（新疆电力设计院，新疆，乌鲁木齐，830002）
【摘 要】本文主要围绕火电厂除灰系统设计中常见的气力除灰系统运行、系统设备以及特殊工况下除灰系统的应变能力三方面的问题，就进一步的优化和改进措施作了一些分析和探讨。
【关键词】火力发电厂；除灰设计；问题；改进措施
随着我国火电相关技术研究的不断深入，火电厂除灰系统已逐步实现国产化。目前火电厂除灰系统的技术方案主要有小仓泵输送技术、流态化仓泵输送技术、以及正压浓相(DEPAC)输灰技术，而又以正压浓相(DEPAC)输灰技术应用最广。不管采用何种方案，就目前火电厂除灰系统的设计实践来看，一些问题还较为普遍，主要表现在三个方面，一是除灰系统的灰质、灰量与除灰设计的参数不符；二是除灰系统的设备质量尚存在较多缺陷；三是在一些特殊情况下或一些故障出现情况下，除灰系统的应变能力存在较多不足，难以发挥出应有的作用。
1．火电厂除灰系统设计主要问题分析
1.1气力除灰系统运行问题
电煤需求受市场变化影响较大，各火力发电厂实际使用的煤种往往与设计校核煤种存在差异，这种情况很容易引起导致磨煤机、除尘、除灰、脱硫等一系列辅助设备出力不够，由于除灰系统的整体性和关联性强，一旦某个环节出现问题，将会影响后续设备的正常运行以及运行效果。除灰设计实践中，由于上述问题导致的除灰系统重新改造的案例比比皆是，一些火电厂甚至在除灰系统投运后很短的时间就面临必须重新改造的现实，不仅造成严重的投资浪费，也会影响火电厂的正常生产和发展计划。
1.2气力输灰系统设备方面的问题
输灰系统设计方面的问题常见于空压站设备、阀门、管道、弯头以及控制、仪表等方面。
（1）空压站设备
国内火电厂普遍采用螺杆式空压机加冷冻式干燥机或组合式干燥机的空压站配置。实际设计实践中，空压设备厂商给出的出力值往往是特定情况下的理论值，而实际情况中，受火电厂实际的条件和环境影响，包括气压、温度等因素，实际出力可能低于空压设备的理论值，而空冷式空压机如通风不利，夏季出力会明显下降，甚至会因排气高温频繁跳闸。另外，国内一些厂商的冷冻式干燥机采用小功率压缩机，这一类设备对环境的要求很严格，与火电厂实际情况来看，往往存在适应性差的问题。此外，大型螺杆式空压机在夏季普遍需要预冷设备，否则，冷干机根本无法正常工作，组合式干燥机也存在再生耗气量远大于铭牌值、干燥剂老化过快等问题。
（2）阀门
火电厂除灰系统中，阀门所处的运行环境和条件都非常恶劣，对阀门的质量提出了更高的要求。目前气力输灰系统中采用的灰路阀门主要有气动圆顶阀、双闸阀和其他采用耐磨材质的通用阀门等。
实际应用中圆顶阀作为出料阀使用常受到限制，也无法在省煤器、空预器等高温场合使用，即使采用水冷式密封圈也效果不佳。加上市场上密封圈质量良莠不齐，导致阀门的更换非常频繁，一定程度上加大了除灰系统的维护成本，也加大了火电厂的劳动强度，对火电厂的长期运行非常不利。
双闸阀分合金、陶瓷两类，常见问题主要有：制造材料和工艺不佳，产品磨损快，严重影响阀门的使用寿命。此外，还存在无泄漏报警的问题，一旦发现不及时，很可能在极大磨损情况下造成系统堵管才被发现。
采用耐磨材质的通用阀门常见问题主要抗沾灰能力弱、设计缺陷，阀门部件磨损快、妨碍飞灰输送等。
（3）管道、弯头方面的问题主要是磨损问题，管道磨损多是因为安装偏心或弯曲。弯头磨损则与设计不合理、管道流速过快有关。
（4）控制、仪表
输灰系统自动控制仪表主要有料位计和压力变送器(压力开关)等。实际环境和情况下，飞灰会磨损或堵塞压力开关，理论上不管何种料位计都存在误报警现象。控制程序的设计应充分考虑到特殊工况下的输送要求，有的控制系统上位机组态界面可调项仅间隔时间一项，一旦飞灰变粗，无论怎么调整运行间隔都是一输送就堵管，只能手动输送。
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1.3特殊(故障)工况下的系统应变
（1）省煤器灰的输送
省煤器灰不同于电除尘飞灰，其堆积密度和平均粒径都远大于电除尘飞灰。目前有并入一电场灰管和独立灰管两种输送方式。并入一电场灰管输送方式较节约气量，但存在着占用一电场灰管出力和异物造成一电场灰管堵管等缺点。
（2）一电场事故停运后其内的灰为自然沉降灰，虽然灰量少但是由于要采用稀相输送，所以系统总耗气量增大，需开启备用空压机。
2．火电厂除灰系统设计改进和优化措施
2.1气力除灰设计优化
按照《火力发电厂除灰设计规程》的规定，采用连续运行方式的除灰系统应有不小于燃用设计煤种时排灰量50%的裕度，燃用校核煤种时排灰量20%的裕度。实际设计中应按“最大灰量”原则选取，要充分考虑在燃用最恶劣煤种下的设计出力，这种设计方法虽然初始投资大，但对除灰系统的运行而言具有必要性。
目前国内火电厂输灰系统设计中普遍忽视了对灰质的考虑。基本上其堆积密度均取为0.75t/m3，同时也忽略飞灰粒径的影响。实际运行经验表明，飞灰堆积密度和平均粒径的上升，会引起气力输送系统出力明显下降，且磨损严重。当飞灰堆积密度和平均粒径达到一定值时，飞灰将无法进行正压浓相输送，只能稀相输送，系统气耗急剧增大，出力明显减小。要解决以上问题，一方面在系统设计阶段要尽量开展初始工业模拟试验，得出准确的飞灰堆积密度和平均粒径以保证系统设计的可靠性；另一方面，要重视对入厂煤的煤质、掺配，重视对磨煤机、电除尘等辅助设备的设计选型。应对除灰系统可能面临的灰量、灰质严重偏离设计值做好充分准备。
2.2气力输灰设备选型设计
空压机设计选型时铭牌出力应不低于系统实际耗气量的130%。应重视夏季高温对空压机的影响，如有必要应选用水冷式空压机，其冷却水源来自闭式水系统，其压力、流量、水质均可保证冷却效果。国产设备的总体性能和质量与国外一些设备尚存有差距，但相对进口设备具有较高的性价比，实际选用时应综合比较分析，选择综合优势明显的设备，但要保证性能满足除灰设计要求。
选用阀门时应综合考虑分析，如对其他电厂运行机组充分考察，了解其近三年的阀门备品、配件维护费用，慎重选择。
管道、弯头设计中应根据灰分特性合理选择灰气比，并对灰管的变径点认真核算。采用双套管的系统尤其要注意控制流速。
输灰系统的自动控制仪表在运行、维护中应及时调整料位计灵敏度、清理积灰，保证料位计正常工作。压力开关应尽量安装在输送管道的气源侧。控制程序的设计应充分考虑到特殊工况下的输送要求，预存两套甚至三套控制方案。
2.3特殊(故障)工况下的系统设计
（1）省煤器灰长距离输送推荐采用省煤器灰管独立的输送方式。
（2）后电场灰量增大应调整输送频率增大出力，在设计中应对后电场仓泵容积留有充分余量，不能采用过小仓泵。
3．结语
除灰系统是火电厂生产运营环节中的重要保障系统，对火电厂的生产环境和生产水平都具有重要影响。实际环境中，除灰系统的运行受多种因素影响与设计方案和预想存在较大差距，如不能充分考虑到理论方案与实际运行中的差异，很可能造成设计改变，严重者甚至可能造成巨大的投资浪费。因此，应通过大量的考查调研了解各种除灰系统设计的实践效能以及实际运行维护存在的各类问题，通过提前预防，提前预案，从而保证除灰系统的最佳设计和最佳效能。
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论文作者:刘洋
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年10月供稿
论文发表时间:2016/3/9
标签：系统论文; 火电厂论文; 阀门论文; 设备论文; 电场论文; 气力论文; 省煤器论文; 《工程建设标准化》2015年10月供稿论文;