省煤器输灰 论文

省煤器输灰系统改造的方案
吉林长春
摘要：某电厂输灰系统省煤器输灰系统与一电场共用一条管路送至灰库。

省煤器由于浓度稳定器堵塞等问题引起输灰管道堵以致无法投运，引起空预器磨损与堵塞等安全问题。

将省煤器输灰系统改造，通过双插板阀代替水冷圆顶阀，输灰管道采用双套管管道，接入电除尘入口烟道处输灰。

保证输灰畅通并减少空预器磨损与堵塞。

关键词：空预器，烟气阻力，省煤器，气力出灰
一、绪论
某电厂2*600MW机组省煤器输灰系统采用压缩空气浓相输送方式，由卸料圆顶阀、仓泵、输送管路、补气阀等组成。

从省煤器灰斗下方，收集飞灰中的大颗粒，在输灰程控系统的控制下，各仓泵依次落灰后，统一输送至一电场输灰管线。

目前，该系统无法正常运行，主要原因有：
1、系统大量采用浓度稳定器进行补气（2米一个），浓度稳定器因质量、磨损问题，易失去逆止作用，导致输灰管线中的灰大量返回压缩空气管路中，导致压缩空气管路堵塞，在失去该路压缩空气后，无法完成正常输送。

2、原系统采用水冷式圆顶阀，为保证严密，圆顶阀采用充气方式密封，为保证密封圈及球顶不被高温热灰烫坏，球顶采用闭式水冷却。

省煤器灰斗作为该段烟道的最低点，施工遗留杂物及受热面上磨损脱落部件（如焊条、固定件等）易卡在圆顶阀中，从而引起圆顶阀无法关严。

此时，可导致密封圈及球顶的磨损，在磨穿冷却水路时，可导致闭式水进入灰斗，并很快引起灰斗中的积灰板结,灰斗重
量增加，影响灰斗的安全。

3、圆顶阀中的水路与气路相距极短，一旦联通，因压缩空气压力高于闭式水回水压力，将导致闭式水中含气。

闭式水含气将引起发电机氢冷却器发生气堵，从而导致氢气温度升高，危及发电机安全。

另，闭式水含气将导致换热效率降低，影响各用户的冷却效果（如空压机、风机油站等）。

4、输送距离长，与一电场输灰管路冲突，输送时易导致一电场输送中断。

目前由于浓度稳定器频繁堵塞，省煤器输灰现无法正常投运，该种运行方式对空预器系统的堵塞及换热原件换热效果均产生了负面作用。

二、省煤器出口烟道出灰系统的选型
1.水力输灰：由于水力输灰系统，灰浆前池、沟道需施工，土建施工工作量高，工程造价高，耗水量大，运行后对现场的文明卫生也不利。

2.气力出灰，有如下几个方案可供选择：
(1)省煤器出口烟道的出灰管道并入
电除尘一电场，共用1根输送管，灰粒输送特性改善对输送有利，但由于省煤器灰斗输灰的垂直距离很大，达22米左右，灰在下降管段重力作用下导致大量灰堵塞在水平管与垂直管连接处。

通过改进补气装置布置能取得一定的效果。

但仍然经常发生堵塞现象，甚至影响到电除尘一电场的正常输灰。

(2)省煤器出口烟道的灰斗串联为独
立的省煤器单元，用一根粗灰输送管输送至粗灰库，由于省煤器灰粒较粗，
灰粒输送特性不良，需沿输灰管道布置补气装置，这种布置方式，系统耗气量大，而且输送距离长，工程造价大。

(3)省煤器出口烟道的灰，采用气力出灰，输送至电除尘入口烟道。

这种布置方式，输灰管道短，输灰垂直距离小，而且由于电除尘入口烟道运行工况下，为负压状态，输送极为容易。

本工程省煤器出口烟道出灰系统，采用气力出灰的第3种方式，将省煤器出口烟道内的灰输送至电除尘入口烟道，省煤器出口烟道下方7只灰斗，每只灰斗8个立方米。

对应7只仓泵，仓泵容积为0.3立方米。

7只仓泵分为A、B侧两组，A侧4只仓泵，B侧3只仓泵。

输灰管道总长2×40米，输灰垂直距离7.5米。

气力出灰系统图如下：
图1
省煤器烟道气力出灰系统图
图2省煤器烟道气力出灰系统图
三、气力输灰管道由外补气改为内补气
1、原省煤器输灰管道采用外部补气，每隔两米设计一个浓度稳定器，备件数量大易堵塞且难于判断堵塞位置，高处作业较多，备件质量差更加大检修难度。

2、现将外部补气改为内部补气，主要是通过双套管特有的设计优化气力除灰的输送过程。

该系统的维护运行成本低，低耗能、节电。

该项技术的特点有：输送流速慢，物料移动阻力小；不堵管，可带灰启动；低磨损、高可靠性、高效率、优化的输送流程；对输送空气气量要求低；自我调节，管道上无须附加阀门。

3、内补气双套管技术工作原理
输送管道采用内外双套管，其在双套管的内套管上按一定间隔向下开孔，开孔处装有中心带孔的原铁片，这种独特的技术使输送气体在管道内产生自调节有序的紊流。

如果输送物料在管道中形成管堵，则导致气流速度增高，迫使大部分夹带少量输送物料的压缩空气通过上侧小管开孔进入内衬管，在下一开孔处受圆铁片阻挡大部分气进入大管形成紊流，驱散已经堆积的物料。

这样管堵刚要形成就被驱散，造成自动清堵，然后管道的输送就可以重新开始了。

由于物料与空气充分混合，且整个输送过程是连续不断的，因此可以保证系统可以有很高的气灰比。

系统的流速较低，浓度较高，大大减缓了输送管道的磨损。

物料流的输送完全依赖于输送压力的变化，从而可以保证系统总是工作在高压和优化运行点。

四、省煤器出口烟道出灰系统设计要点
1.输灰系统设计出力：目前燃煤供不应求，煤质多变性，除灰系统的设计出力应适当加大，防止出力不够时，灰斗满灰被灰压塌的安全事故。

本工程B-MCR工况下，单台锅炉燃煤量260 t/h，灰份15％，小时灰渣量：39 t/h，省煤器灰量(按总灰渣量5％考虑)为1.95 t/h，充分考虑出灰系统的裕量，出灰系统设计出力为：
4.5t/h。

2.仓泵的容积：仓泵应具有足够的容积尽量减少阀门动作时间，但也不宜过大，省煤器灰斗一般不大于0.5立方米，如果输送罐容积过大，装料时间稍有增加会造成瞬间物料输送量过大，造成运行中堵管。

本工程输送罐容积为为0.3立方米。

3. 进料阀、出料阀的选型：由于省煤器灰的温度达400℃，进料阀、出料阀如采用圆顶阀，必须采用冷却水系统，以冷却密封圈，这样系统复杂，造价高。

在本工程进料阀、出料阀采用双闸金属密封耐磨陶瓷阀，使用效果和密封性较好。

4.系统膨胀的设计：本工程省煤器灰斗向下的膨胀量为260mm，如考虑省煤器灰斗悬挂在省煤器烟道上，可以解决此膨胀的问题，但是在省煤器灰斗出灰系统故障状态下，灰斗将满灰，有可能致使灰斗压塌、灰斗焊缝拉裂等事故。

本工程省煤器灰斗固定在底部平台上，在每个仓落灰管上设膨胀节，以充分吸收灰斗热位移的膨胀量。

5.料位计的选型：由于实际使用中，料位计不可靠，易误发信号，而且在省煤器灰斗中，温度达400℃，一般料位计无法使用。

故在本工程中，在每只灰斗、落灰管上各设置1只K分度耐磨型热电偶，用以判断灰斗料位情况，使用效果很好。

6.气力出灰系统对引风机出力增加的影响：
在BMCR下，省煤器出口烟气量：1460885 Nm3/h，引风机能力通风量：1750680Nm3/h，本工程的灰气比：20，气力出灰系统运行最大空气耗量：210Nm3/h，引风机通风量仅增加万分之1.4，在引风机正常运行工况范围内，对于引风机的运行没有影响。

五、省煤器气力出灰系统改造后的运行情况：
本系统可由运行人员手动或自动运行，运行模式采用时间顺序控制，各阶段时间长度可由运行人员根据情况调整。

自动状态投入时，参考运行方式如下：
空吹时，先开“出料阀”，5秒后再开“补气阀”，最后打开“进气阀”。

空吹完毕时，先关闭“进气阀”和“补气阀”，10秒后再关闭“出料阀”。

正常输送，确认“进气阀”和“补气阀”在关位，才能打开“进料阀”。

进料15秒后，关闭“进料阀”。

关闭5秒后开“出料阀”，再开“进气阀”和“补气阀”。

运行3分钟后，先关“进气阀”和“补气阀”，10秒后关“出料阀”。

每2次输灰的间隔时间为30分钟。

根据燃用煤种的不同，省煤器出口烟道出灰系统的实际出力约1.5～2吨/小时。

下图为输灰过程中，输灰管道压力变化图：
图3.输灰管道压力变化图
16:14:51
16:22:2116:29:5116:37:2116:44:51
0.05
0.100.15
0.200.00
0.25
0.250.200.150.100.05
0.00B 侧压力A 侧压力/MPa 08/04/12 六、结束语 通过采取以上的改进系统，空预器、引风机的安全经济水平有了很大的提高，运行后空预器的烟气阻力没有明显增大现象，引风机电流正常，省煤器出口烟道气力出灰系统未发生堵塞现象，排灰正常，烟道内的积灰现象也得到了消除，说明这种省煤器出口烟道气力出灰系统行之有效的。

参考文献
[1] 丁岩峰.《600MW 级燃煤机组双套管输灰系统配置方式优化》.电力建设，2007.11、41
作者简介： 李录新（1971-），男，工程师，从事火电厂锅炉专业工作，阜阳电厂。

邱岳山 （1968-），男，工程师，从事火电厂锅炉专业工作，阜阳电厂。

孟尚虎 （1972-），男，工程师，从事火电厂锅炉专业工作，阜阳电厂。