试析电厂除灰系统运行中存在的问题及解决的对策论文_何绍峰,卫丽,沈小旭,钟慧慧

试析电厂除灰系统运行中存在的问题及解决的对策论文_何绍峰,卫丽,沈小旭,钟慧慧

(中机国能电力工程有限公司 上海 200061)

摘要:社会的发展离不开电力能源的使用,当前人们的日常生活、生产工作都与电力能源息息相关,所以重视对电厂工作的研究十分具有现实意义。现如今,我国大部分电厂都采取火力发电的方式为城市以及周边用电地区进行供电,在发电过程中除灰系统作为一套不可或缺的辅助设备一直被电厂所重视。除灰系统主要采用气力输送的方式完成在密闭环境下的除灰工作,从而使除灰系统满足电厂工作需求。本文将针对火电厂气力除灰系统运行中出现的问题及对策进行研究。

关键词:电厂;除灰系统;气力输灰系统;问题;解决对策

现阶段,我国的火力发电厂中除灰系统大都采用的是气力除灰方式。这种除灰方式的系统构成主要包括有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、控制用气以及布袋脉冲清洗用气系统、除送用空压机系统以及空气净化系统等构成。

1.火电厂气力除灰系统运行原理

火电厂气力除灰系统开机运行后,在进料阀部位存在的密封圈就会主动的进行泄压,并存在大约在3~5秒的延迟时间,然后进料阀会开启,此时相关物料开始下落,当落料的数量或持续的时间到达预先设计的参考范围内时,进料阀就会收到信号,并关闭阀门,3s之后再对进料阀的密封圈进行适当充压,如果密封压力的开关已经发出信号,再依次打开出料阀、进气阀以及补气阀,再次完成物料输送;如果输送压力的开关发出信号,那么整个输送过程完毕,将进气阀与补气阀关闭,等待约3s~5s之后关闭出料阀,此时系统重复进入下一个循环过程。

2.电厂除灰系统运行问题引发的危害

火电厂气力除灰系统在运行中出现问题的主要表现现象是在火力发电的过程中,出现的积灰没有得到及时的清理,所以引发了灰斗内大量积灰现象的出现,若不对积灰及时进行处理,就可能造成各种问题,引发安全隐患。首先会降低除尘器的工作效率。当大量的灰堆积之后,在重力作用下就会对电场极板、极线等设备产生挤压,使其发生形变或者是位置的迁移,造成除尘器工作效果下降,需要强调的是,该故障维修困难,负面影响持续时间长。其次会使引风机损坏。当由积灰引发设备短路现象发生后,此时就会让火力发电产生的烟气含尘度不断的增加,并引发引风机旋转大叶轮严重摩擦问题的发生,若情况较重,或可发生引风机飞车重大事故危害。然后是会让输灰变得异常困难等。气力输灰系统压力低才能够让灰与气快速的分离,当管道内出现大量的积灰时,就会让输灰管道变得拥堵不堪,系统压力升高,使输灰受到影响,分离困难增加。

最后是使输灰能力直线下滑。灰积累到一定程度的时候,大颗粒灰尘在重力作用下回进入除尘器的内部,从而导致输灰能力大大折扣。若积灰量大,就可能造成排灰口堵塞状况,由于排灰口堵住,所以积灰就会再次增多,发生恶性循环;当灰量不断增重后就会增大机器工作载荷,造成机器坍塌等严重的安全事故。并且如果在进行飞灰取样取得的灰份样品中可以看到,有相当一部分为米粒大的颗粒,粒度在2~3 mm内,而设计值最大仅为130μm,实际与设计标准相差230倍。灰粒大,这样在同体积的灰份中密度相对较大,在管道中同等压力的压缩空气不容易吹扫,需停止落灰手动吹扫四五次才能将管道中所有灰粒全部吹走,留在管路中。在管路中灰粒爬升25 m的高度,气压明显不足,无法将颗粒状灰份输送如此高度,这样在垂直管路的下端就有灰份滞留,当下次正常输灰时,就会出现堵灰。

如果在每次正常的落灰输灰中,都有一部分灰粒吹不走。经过几次的输灰过程,当管道中灰粒增多时,就发生管路堵塞,这样就得停止正常落灰,手动进行吹扫。而每进行一次排堵工作,需要5 min的时间,而在这5 min内,电除尘一电场的灰斗中将收集到1/12×28.74=2.395 t的灰量,这些灰量需增加1次手动输灰才能排完,且正常输灰情况下,一电场输灰频次为10次/h,此时停止落灰,灰斗里的灰不能及时落下,料位越集越高,使得料位压实,更加不易落灰。料位的集聚,最终使电场跳闸,形成恶性循环。

3.电厂除灰系统运行问题的原因

首先是煤的质量不达标。电厂出现除灰系统问题的根本原因之一就是煤的燃烧热值不达标。由于煤的的质量存在问题,在燃烧中就达不到预设的发热量要求,此时就需要增加煤的使用数量,这就会使产生的积灰不断增加,让系统在负荷超标的状态下运行。不仅如此,质量不达标的煤在燃烧后产生的杂质积灰较多、灰气浓度比不达标,给除灰带来困难,所以引发了系统拥堵现象。其次是因为火电厂气力除灰系统的除灰能力不足,这主要是由煤种类的改变与设计中选择的型号过小造成的。需要强调的是,由于选用的煤种比设计时产生的灰量较大造成的除灰系统除灰性能降低是首要影响因素。然后是输灰管阀门发生故障,输灰管泄漏堵灰。仓泵口的圆顶阀、灰管的排堵阀不够严密以及灰管发生泄漏都会使输灰管的内气压较低,输灰管由于气压不够而产生积灰,最后造成堵灰。

最普遍的是球顶磨损、圆顶阀的密封圈损坏,排堵阀没有关严而造成磨损,以及输灰管伸缩节发生漏气漏气等。最后是由于工作人员经验不足造成的。当火电厂除灰系统运行一段时间积累了大量的灰尘后,很多操作人员都由于单线出现管道堵塞问题对系统参数进行调整,通过让进料时间减少、提高输送的频率、降低灰气比的方式进行处理,这么做反而让设备磨损率提升,降低了系统的工作能力,起到了负面的工作效果。

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4.电厂除灰系统运行问题的解决对策

首先要基于系统设计角度进行考虑。电厂在进行燃煤的选择中,应该以热值、产生的灰气与设备设计范围相符合的煤种为主要燃料,从而降低灰的燃烧产生总量,降低系统工作压力。若没有符合要求的煤类,则必须做好输灰系统的实时勘察、检测工作,对积灰进行定期的处理,降低积灰在设备中积累的数量,从而降低安全事故发生的概率。

其次在进行烟道设计的时候,应将空预器水平段尽可能的延长,并在每个烟道间安装新的烟箱装置对各烟道进行联通,并在烟道内部适当位置安装导流板,让每一个烟道流过的烟气浓度保持均匀、平衡、稳定。从而避免温度升高后浓度梯度变化造成的内外浓度不一改变气力除灰正常裕量现象的发生。然后,相关的工作人员应定期的对输灰管阀门等设备进行检查,并不断完善各项检查制度,对输灰管排堵阀等设备、部件的密封性、磨损状况、开闭状态、周围积灰程度进行详细的检查、记录,并做好问题设备、部件的更换、维修、除灰工作,从而避免发生设备过劳磨损、毁坏、积灰量过大造成的运行问题。

再次仓泵配置。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。

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。

仓泵结构。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,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。

最后,火力发电厂应对企业内部的工作人员的培训工作予以重视,在日常的工作中应该为员工提供外出培训学习的积灰,或者聘请经验与理论知识丰富的优秀的工作技师入厂进行火力发电厂除灰系统运行工作的现场指导与讲座,为员工传授相关的工作经验与知识,提高员工的知识储量与经验,方便员工可以应对多种问题,提高员工的综合素质能力;在设备操作使用中应明确提醒员工不可蓄意的对系统参数进行调整,影响设备工作状态。从而确保除灰系统的稳定运行,保证发电厂发电工作不受影响。

5系统改造

通过对系统堵灰原因,结合除灰系统厂家意见,决定对气力输灰系统进行改造,以彻底解决堵灰问题。

5.1烟气进口烟道增加导流板在进入除尘器前的烟道增加导流板,以解决烟气气流不均衡导致灰室落灰不均匀的问题,钢板材质为Q345,并对烟道支撑系统重新核算后进行补强。

5.2扩大仓泵和管道进行扩容对一、二电场的仓泵进行扩容,将原先2 m 3容积的仓泵更换成2.5 m 3的仓泵,输灰管道由原DN125更换为DN200,同时对压缩空气管道改造。将从一、二电场更换下来2 m 3的仓泵更换到三、四电场,将三电场更换下来的仓泵更换到五电场,输灰管道保持不变。

5.3改造后投运效果通过对系统进行改造,机组运行稳定中,除灰系统未出现堵灰现象。而且在电除尘停运,锅炉同时烧油烧煤的情况下,除灰系统仍正常运行15小时,直至磨煤机恢复正常,锅炉除去油枪,电除尘正常运行后。

结束语

综上所述,本文对电厂除灰系统运行过程中出现的问题现象、原因、对策进行了分析。由于火力发电依旧是当前社会电力供应的主要途径,所以气力除灰系统的具有良好的发展前景。在未来发展中,除灰系统的更新应基于现实状况与实际工作环境,做好设备的设计与完善,从而降低系统运行中问题发生的概率,提高除灰系统使用的可靠性与有效性。同时由于近年来国内电煤供应紧张,鉴于其它已投运工程的经验,很多电厂实际所燃用的煤种与原设计煤种有较大偏差,相应的灰质特性、灰分、灰量等亦发生较大变化。鉴于燃煤供应的严峻形势,为保证机组安全可靠、清洁环保地运行,新建电厂需要增强原输灰系统的输送可靠性、加大系统出力和安全裕度。

参考文献

[1]于威.火电厂气力除灰系统的现状及其发展.科技创业家,2014年09期.

[2]何奕权,吕洪涛.珠江电厂#1炉除灰系统改造.机电信息,2011年24期.

[3]电厂除灰系统图纸及说明书[S].

[4]王鹰,陈宏勋,王国华.连续输送机械设手册[M].北京:中国铁道出版社,2001.

论文作者:何绍峰,卫丽,沈小旭,钟慧慧

论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期

论文发表时间:2017/6/28

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