解析火力發電廠干除灰系統輸灰性能優化

袁坤

解析火力發電廠干除灰系統輸灰性能優化

袁坤

（廣東大唐國際潮州發電有限責任公司 廣東潮州 515723）

近些年來，隨著我國火力發電的發展，發電廠燃煤的品種也不斷多種多樣，現實中用煤的灰分遠遠大于最初設計的標準，給干除灰過程帶來了很多難以解決的問題，嚴重影響了發電機組可靠性。現以某電廠干除灰系統為研究對象，以國內其它電廠的改造升級作為模板，對其輸灰性能進行詳細的優化研究。

干除灰系統；可靠性；輸灰性能

1 引言

一般情況下，干除灰系統是利用倉泵來收集鍋爐燃燒后產生的飛灰，并且通過灰管將收集的飛灰輸送到灰庫進行存儲，并經過相應的裝置進行處理，是燃煤電廠的一個重要組成部分。目前，我國正在運行的干除灰系統包括負壓、正壓、低正壓氣力除灰系統和空氣斜槽、埋刮板機機械除灰等系統。

當今世界，電力市場競爭的日益加劇，燃煤電廠的成本控制壓力與日俱增，為了能夠降低電力生產成本，電廠通常根據在不同負荷階段摻燒劣質煤來降低生產成本。但是，劣質煤的摻加使得飛灰大量增加，并且灰質變粗，這些問題很難得到有效解決，并經常使除灰系統不能正常工作，嚴重影響機組的安全運行以及連續化生產，同時增加修理維護成本。

相關學者通過研究某電廠某臺1000MW機組，設計出增加輸灰管和修改輸灰控制程序的方案，對干除灰系統實施了增容改造。還有學者對某電廠干除灰系統的頻發問題進行了系統的研究分析，并有針對性地進行了治理與升級。同時，一些學者論述了在燃煤發電廠生產電力各個環節中煤種、設計選型、鍋爐及電除塵等因素對干除灰輸送系統輸出能力的影響，并對干除灰輸送系統設計出力提出了自己的意見和解決方法。本文將以某火力發電廠5號爐干除灰系統為分析研究對象，針對其生產過程中出現的問題進行系統的分析總結，并對其輸灰性能進行探究并提出優化方案。

2 某電廠干除灰系統

2.1 系統簡介

某發電廠5號爐采用正壓濃相干除灰方式，其鍋爐具體參數（13-MCR）燃煤量234.1t/h（設計煤種）、209.67t/h（校核煤種）。

在省煤器和電除塵器每個灰斗下，都設l臺輸灰用的倉泵。電除塵器一、二電場選用規格為0.57m3倉泵，共16臺；省煤器選用規格為0.142m3倉泵，共6臺：電除塵器三、四電場選用規格為0.12m3倉泵，共16臺。電除塵器倉泵布置在0.32m3，省煤器倉泵懸掛在31.50m灰斗下。共設4根輸灰管，省煤器設1根DNl25/150變徑輸灰管；電除塵器一、二電場各設1根DNl25輸灰管；電除塵器三、四電場合用1根ONl25輸灰管。各部分輸灰性能參數如表1所示。

2.2 當前存在的問題

（1）當對鍋爐現有摻燒劣質煤（灰分大）的運行過程時，出現電除塵1電場出力不足。擬設計煤種收到基灰分為6.48%，校核煤種收到基灰分為12.6%，但是當實際使用煤種灰分超過14%時，高灰分煤摻燒將會導致電除塵1電場灰斗頻繁出現高料位現象，從而嚴重影響了電除塵器安全運行。

表1 各部分輸灰性能參數

（2）由于倉泵結構設計非常不合理，使得設備對生產過程中各種情況變化的適應性較差，導致飛灰的流化效果非常不均勻。

（3）由于倉泵配氣不合理及進氣方式的不合理，使得倉泵進氣無法得到有效的控制，非常容易出現氣量小，最終導致推不動煤灰；氣量大時，則易堵塞輸出管道。

（4）由于倉泵結構和倉泵配氣方式非常不合理，導致無法控制倉泵出料過程。

3 性能優化

3.1 優化方案

針對5號爐干除灰系統出現的問題，可以通過以下幾個方面進行優化：

（1）需要擴大爐體中l電場倉泵容量（將原0．57m，輸送管更換為1．5m，（共8個），新倉泵配有能夠氣化的裝置；其他倉泵和附件基本上保持不變。

（2）通過調整除塵器l、2電場的輸灰結構：使原來1A、1B作為一個輸送單元，利用l電場輸灰管輸灰，現在改為1A、2A為一個輸送單元，利用原l電場自帶的輸灰管輸灰；原來2A、2B為一個輸送單元，利用2電場輸灰管輸灰，現在改為1B、2B為一個輸送單元，利用原2電場自帶的輸灰管輸灰。這種改變后輸灰配置方式容易導致不能充分利用2電場輸灰管輸灰性能。但是這樣配置的優點更顯著，當1電場某個灰斗出現故障時，2電場能承擔部分1電場輸灰任務，缺點則是兩電場煤灰無法分開輸送出去。

（3）通過增大l、2電場倉泵的方式，使得氣源管不能實現快開雙閘閥的作用，通過用西10銅管替換原來執行器氣源管，同時再給每一組輸送單元配備一個電磁閥箱，需要將進出口所用的輸送電磁閥集中放置。輸送過程中用壓縮空氣的方法來實現增加空氣過濾，防止將吹灰用壓縮空氣中水分帶入輸灰管路，從而造成輸灰板結堵塞的不良現象。為防止電磁閥卡澀，使用了壓縮空氣母管并增加了空氣過濾及油杯。

（4）需要將5號爐氣力輸送系統的控制程序進行重新優化與設計。在原來的PLC+CRT控制方式的控制系統基礎上，進行增加配套的PLC1/o卡件，從而增加輸送能力。為了能夠最終實現各電場輸灰量的重新分配，以充分利用其輸灰能力，需要重新設計并升級輸灰控制程序。經過調整后各部分輸送灰分量如表2所示。

表2 重新調整后各部分輸灰設計值

3.2 優化后效果

（1）由于原來的灰斗料位出現過高現象，導致煤灰堆積在電除塵器的陰陽兩極之間，從而造成極板極線和框架嚴重變形的不良后果。同時，由于灰斗長時間高料位，還將會導致灰斗出現容易變形甚至垮塌而造成事故發生。這樣不僅影響電除塵器除塵效率，還會增加人工和生產成本。當性能優化后，能夠有效的避免了灰斗長時間高料位給電除塵器設備造成的損壞，以及工人放灰時可能造成的燙傷、窒息等人身安全危害等事故的發生，大大增加了安全指數。

（2）當前實際使用過程中的燃煤與設計煤種（校核的煤種）產生的飛灰含量出現普遍偏離較大，不僅導致煤灰出現明顯過多現象，還使灰粒變粗變大，并且由于堆積密度過大而很重，導致除灰設備系統輸出能力嚴重不足，輸送飛灰的能力嚴重下降，造成出現經常性堵塞管道，灰斗高料位現象頻繁出現。干除灰系統性能優化后，相對于原來的出灰系統而言，出灰能力大大提升，燃煤煤種的大范圍變化也不影響機組的正常工作，從而使鍋爐摻燒各種相對廉價的進口煤和低發熱量煤的目的得以實現。電廠的生產經營成本得到有效控制，實現了經濟效益的最大化。

（3）在系統優化前，燃煤中產生的灰分含量出現大量增加，并且很容易出現電除塵50%電場的灰斗長時間出現高料位的現象，為了防止發生灰斗坍塌的惡性安全事故，必須經過人工操作來對灰斗進行放灰作業。這不僅嚴重影響了除塵器效率和環保指標，而且造成作業環境不斷惡劣，嚴重影響了工作人員的身體健康。當系統優化后，不僅擴大了系統適應煤種變化的范圍，而且有效減少了灰斗高料位出現的概率，保證電除塵器在額定效率下可以高效運行，提升了節能環保水平，并且降低了工作人員勞動強度，減少工人操作的機會，降低安全事故發生的頻率，有利于提高員工身心健康。

4 結語

由上文可知，對5號爐干除灰系統性能進行優化包括：改變輸送飛灰方式、擴充倉泵的實際容積、增添并優化部分倉泵附屬配件、參考并改進輸灰控制程序等方式。通過一系列切實有效的升級改進工作提高了干除灰系統的輸灰能力，保障了整個機組在額定功率下可靠運行工作，同時解決了由于灰斗高料位導致的灰斗坍塌和人工成本增加等問題，有效擴大了鍋爐可燒劣質燃料的范圍，使通過摻雜劣質燃料降低了電廠運營成本成為可能，為我國電力事業的發展做出了一定的貢獻。

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TM621.7

A

1004-7344（2016）31-0043-02

2016-10-15

袁坤（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事火力發電廠輔控運行工作。