火电厂除尘器输灰程控比较与改进

（浙江浙能温州发电有限公司，浙江 温州 325602）

火电厂除尘器输灰程控比较与改进

陈朝晔

（浙江浙能温州发电有限公司，浙江 温州 325602）

由于实际设备与工况的差异，火电厂除尘系统的输灰系统实际运行差异大，根据实际的设备状况与运行要求，设计合理的输灰程控逻辑，有利于提高整套输灰控制系统的工作效率，并可以达到节能降耗的效果。输灰系统中的料位计是监控、触发条件控制的重要传感器，其可靠与运用效果直接影响了系统的运行。料位计的选型非常重要。本文重点介绍了无源核子料位计的运用以及对于输灰程控的影响，提供了输灰系统优化方法。

输灰系统；灰斗；仓泵；料位控制程控；无源核子料位计

0 引言

火电厂电除尘灰斗和仓泵物位的测量，对火电机组电除尘和环保控制优化安全经济运行具有十分重要的意义[1]。浙能温州电厂现有4台300MW燃煤发电机组，在4台30万机组的电除尘输灰系统中的灰斗和仓泵控制中使用了近两百只射频导纳料位计。这种类型的料位计在机组投入实际运行五六年后出现大量的问题，主要故障有：料位计测量电极，经常被电除尘内部部件脱落压弯（如电场极板振打部件、钢结构老化脱落）或被灰斗内壁因灰斗或电场大梁加热器温度偏低时引起的低温积灰包裹，从而导致料位计测量电极探杆弯曲或断裂，经常发生料位误报或拒报等故障，从而无法正确判断真实的料位：同时该类型料位无法在机组运行时进行测量探杆更换。鉴于该类型料位计使用中故障率较高的原因，运行在电除尘灰斗和仓泵输灰控制中以时间节点控制方式为主，考虑到如发生灰输送不及时时，会引起灰斗满灰、引起灰斗变形或引起电除尘跳闸等不安全情况发生，只能将输送间隔时间人为缩短，从而造成了输灰系统空压机能耗大、输灰管路等设备磨损严重等现象。

从2010开始，浙能温州电厂首先在电除尘灰斗仓泵控制上使用上海沃纳机电科技有限公司的SUN-T系列无源核子料位计。根据3年的使用的情况，无源核子料位计以外置安装方式，便于日常调试和检修的优点克服了内置式的射频导纳料位计的缺点；同时引入以料位模拟量信号便于运行观察和控制，也便于灰斗料位设定值的修改优化，可以极大的提高输灰系统的工作效率，达到节能减排的效果。

1 料位计与控制逻辑要求及现状

火电厂电除尘干输灰系统运行的可靠性还直接影响电厂烟尘排放量，同时也会影响电厂的脱硫系统安全经济运行。

料位计是电厂输灰系统中重要的物位传感器，为运行提供重要的控制参数，并参与系统的自动运行。在原设计方式中，灰斗、仓泵料位计在安全报警、容器进料量的控制，有着十分重要的作用。由于料位计的原理性缺陷，料位计在实际的运行中很难起到应有的作用。运行人员只用采用其它辅助办法，如控制飞灰的进料时间、观察输送灰管压力曲线、加强现场巡查等手段来代替。合理可靠的输灰逻辑，在料位计可靠的情况下，可以极大提高系统的运

行效率，并起到明显的节能降耗的效果。

1.1灰斗料位计

根据设计要求，在电除尘灰斗中安装两个料位计，分别为高料位，高高料位。理想的状态就是让高料位参与到输灰系统的自动控制。高高料位位于灰斗上部，其主要作用是用来保护电除尘极板，防止灰位过高室引起电场短路，保护电除尘系统；同时，也用于防止灰量过大引发灰斗变形垮塌等安全事故的发生。高高料位平常时是不发信号，其接入电除尘高压控制回路，但是一旦出现高灰位信号，必须要能及时跳闸对应的电除尘高压控制回路。高料位位于灰斗下部，是输灰控制系统自动运行重要依据。因此，高料位不仅要求动作可靠，最好还能够反应灰斗底部物位的变化趋势。目前，电厂主要是采用插入式接触料位开关，存在拒动、误报、无法在线检修、无料位连续显示功能等弊病。

1.2仓泵料位计

仓泵是输灰系统重要组成部分。通过气力将电除尘灰斗和省煤器灰斗的飞灰收集，再输送到灰库，属气力密相正压输送方式。当输送量大时，输送速度较低，对管道冲击小，管道磨损少。

由于料位开关可靠性差，运行只能采用时序自动控制。由于灰斗下料量不稳定，从安全角度考虑，进料时间都设得比较短，从而导致了每次仓泵输送的灰量都偏少，而用掉的压缩空气却偏多也就是加大了输送每吨灰的耗气量，不但耗费了能源，还增加了对排灰管道、阀门的磨损。进料时间都设得长时，又来不及排灰，引起灰斗内大量积灰，造成安全隐患。

1.3输灰控制逻辑优化

现有输灰程控中，低位测量点是用于观察灰的灰斗中位置的，同时与高位报警点相结合运用，可以验证料位计是否误报。低位测量点主要是信息的提供者而不自动参与到控制中。随着输灰系统的改进与输灰能力的增加，通过改变低位测量的作用，可以进一步优化输灰系统的整体效率。

在电除尘与输灰系统的实际工况中，由于机组负荷运行的不稳定以及煤种含灰量的差异。灰斗中落灰数量差异非常大。现有的输灰控制逻辑，灰斗内落灰的实际状况很少被考虑到自动程控里面去。灰量大时，系统反应不过来，灰量很小时，系统资源浪费严重。现通过优化将灰斗低位测量点引入到自动控制逻辑中。在灰斗内灰位到达低位时，输灰系统动作，当灰斗内灰量很少时，下游输灰系统不动作。由于低位位置灰斗内灰量相当于2～3泵（下游仓泵容积），2～3次输灰就可以输完，所有在输灰系统输灰能力较强的情况下，此控制的安全性是没有问题的。

此控制逻辑的最大优点在于：在灰量很大时，系统持续高效输灰；在灰斗内落灰量很小时，极大地提高了输灰系统的效率，节约了大量能源。

2 浙能温州电厂现状与改进

浙能温州电厂于2010年11月大修时，在3号炉一、二电场灰斗的高和高高处和仓泵，加装了5只无源核子料位计。并对其中一只灰斗的低位料位计与该灰斗下仓泵料位计进行了试验。SUN型料位计具有无线数据传输功能，配合远程无线上位机，提供开关量和模拟量的料位信号，可以实时反应灰斗或仓泵料位的实际数据，便于数据的分析，优化灰斗、仓泵料位控制的参数与逻辑。通过数据的分析，可以看到原有输灰系统在以“时间控制”为主的控制逻辑下，灰斗、仓泵输灰的实际状况，以及在使用灰“斗低位料位”启动仓泵输灰输灰程序的实际状况，如图3、图4、图5所示。

图1 料位计安装示意图Fig.1 Install the indicator diagram

图2 料位计现场安装实景Fig.2 Material level meter live-action on-site installation

图3与图4是浙能温州电厂3号炉二电场24h使用“时间控制”运行状态下，灰斗低位与仓泵料位监测时的数据。图5是使用“灰斗低位控制”逻辑下，仓泵的料位数据（图标中竖轴为料位值，横轴为时间值）。

图3 灰斗料位趋势图Fig.3 Ash hopper level trend chart

图4 时间控制逻辑下仓泵料位趋势图Fig.4 Time control logic pump material level trend diagram under the storehouse

图5是在使用该灰斗“低位控制”输灰系统情况下获取的数据。从数据与实际验证来看，在使用灰斗低位启动控制逻辑下，灰斗在没有灰或者灰量很少的情况下，不启动输灰。当灰积累到低位报警低时候，启动仓泵输灰。启动输灰程序后，经过4～5泵的满罐输灰后，灰斗内，灰被清空，仓泵基本保持密相输灰状态，输灰效率非常高。

图5 料位控制逻辑下仓泵料位趋势图Fig.5 Level pump control logic of storehouse material level trend chart

试验期间，由于机组负荷比较低，灰斗中灰量一直很少。从图3与图4中可以看出，在使用“时间控制”的模式下：仓泵中每次落灰量差异非常大。根据现场观察和分析可知道，仓泵进料的量主要取决于上方灰斗中干灰的量。当灰斗中灰料比较多时，仓泵进料基本是满泵，当灰斗内料很少时，仓泵内进料很少，甚至于处于空泵运行。根据当天试验的情况来看，24h内，仓泵超过一大半时间处于空泵运行状态。根据现场历史经验与情况统计，在目前时间控制模式下，仓泵有超过50%时间处于耗能低效率状态下运行。浪费了大量的压缩空气与能源，同时，进出料阀门也在无灰状态下还频繁动作，压缩空气消耗较高，设备的机械磨损大，降低了使用寿命，增加了设备的维护量。

3 结束语

通过理论分析和实际验证可知，火电厂除尘器输灰系统，使用“时间控制”的输灰控制逻辑，既不能保证输灰系统的安全性，也无法保证输灰系统的效率。而使用灰斗低位测量点作为输灰系统动作的控制点，确实优化了整个输灰系统的效率，在保证运行的安全性的前提下，可以保证输灰系统长时间密相输灰，同时极大地节约了输灰系统的能源消耗与运行成本。

需要特别指出：

1）使用灰斗低位控制的输灰逻辑，前提条件是，输灰系统的功率必须大，在满泵输灰时，能够保证灰都被输送走。

2）灰斗低位控制输灰逻辑要求低位料位计必须高可靠，同时还能够提供连续数据，便于运行人员实时观察。无源核子料位计是最佳的选择。

[1]苏杰．常太华．电厂粉仓粉位测量方法综述[J]．电力情报,1995(3)：7-10．

[2]陈晓竹．陈乐．电容式物位计中挂料问题的研究[J]．计量学报,2002,21(2)：43-44．

另外，阀门管理平台可实现优化阀门选型配置，推进进口阀门国产化、改造不合理的设计；对点检员维修水平作出科学的综合评价，全面提升点检定修水平及电厂节能管理水平。

参考文献：

[1]吕首楠．探讨阀门泄漏检测方法[J]．广东化工．2011(06)．

[2]王信,刘建国,马伟东,等．国内外管道泄漏检测技术进展[J]．化工储备与防腐蚀,2003(10)．

[3]高倩霞,李录平,饶洪德,等．阀门泄漏率的声发射测定技术研究[J]．动力工程学报,2012(01)．

[4]柳亦兵．火电厂高压蒸汽阀门泄漏振动诊断[J]．现代电力,2000(09)．

收稿日期：2013-11-24

作者简介：王凯民，男，高级工程师，从事发电厂热工自动化检修维护管理工作。

The Power Plant Dust ash Conveying Program Comparison and Improvement

Chen Zhaoye
（Zhejiang for Wenzhou Power Generation Co. Ltd. Zhejiang Wenzhou 325602,China）

because of the difference of the actual equipment and condition, ash conveying system of dust removal system in thermal power plant operation is different, according to the requirements of the actual status of equipment and operation, the rational design of the ash conveying control logic, is helpful to improve the work efficiency of the whole ash conveying system, and can achieve the energy saving effect. Ash conveying system of material level meter is an important sensor monitoring, trigger control, the use of reliable and directly affects the operation of the system. Material level meter selection is important. This paper focuses on the passive nuclear level sensor used for transmission and the effect of ash program, provides transportation optimization method of gray system.

ash conveying system; hopper; pump; level control; passive nuclear level sensor

TK39

B

Doi：10.3969/j.issn.1671-1041.2014.03.013

2014-5-6

陈朝晔，男，助理工程师、热工自动装置检修工二级技师、工程技术自动化类二级专家,主要从事电场输灰、脱硫电控检修。量的维修费用、提高阀门可用系数，延长阀门使用寿命，降低维修成本，增加了发供电能力，给企业带来可观的经济效益。