸灰，此時倉泵頂上的壓力表最高顯示為0.3MPa并稍有波動，在事先設置好的排灰時間的末端，手操關掉充氣閥門，倉泵頂上的壓力表迅速下降，在吹掃的30s內，倉泵頂上的壓力表已顯示為零。此時水平輸送管道內仍然保持原有的輸送壓力。由此可以判斷：當輸送粉煤灰量減少，不向倉泵充壓時，倉泵內的壓力為零。

另外，在原有的系統處理輸送管道發生堵灰現象時，應采用反吹堵措施，具體可以通過打開倉泵頂上通往除塵器負壓區的氣平衡管閥門，將堵灰向除塵器負壓區抽引排除堵灰。當水平輸送管道中的壓縮空氣流向除塵器負壓區時，能夠對水平輸送管道的堵灰處造成抽吸作用，不會使壓縮空氣的壓力推向堵灰處一端。

從以上現場實地測試和現場實地解決堵灰現象的措施說明，水平輸送管道壓縮空氣的壓力，對與之垂直管道內的作用力有抽吸作用，如果在管道交叉處做成混合器的形狀，則會有更大的抽吸作用，因此聯想原有的倉泵及其充氣管可以取消，利用粉煤灰柱的自重為輸送動力，向水平輸送管道排灰，從而省去這部分壓縮空氣量及倉泵，用直通管道代替，將會產生更好的效果。

4 對正壓濃相氣力輸送系統的改進

監測流量型逆止門裝置具有諸多優點，既能滿足連續式輸送，又能在輸送過程中阻止輸灰用壓縮空氣與電除塵器相通的裝置。儲灰斗下的粉煤灰柱的重力直接作用在監測流量型逆止門裝置內的測量錐帽上，預設作用在測量錐帽上的力矩與測量錐帽下部的靜壓力相等時，測量錐帽處于關閉狀態。當其上面承受的力大于測量錐帽下部的靜壓力時，測量錐帽才能開啟粉煤灰垂直向下通順地落入輸送混合器，被輸送粉煤灰的壓縮空氣沿水平方向輸送至灰庫。與此同時彈簧產生的變形力傳給稱重式傳感器，其產生的標準模擬電流輸送到電廠主控制室的分散控制系統，此運作方式既防止輸灰管里的正壓氣流往上竄，起到逆止門的作用，又對粉煤灰進行時實監測。

參考文獻

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[2]王啟概，吳成光，涂虬.正壓氣力除灰系統管道的設計及工程應用[J].電力科技與環保，2005，21（1）：40-42.

（作者單位：中國能源建設集團陜西省電力設計院有限公司）