摘要：近年来，随着我国燃煤火力发电厂建设规模开始扩大以及灰渣综合利用、减少贮灰场资源浪费的提倡，绝大部分的燃煤火力发电厂都使用了正压浓相气力除灰装置。正压浓相气力除灰系统因为输送灰的距离较远，流速低，能耗低，磨损小，管材投资小，易于干灰综合利用等特点，被越来越多的燃煤火力发电厂所使用。近几年，尤其是东南沿海地区燃煤火力发电厂由于电煤的紧缺，燃用偏离设计及校核煤种的情况增多，有时由于灰量的增大，造成正压浓相气力除灰系统设计出力无法满足燃煤产生灰的输送，致使系统堵灰，严重的威胁到了电气除尘器甚至是电网的安全使用。这篇文章将对气力除灰不畅这个问题进行讨论，并相应的给出自己的建议。
关键词：火电厂气力除灰；不畅原因；解决措施
引言
火力发电厂在当今经济社会的发展中发挥着十分重要的作用，为经济社会的发展和人们的正常生活提供实用的电力资源。其在发电过程中必须按照国家规定选配、设计符合要求的除灰系统，这不仅施工便利、节约资源，还能够帮助火电企业降低生产成本，实现经营效益的最大化。由于我国火力发电机组一般规模较大，为了使资源得到深入利用，气力除灰被大多数火力发电厂广泛应用。这是由于气力除灰具有受空间位置和输送线路的限值较小，也因其较为可靠。但也有一些因素会造成气力除灰受阻，严重影响除尘器和机组的安全高效运行。该文分析了现阶段我国火力发电厂气力除灰不畅的原因并有针对性地提出了有效对策。
1火电厂气力除灰工作原理及系统组成
气力除灰系统工作原理：在一定条件下，流动的气体能输送重度很大的固体，并且能输送相当长的一段距离，利用压缩空气的动压能和静压能或两者联合进行物料输送。气力除灰系统主要由除尘器的飞灰处理系统、库顶卸料和排气系统、灰库气化风系统、库底卸料系统、控制用气系统、空压机系统、控制系统等组成。以压缩空气作为气力除灰的动力源，粉煤灰经过仓泵上的密闭管道，被除去并送至灰库，再通过库底卸料器、双轴搅拌机向外排灰，从而实现无污染排灰。（1）进料阶段。开启进料阀，关进气及出料阀，粉煤灰由电除尘器落入仓泵内。当仓泵灰位到达高料位置时，触发高料位信号，此时进料阀自动关闭，结束进料过程。（2）加压阶段。进料阶段结束后，关闭进料阀，开启进气阀、助吹阀，把压缩空气送入到仓泵中，使仓泵内的飞灰呈流态。（3）输送阶段。开启出料阀，灰气的混合物经过输灰管道被输送到灰库。粉煤灰在仓泵内结束输送后，仓泵中的压力逐渐下降，当仓泵内压力到达下限值时，结束输送过程。（4）吹扫阶段。此过程保持进气阀、出料阀开启状态，用压缩空气来吹扫管道和仓泵，使得仓泵压力降到一个稳定值后，吹扫完毕。将进气阀、出料阀关闭的同时将排气与进料阀开启，仓泵将开始下一周期的进料。
2火电厂气力除灰不畅导致的后果
气力除灰不顺畅的现象，首先一个反应就是导致灰斗出现大量的积灰现象，如果说在火电生产的过程中，发生了长久的积灰现象，那么就必然会导致灰短路的故障现象出现，进而给予火电厂的正常生产带来极大的影响。其影响的功能主要是涉及到了除尘器运行过程中的效率下降、排灰口直接堵塞、引风机运行不良、灰处理能力大幅度下滑等方面的问题。
2.1除尘器效率的降低
当灰对于电场造成挤压之后，也就使得极线、极板以及电厂的阴阳极出现位移现象以及变形现象，直接使得除尘器表现出的运行效率大幅度降低，并且这方面的故障问题无法在短时间内修复完成。
2.2引风机失去使用效能
当电除尘器积灰严重时造成除尘效率下降，锅炉烟气当中包含的粉尘浓度过高，加剧了引风机叶轮磨损，最危机时还会导致引风机飞车。
2.3排灰口堵塞
当积灰在长时间的堆积之后，会在各方面的作用影响因素之下，融成焦块的形式掉落到灰斗之中，在大量焦块的影响之下，直接导致灰斗运行过程中无法正常的进行下灰处理。
2.4灰输送能力大大降低
灰短路的时候较大颗粒的粗灰会在电除尘器里面沉降，造成运输能力下降。同时会造成后级电场灰斗排灰口阻塞、灰运输能力下降这两个状况的循环反复现象，灰斗积灰问题也会更加的严重，若是粉尘积累超过负荷，严重的时候还会造成除尘器无法承受压力，发生掉斗、坍塌等安全事故。
3火电厂气力除灰不畅的原因分析
3.1气力除灰能力不足
大部分电厂的气力除灰不畅均表现为输送能力不足，造成气力除灰能力不足的原因主要有2点：一是设计选型偏小，二是煤种变化。其中实际燃用煤种的含灰量远大于设计煤种，从而引发气力除灰能力不足的占多数。
3.2煤质不合适
煤本身的发热值无法达到锅炉的需要。满负荷工况设计下供给的煤的发热量不够，无法达到负荷要求，所以只能增加煤的供给量，这将导致煤燃烧产生灰分增加。同时煤燃烧产生杂质会导致灰、气浓度比失调，进而给输送造成困难，最终可能出现堵塞现象。
3.3系统部件故障
系统部件发生故障的时候，还会引起气力除灰系统出现故障，很大一部分原因是因为部件的质量问题，为了降低投资，造价人员会选择质量不是特别好的材料，有时候在操作人员操作不当的情况下也会导致系统部件出现问题，影响气力除灰系统的正常运行。
3.4未适时调整气力除灰运行参数
机组运行情况发生改变时，要依据实际的运行情况进行参数的调整，气力除灰系统应将输灰能力调整到最大化避免输灰的不畅。操作人员还要依据运行的实际情况、煤种的特征、设备的质量等居多方面来设置运行参数，在操作中尽量减少设备的摩擦，将气力除灰系统的输灰能力发挥到最优。
3.5运行人员经验不够
在实际运行中，灰量会在除尘器中不断增大，运行人员由于怕出现堵管问题而人为调整系统参数。通常是缩短系统的进料时间，增加输送次数，这些降低了气灰比，加速了设备磨损，同时造成系统出力减少。
4气力除灰不畅的有效解决对策
4.1气源压力故障的解决措施
4.1.1输送用气气源压力不足
正常的气力输送气气源压力在0.60MPa，若是输送气气源压力过低就会造成进气量的相应减少，气力输灰管道因为速度的降低导致管道的阻塞。控制压力时可采取多设置一个气源压力变送器来保护系统，因为气压在小于0.40MPa时，气力除灰系统就不能进行正常的工作。还有一点要注意的是，当压力过小时还应查看空压机及其附属设备有没有处于正常的运行状态，如有问题出现应及时解决。
4.1.2空气干燥及过滤装置工作异常
由于空气中多少含有水分，空压机在进行工作时压缩了空气当中的水分，导致气态水变为液态水、并且压缩空气当中还有一些油及粉尘，当干燥过滤设备不能正常工作时，这些液态水、油及粉尘就会进入气力输灰管道，与干灰融合到一起，粘结在输灰管道内壁上，不及时处理就会增加输灰的阻力，输灰速度下降，从而造成气力除灰系统运行不畅，所以定期对空气干燥及过滤装置的检查也是气力除灰系统正常运行的保障措施。
4.2排气管配置措施
仓泵平衡排气管连接位置和配置如果不当，会造成下灰不畅，进料时间加长，输送出力降低仓泵排气管接人灰斗的位置过低。一曰灰位过高就会堵塞管口，严重时能填满整个排气管，排气管堵灰后仓泵不能顺畅排气，工作循环被破坏；积存时间越长，灰的流动性越差，疏通难度就越大这是引起仓泵出力下降，气力除灰不畅的一种较普遍的原因。要求仓泵排气管安装位置尽量高，保证在高料位以上。
4.3粉煤灰的物性变化对策
（1）锅炉点火运行初级阶段，燃煤燃烧不充分、灰颗粒过大，而且灰的粘性也很大、灰的温度过低、流动性不佳，所以要加大气力除灰系统输灰的开始速度。为了不让输灰管道造成阻塞，在仓泵进料的时候还要将时间缩短、提高气量的配比，从而增强干灰输送的速度，确保干灰的稳定输送。
（2）由于很多的不确定性，进入锅炉的煤质产生了巨大的变化，造成燃煤灰量增多。想要气力除灰系统顺畅的运行，就要增大总的输送气量、将进气比例调整到最佳的状态。根据了解发现，由于煤质变化导致的堵灰状况特别多，因为除灰系统的裕量设计只有燃用设计煤质的50%，所以当燃煤改变产生过多的灰份超出了气力除灰系统最大输送能力时，大多情况下电厂的气力除灰设备只能进行增加容量的改进。
（3）很多的时候当电除尘器一电场故障时，颗粒度较大的粗灰就会由于自身的重量沉降在一电场的灰斗中，电除尘器二电场会承担原一电场的除灰负荷，后部电场以此类推。为了避免电除尘器一电场退出工作后，供电不足造成阻塞现象，要对整个气力除灰输送系统进行调整。
4.4仓泵配置措施
（1）仓泵进气止回阀是否损坏。止回阀损坏，灰容易倒流进入气管，造成气管堵塞而无法输送，由于经常检修而占用大量的输送时间，导致系统出力不足，灰斗满灰。
（2）进料阀、平衡阀及出料阀磨损漏气严重。出料阀漏气易导致加压流化阶段物料进入输送管道，当开泵输送时输送管道内的物料增加了输送阻力，可能导致堵管；而进料阀及平衡阀漏气易导致开泵输送后进入管道的气量锐减导致堵管。因此根据运行工艺要求，选择耐磨性强的阀门是保证输送正常的必要前提。在系统运行期间，当发现充压时间到而压力未达到设定值时或仓泵出灰时间大于设定值时，应及时进行阀门检查，此外以系统运行3个月为1周期，进行检测并判断仓泵各阀门是否存在磨损泄漏，减少设备带病作业的时间也是保证系统正常运行的关键。
（3）仓泵结构问题。不具备流化功能的仓泵将导致除灰不畅，表现为灰无法完全被送出仓泵，如容积大于0.1m3的某仓泵，见图3。不同的输送场合采用不同结构的仓泵，仓泵形式必须和灰的料性相适应，大容积仓泵必须具备流化及出力可调功能，当灰样发生变化时，才能有效应对粗灰的输送或加大系统出力。
图3
结语
导致我国气力除灰系统运行不畅的关键原因就是在于机组燃用煤种的多样性，因为近年来煤电机组的大规模建设，致使电煤紧缺，相当大一部分电厂实际运行使用的燃煤往往都会偏离设计煤种，所以在燃煤火力发电厂设计的时候，设计院应提示建设方提供全部可能燃用煤种资料并按灰份最大煤种来进行校核，从而保证气力除灰系统的正常运行。电厂在选择机组燃煤的时候要最大限度的使用与设计时煤种相似的煤，或采取配煤燃烧技术，使燃煤灰分尽可能与设计时煤种相似，并及时调整气力除灰系统，保证运行顺畅，避免安全事故的发生。在进行锅炉烟道设计时，可以适当将回转式空预器后水平段的长度加长，设置导流板，使各烟道内烟气的浓度场尽量均匀。灰份产生较大变化时，一定要随着变化调整气力除灰系统参数，从而保证气力除灰系统的正常运行。
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论文作者:窦红宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
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