双套管气力输灰技术在印度高灰份机组中的应用

柳日东+张自成+边道鹏

摘要：印度JSG电厂4×600MW机组运行中输灰系统频繁发生堵灰、管道磨损等故障，经改造采用了双套管气力输灰技术后，运行的可靠性大幅提高。这些技改措施有力的促进设计技术的提高，对其它工程有重要借鉴意义。

关键词：双套管；气力输灰技术；技术改造；高灰份机组

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）07-0041-02

1 除灰系统简介

印度JSG电厂4×600MW亚临界机组工程，总承包方为山东电力建设第三工程公司，设计方为山东电力设计院，主机为哈尔滨锅炉、东方汽轮发电机。除尘系统由2电场静电除尘和3电场布袋除尘器组成，浙江菲达环公司生产。原除灰系统由上海中芬公司设计及供货。每台炉共有6个输送单元。每台机组输灰系统采用二级输送系统，第一级输送到中转灰库，第二级输送到终端灰库。每两台机组公用两台500m?中转灰库和两台2000m?的终端灰库。

一级输送系统数据如下：除尘器区域输送用气109Nm3/min；省煤器空预器输送用气24Nm3/min；每座库考虑两台炉的空气量265Nm3/min；每座库上设两台布袋除尘器除尘器过滤面积147m2；

二级输送系统数据如下：二级输送用气97Nm3/min；灰库气化风11Nm3/min；每座库考虑两台炉的空气量216Nm3/min；预留灰库干灰散装机排气20Nm3/min；每座库上设两台布袋除尘器除尘器过滤面积147m2。

根据合同原始设计数据：该项目采用印度当地煤Gar janbahal block coal fields of MCL为主要燃料，最大耗煤量设计煤种435.8t/h；最差煤种480t/h。从煤质分析资料可看出，当地煤属于贫煤，含灰量大，燃烧热值低，可磨性系数高，底灰含量比一般机组均高。

原除灰系统运行中故障频繁、维护量大。业主方由STEAG公司负责运行维护，一方面原除灰系统设计存在缺陷，另一方面由于印度人维护效率较低，经常发生输灰管线严重堵灰状况，漏灰、就地放灰现象频发，严重影响了电厂的安全、文明生产。近年来，随着印度国家对环保、节能的要求越来越高，原除灰系统的缺陷越来越突出。作为EPC总承包商，经过多次组织与业主、国内专家研究、分析，最终决定改用双套管输灰技术，并在2012年5月完成了对2号炉除灰系统的改造。该系统改造引进印度BSBKENGINEERSPVT.LTD公司技术和设备。从实际运行效果来看，双套管输灰技术相对于单管系统具有明显的技术优势。

2 单管系统存在的主要问题

2.1 除尘器灰斗及输灰管道堵灰频繁

燃烧劣质煤或煤油混烧不充分，原除灰系统受设计限制，电除尘区域、中转灰库区域在移交运行半年后，堵灰现象比较频繁，业主方STEAG公司经常抢修，我方也与业主方一起研究对策，帮助处理。

2.2 单管系统采用气动单阀板插板阀，故障及维护频繁

此种阀门属于单阀板气动插板阀，需要专人在现场值班随时维护，阀芯磨损也较严重，经常影响输灰；一旦出现故障，需将阀芯整体抽出进行检修更换，维护时间较长。另外，此种插板门的选型不能实现在线密封监护功能，插板阀密封性差。

2.3 一级中转灰库经常发生正压现象，造成布袋除尘器振动及鼓裂

一级输送原设计采用独立的6个输送单元（预热器省煤器一个、布袋除尘器一个、电除尘四个），6个输送单元之间相互独立输灰。所以存在6个单元同时向中转灰库输灰的状态，用风量标定装置检验后，发现实际输送气量最高能达到120Nm3/min，然而库顶实际提供的脉冲布袋除尘器设计计算过滤面积为147m2，处理气量为110Nm3/min。所以每座中转灰库布袋除尘器一用一备运行模式，满足不了原输灰系统输送气用量，经常发生正压现象。

2.4 气力输送系统出力不足

由于阀门经常故障，密封不严等原因，原设计的气力输送系统出力不足。

2.5 环境污染严重

厂内由于气力输灰系统频繁故障，造成飞灰泄漏严重污染环境。

3 改造方案设计

3.1 双套管输送技术简介

紊流双套管输灰技术，具有不堵管（即使管道内存有部分物料，仍可顺利疏通）、流速低（一般起始流速≤5m/s，末端流速≤15m/s）、低损耗（能量消耗小30%）、输送距离长、出力大等特点（出力增大30%），可取消原排堵门至灰斗管线。双套管除灰技术是一项正压浓相输送技术，其作用是通过管道利用气流将固体颗粒物由起点输送至终点。双套管的结构为大管套小管，即：在普通管道上部装设有一直径较小的内管，内管每隔一定的间距开设有一特定的开口。把双套管作为输灰管道应用于气力输送的水平管道，可以有效的防止灰管堵塞，其防堵的机理就在于双套管的特殊结构。当灰气混合物在管道内流动时，干灰开始沉积将要堵管时，压缩空气会通过小管流过，经过小管开孔和节流孔板的作用，对堵塞的部分进行扰动，将沉积的干灰逐渐吹动，从而避免管道堵塞。

3.2 改造系统简介

改造的范围包括省煤器及预热器下输灰管线、电除尘下输灰管线、布袋除尘器下输灰管线，中转灰库系统，终端灰库系统。

（1）输送单元配置：

A、B单元：电除尘左侧第一电场的2个仓泵串联，第二电场的2个仓泵串联，然后并联后连接到中转

灰库。

C、D单元：电除尘中右侧第一电场的2个仓泵串联，第二电场的2个仓泵串联，然后并联后连接到中转灰库。

E单元：布袋除尘器第一电场、第二电场、第三电场内部串联后，然后并联输送到中转灰库。

F单元：省煤器灰斗下输灰管线和空预期灰斗下输灰管线内部串联后再并联一起直接输送到终端灰库。

（2）输送管线阀门配置：所有双套管控制阀门采用圆顶阀，圆顶阀有充气密封装置，可在线监测阀门密封性。

3.3 改造后效果

2号机组经双套管气力输灰改造后，运行两年多，效果明显，主要表现在：

（1）除尘器灰斗及输灰管道未发生堵灰现象。

（2）双套管气力输灰管线采用气动圆顶阀，能在线监控密封情况，一旦阀门密封不严，就直接更换密封圈，维护简单，阀门密封严实，节省了气量。

（3）一级输送中转灰库未发生正压现象。改造后5个输送单元输到中转灰库，省煤器及预热器灰斗下输灰管线直接通过双套管输送到终端灰库，减少了中转灰库耗气量，实现了中转灰库脉冲布袋除尘器一用一备的运行模式，灰库也未出现正压状况。

（4）气力输送系统出力满足要求。在最差煤质下和设计最大燃煤量下，改造后气力输灰能力均能达到

要求。

4 结语

通过双套管气力输灰技术改造后，有效克服了输灰系统堵灰、出力不足造成对机组稳定运行的影响，大大提高了系统的可靠性。这里把优化改造经验总结出来，为今后印度市场上类似气力输灰问题提供了可借鉴的经验，国内电厂也可进行同样的改造。

参考文献

[1] 山东电力设计院.印度JSG电厂设计图纸和说明.

[2] 山东电力建设第三工程公司.EPC总承包合同技术

规范书.

[3] 印度国家电力部CEA火电厂设计导则.

[4] 上海中芬公司设计及供货资料.

作者简介：柳日东（1964—），男，山东电力建设第三工程公司工程师，印度JSG电厂4×600MW工程项目总工程师、副经理，研究方向：火电EPC总承包工程设计、采购、施工、调试、运行技术管理、电站总承包项目管理。