火電廠氣力輸灰程控系統(tǒng)設(shè)計分析

宋新元

（山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司， 山西 古交 030206）

引言

輸灰系統(tǒng)是每個火力發(fā)電廠必不可少的一項工藝流程，輸灰系統(tǒng)的正常與否，直接影響到機(jī)組安全運行，也關(guān)系到企業(yè)節(jié)能環(huán)保效益的好壞；同時，在當(dāng)前燃煤火電廠，煤粉灰銷售也是電廠一項重大收入。輸灰程控系統(tǒng)設(shè)計好壞，關(guān)系到火電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性，是一項非常重要的工作。

1 輸灰系統(tǒng)簡介

當(dāng)前火力發(fā)電廠輸灰系統(tǒng)一般采用雙套管濃相正壓輸灰系統(tǒng)。飛灰處理系統(tǒng)將電袋除塵器、省煤器收集的飛灰以正壓濃相氣力輸送的方式送至灰?guī)?。輸灰系統(tǒng)包括正壓濃相輸灰系統(tǒng)、除塵器灰斗氣化風(fēng)系統(tǒng)。

以興能電廠二期60 萬千瓦級機(jī)組為例，每臺爐除塵器共5 個電場，每個電場8 個灰斗，共40 個灰斗；省煤器7 個灰斗，電除塵器每個灰斗下均設(shè)一臺發(fā)送罐，省煤器每個灰斗設(shè)一臺發(fā)送灌。一電場左側(cè)4 臺發(fā)送罐串聯(lián)組成一個輸送單元，采用一根灰管送至灰?guī)?；一電場右?cè)4 臺發(fā)送罐串聯(lián)組成一個輸送單元，采用一根灰管送至灰?guī)?。二電場左右?cè)4 臺發(fā)送罐分別串聯(lián)組成一個輸送單元，省煤器7 臺發(fā)送罐串聯(lián)組成一個輸送單元，三個輸送單元共用一根灰管送至灰?guī)?。三電? 臺發(fā)送罐串聯(lián)，采用一根灰管將飛灰送至灰?guī)?。四、五電場每個電場8 臺發(fā)送罐各串聯(lián)成一個輸送單元，兩個輸送單元共用一根灰管將飛灰送至灰?guī)臁?/p>

2 系統(tǒng)設(shè)計分析

電袋除塵器一、二電場為電除塵收集80%以上的粗灰，尤其是一電場輸灰壓力負(fù)載最大，所以將一電場8 個發(fā)送罐分為兩個輸灰單元，加強(qiáng)輸灰。

二電場灰量也較大，所以也分為兩個輸灰單元來加強(qiáng)輸灰，為了節(jié)省投資，和灰量較少的省煤器輸灰共用一根輸灰管線。

三、四、五電場均為布袋除塵器灰斗，三電場相對煙塵流向靠前，煙塵相對較多，所以三電場8 個發(fā)送罐組成一個輸送單元；四、五電場灰量較少，共用一根輸灰管線。

輸灰母管的起端設(shè)有一臺氣灰混合器、一組閥門（由止回閥、手動蝶閥、氣動蝶閥和管道附件組成）和一組儀表（由壓力變送器、壓力表組成），根據(jù)需要調(diào)整輸送灰氣比，同時根據(jù)設(shè)定，當(dāng)輸灰管道內(nèi)壓力過高而接近堵管時，自動補(bǔ)氣進(jìn)行疏通?；旎移骱蟮妮敾夜苌线€裝有卸壓管，卸壓管與灰斗相連，特殊情況時，可通過抽吸作用疏通輸送管道。輸灰母管在進(jìn)灰?guī)烨敖?jīng)分路閥門切換。輸灰系統(tǒng)的輸送壓縮空氣由輸送空壓機(jī)提供。

為便于綜合利用，輸灰系統(tǒng)設(shè)計有三座灰?guī)?，其? 號、4 號爐的粗灰輸送至2 號、3 號粗灰?guī)欤? 號、2 號爐的粗灰輸送至1 號、2 號灰?guī)欤規(guī)炜苫閭溆茫诩?xì)灰輸送至原一期兩座灰?guī)?。每座灰?guī)祉敳堪惭b袋式除塵過濾器和排氣風(fēng)機(jī)，除塵過濾器的脈沖反吹壓縮空氣由灰?guī)靿嚎s空氣罐供給。每座灰?guī)彀惭b有氣化風(fēng)機(jī)，氣化風(fēng)機(jī)為灰?guī)靸?nèi)氣化板提供由電加熱器自動加熱過的氣化風(fēng)。

省煤器的灰，除塵器一電場、二電場的灰排入粗灰?guī)?，三、四、五電場的灰排入?xì)灰?guī)臁?/p>

除塵器灰斗氣化風(fēng)系統(tǒng)的作用是提供150 ℃的空氣進(jìn)入除塵器灰斗，使除塵器灰斗內(nèi)煙灰處于流化狀態(tài)，便于向發(fā)送罐下灰。

3 輸灰系統(tǒng)程控設(shè)計

3.1 輸送單元控制設(shè)計

3.1.1 單元啟動過程

啟動系統(tǒng)“自動”運行，觸發(fā)“啟動”鍵，灰?guī)煜到y(tǒng)連鎖信號滿足條件，輸送儲氣罐壓力達(dá)標(biāo)，儀用儲氣罐壓力達(dá)標(biāo)，控制系統(tǒng)未記憶堵管故障或緊急停止鎖存信號系統(tǒng)進(jìn)入自動運行狀態(tài)。

當(dāng)相應(yīng)灰?guī)熵?fù)壓值（灰?guī)熵?fù)壓變送器）＜-1.0 kPa后，庫頂布袋除塵器工作正常，才可允許啟動輸灰單元。當(dāng)相應(yīng)灰?guī)炝衔恍∮诟吡衔粓缶?，才允許出料。輸送氣源壓力正常值設(shè)為0.50 MPa，為了防止輸送氣源壓力低使得輸灰動力不足，低于此壓力值閉鎖輸灰單元啟動。儀用氣源壓力常值設(shè)為0.4 MPa，為了防止儀用氣壓力低致使氣動閥不能正常動作，低于此壓力值閉鎖輸灰單元啟動。

3.1.2 單元裝灰過程

1）打開發(fā)送罐透氣閥。待透氣閥開信號到位后，打開發(fā)送罐進(jìn)料閥，待任意一個發(fā)送罐料位發(fā)或裝灰時間到達(dá)裝灰時間設(shè)定值，進(jìn)入裝灰結(jié)束過程。裝灰設(shè)定時間可在CRT 參數(shù)設(shè)定畫面中設(shè)定并可根據(jù)工藝要求調(diào)整設(shè)定值。裝灰結(jié)束過程關(guān)閉本單元所有進(jìn)料閥。待本單元所有裝灰閥門關(guān)位信號返回后，進(jìn)入輸灰等待過程。如果滿足輸送聯(lián)鎖條件進(jìn)入輸灰開始過程。

2）補(bǔ)充說明：裝灰過程被旁路發(fā)送罐的不開啟，旁路功能由CRT 畫面中的“旁路”按鈕鍵完成。裝灰過程中，無論在軟手操還是自動狀態(tài)下，為了防止發(fā)送罐裝灰過多，造成輸灰困難甚至堵管，任一發(fā)送罐料位高觸發(fā)后會自動關(guān)閉進(jìn)料閥，結(jié)束裝灰過程。

3.1.3 輸灰過程

開啟單元出料閥、單元進(jìn)氣閥、混灰器主混閥，三個閥都打開系統(tǒng)進(jìn)入輸灰過程。若在輸送過程中輸送壓力大于0.35 MPa，則打開混灰器混副閥，待輸送壓力小于0.30 MPa，關(guān)閉混灰器混副閥；打開、關(guān)閉混灰器混副閥的壓力值均可根據(jù)運行情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。若在輸送過程中輸送壓力大于0.40 MPa，則關(guān)閉單元進(jìn)氣閥。當(dāng)輸送壓力小于空管壓力設(shè)定值0.14 MPa（可在輸灰控制畫面調(diào)整）延時大于10 s，同時輸送時間大于8 min，出料過程結(jié)束。出料過程結(jié)束依次關(guān)閉混灰器混主閥、單元進(jìn)氣閥、出料閥。待上述所有輸送閥門都關(guān)閉，表示單元輸灰過程結(jié)束；單元又開始新一輪裝灰，進(jìn)入裝灰開始過程。CRT 畫面中停止輸灰，單元輸灰應(yīng)按照正常輸灰過程走完后，結(jié)束輸灰。輸灰過程中CRT 畫面急停按鈕按下，應(yīng)停止輸灰、立刻關(guān)閉所有閥門。

3.1.4 堵管處理

采用雙套管進(jìn)行輸灰的系統(tǒng)，基本上不會堵管。當(dāng)輸送壓力大于0.45 MPa（可在輸灰控制畫面調(diào)整）并經(jīng)延時30 s 發(fā)堵管報警，進(jìn)行手動排堵：關(guān)閉單元進(jìn)氣閥，打開副混閥和主混閥進(jìn)行吹堵；必要時可以開排堵閥，將管內(nèi)堵灰吸至除塵器灰斗，通過吹和吸交替進(jìn)行疏通。

3.2 程序設(shè)計

程序設(shè)計應(yīng)為一鍵啟動功能，正常運行不許人員干預(yù)；重要的故障應(yīng)有報警彈出窗。

程序應(yīng)有一定的容錯功能，如透氣閥的開信號回不來，可以畫面報警，不應(yīng)當(dāng)停止輸灰運行。重要的閥門信號故障應(yīng)停止輸灰，如進(jìn)料閥開、關(guān)信號故障，透氣閥關(guān)故障，出料閥開、關(guān)信號故障，進(jìn)氣閥開、關(guān)故障，混主閥開、關(guān)故障。采用壓力開關(guān)控制進(jìn)料閥氣囊充壓的進(jìn)料閥，在進(jìn)料閥開關(guān)信號同時存在時不能對氣囊進(jìn)行充壓。

對于共用輸灰管線的輸灰單元，可以按照一定順序進(jìn)行循環(huán)輸灰，但是一定要有旁路功能，某單元故障或灰少時可以屏蔽輸灰。其中一個單元輸灰時其他單元出料閥必須先關(guān)閉，以避免單元輸灰互相影響。

4 結(jié)語

可靠的輸灰系統(tǒng)可以大幅提高電廠的安全水平、提升經(jīng)濟(jì)性。在輸灰程控系統(tǒng)設(shè)計中還要注意程序一定要完善，能應(yīng)對各種故障情況；程序調(diào)試時一定要多做一些閥門異常情況下的模擬試驗，如閥門打不開、閥門開關(guān)信號都回來或都沒有等，只有這樣才能調(diào)試出一個程序漏洞小、運行穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)。