摘要：燃煤发电厂使用干除灰输送系统收集的粉煤灰可进行综合利用,从而实现节约用水,减少灰场用地,避免二次污染的目的。目前我国缺水的地方较多,不具备电除尘安装条件，在新建或改造的大型发电机组大量增加干除灰设备，配套各种输送形式的干除灰输送系统。干除灰输送系统在运行过程中也暴露出许多问题,如管道堵灰、出力不足、设备部件磨损等,有的电厂因干除灰输送系统出现的问题,直接影响机组满负荷稳定运行,甚至个别电厂发生电除尘器灰斗内飞灰输送不出而造成电除尘器及灰斗坍塌事故。因此有必要对电厂干除灰系统进行合理改进,避免此类问题发生,使燃煤电厂机组安全稳定运行。
关键词：电厂；干除灰系统；技改方案
引言
随着电力市场竞争加剧，燃煤电厂的成本管控压力不断增大，为有效降低电力生产成本，电厂一般会根据不同负荷阶段来掺烧劣质煤。劣质煤的掺烧带来了飞灰量增加、灰质变粗等问题，直接造成除灰系统不能正常工作，严重影响机组的安全运行。
1干式气力除灰改造方案技术经济分析
气力输送技术发展100多年来仅限于稀相悬浮式输送，如负压式、正压仓泵式、正压柱塞泵式、气锁阀式等常规方式，这些都是利用压缩空气夹带粉煤灰进行输送。在充分调研的基础上结合自身实际情况采用优化后的正压浓相气力输送方式。正常情况下，堆积在灰斗中的飞灰，进入安装在灰斗出口的输送管道，然后通过气力输送进入灰库。安装于灰斗中的料位计送物料位置信号，并触发输送管道输送泵的入口圆顶阀开启，灰在重力作用下进入仓泵。当高料位开关被覆盖，入口圆顶阀关闭，在线圆顶阀开启，于是泵内飞灰通过输送管道进入灰库。灰库装满发出高料位信号，控制系统结束输送工作。该系统具有以下特点：
（1）系统出力大，输送距离远,可达300m；
（2）灰气比高，能耗低；
（3）系统运行可靠性高，不易发生堵管；
（4）飞灰输送速度低，管道阀门磨损轻，维护工作量小。
确定了系统采用的干除灰方式后，对一些设计参数进行了校核和选定，系统改造出力按大于校核煤种排灰量的120%考虑，并按设计煤种排灰量的150%，取两者的最大值；二电场干灰输送器出力按一电场相同考虑，便于处理一电场故障时的灰量。因此系统出力按平行线30t/h设计。实践证明优化后的高浓度气力输送具有固气混合比高、能耗低、磨损小、稳定性高、尾气处理简单等优点。本改造工程新增两座干灰库，每座有效容积1000m3，灰库底设有碳化硅材料气化槽，以改善库内灰的流动性，有利于排灰通畅。库顶设置有布袋除尘器和排乏气风机，将库内的乏气过滤干净后排向大气，排气含尘浓度50mg/m3。在贮灰库下部有两个卸灰口：一路直接卸干灰，通过散装机装车外运，供综合利用；一路通过双轴搅拌器调湿，用汽车将湿灰运到灰场碾压。
2干除灰输送系统的管道的布置
现在电厂大部分干除灰系统的布置基本是除尘器一电场一条输灰管道,二电场一条输灰管道,第三、四、五电场合并一条输灰管道。其输送方式的设计原则是粗细灰分排,管道布置主要考虑是粉煤灰综合利用，这种布置的方式的干除灰系统出力基本就是第一电场的输送出力，但易造成每条输灰管道出力不均,输送时间、输送间隔不一。当一电场的输灰出力不足或出现输送故障时,整套干除灰输送系统的出力将降低。所以本人认为在考虑飞灰综合利用的同时,也要考虑输灰管道走向布置,尽量使每条输灰管道飞灰输送出力基本平均。如中电国华公司三河发电厂干除灰输送系统第二至五电场的输灰管道布置是沿着烟气流向,电除尘器通道方向布置一致,这样的布置可将各个输灰管道的出力分布平均。每条输灰管道输送时间和耗气量也相对平均,由于输灰管道内飞灰粗细混合,飞灰比较容易输送。
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干除灰自动控制系统中,PLC可根据料位计传输过来的灰粉位置信号(高、正常、低)和仓泵上方的电接点压力表指示压力值信号,采取相应的处理。当料位计指示高料位,系统将开进料阀,关出料阀、进气阀、助吹阀、带滤膜电磁阀,干灰将从灰斗卸放到仓泵进行转储;随着仓泵不断储灰,仓泵内部压力逐渐升高,当压力超过定值I,其上方电接点压力表电接点接通,上位机显示画面中电接点压力表图符显示红色,此时控制系统将关闭进料阀,电气三通电动门关闭干除灰入口,停止干除灰。之后系统打开出料阀,开带滤膜电磁阀、助吹阀、进气阀并启动空压机,在空气压力下仓泵内部干灰经过灰管输往储灰罐。在此期间,仓泵内部压力继续升高,当压力超过定值II,系统将停运空压机,然后自动关闭进气阀,助吹阀,带滤膜电磁阀。此后一段时间,仓泵内部干灰逐渐减少,压力下降,当压力低于定值I时,电接点压力表电接点断开,系统显示画面中显示为绿色,此时系统将自动关闭出料阀,开启进料阀,开启电气三通电动门重新进入干除灰处理过程。
3电除尘器对干除灰输送系统的影响
电除尘器在正常运行情况下,对干除灰输送系统没有影响,但电除尘器其中某个电场尤其是第一电场故障停运,相应停运电场下部的灰斗内灰量和飞灰颗粒度发生变化,基本是沉积飞灰,飞灰量少并且颗粒大,造成飞灰输送困难。由于前面电场退出运行,前面电场灰斗应收集飞灰移向后面的电场灰斗内,使后面的电场灰斗下部干除灰输送管道承担前面电场飞灰的输送,增加了输送负荷。一般前后电场输送设计出力不一样,后面电场灰斗内飞灰由于不能及时排空而逐渐沉积,当灰位至集尘极和放电极时会造成电场跳闸,依此类推,形成恶性循环。
因此如果发生这种情况,应迅速排灰、锅炉降负荷或灰斗内飞灰外排。有个别电厂发生由于电场集尘极和放电极之间长期积灰,电场电气控制保护没有起作用而跳闸,埋在飞灰中的集尘极和放电极之间形成半导通状态的电流,造成极线、极板放电处炭化及飞灰结焦,焦块落入干除灰系统管道内造成输灰管道堵塞。
4优化后效果
（1）灰斗料位过高容易使灰在电除尘器阴阳极间堆积，造成极板极线和框架严重变形，影响电除尘除尘效率。灰斗长时间高料位易变形甚至垮塌。性能优化后，避免了灰斗长时间高料位给电除尘器设备造成的损坏以及人工放灰造成的烫伤、窒息等人身安全危害。
（2）当前实际使用的燃煤与设计煤种/校核煤种的飞灰含量偏离较大，导致飞灰明显增多，且灰粒变粗、堆积密度变重，造成除灰设备系统出力不足，输送困难，经常性堵管，灰斗高料位频繁。干除灰系统性能优化后，提高了出力，机组可以适应燃煤煤种的较大变化，从而使锅炉能掺烧相对廉价的进口煤和低热量煤，有效降低了电厂的经营成本，实现了较大的经济效益。
（3）优化前，当燃煤灰粉增大时，易造成电除尘50%电场的灰斗长时间高料位，为避免发生灰斗坍塌的恶性安全事故，就需对灰斗进行人工放灰。这不仅影响了除尘器效率和环保指标，且作业环境恶劣，严重影响工作人员的健康。优化后，可以提高系统适应煤种变化的能力，减少灰斗高料位出现的几率,保证电除尘器在额定效率下运行，提高环保水平，降低工作人员劳动强度，有利于员工身心健康。
结束语
通过增大仓泵容积、调整输灰方式、修改部分仓泵附属配件、修改输灰控制程序等方式，对干除灰系统性能进行优化，从而提高输灰能力，保障整个机组的可靠运行，同时消除灰斗坍塌的隐患，提高锅炉对劣质燃料的适应能力，有效降低了电厂运营成本。
参考文献
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[3]张成君.陡电干除灰设备治理和改进[J].电力科技与环保，2014（3）：49-50.
论文作者:王龙飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：电场论文; 管道论文; 系统论文; 电除尘器论文; 电厂论文; 接点论文; 滤膜论文; 《电力设备》2018年第22期论文;