多泵制浓相气力除灰系统故障分析

何忠财

（辽宁华电铁岭发电有限公司，辽宁铁岭 112000）

多泵制浓相气力除灰系统故障分析

何忠财

（辽宁华电铁岭发电有限公司，辽宁铁岭 112000）

以辽宁华电铁岭发电有限公司二期工程为例，介绍了多泵制浓相气力除灰系统的构成及工作原理，分析了掺烧运行中常见故障出现的原因，提出了相应的建议，供处理同类问题时参考。

气力除灰；正压浓相；多泵制；故障分析

1 系统概况

辽宁华电铁岭发电有限公司（以下简称铁岭发电公司）二期工程2×600MW机组于2008年12月投产，该机组配置了双室五电场电除尘器，电除尘效率为99.86%。除灰方式设计为下引式多泵制正压浓相气力除灰，该系统实际设计最大出力为163.5 t／h，锅炉设计煤种产生的灰量为109 t／h，校核煤种产生的灰量为126 t／h。

多泵浓相气力除灰系统采用XCM型下引式密相泵为输送仓泵，以若干台仓泵为一个输送单元，同一输送单元的仓泵采取同步运行方式，一个输送单元的仓泵为一个运行整体，对其控制类似于对单台仓泵的控制，一个输送单元设置一个出料阀，将锅炉省煤器及电除尘灰按照粗灰、细灰分开的原则输送到2座粗灰库和1座细灰库中。

每台锅炉省煤器设有6个灰斗，将省煤器的粗灰通过一条ø108mm×5mm的管道输送到粗灰库中。

静电除尘器分为5个电场，每个电场设8个灰斗。电除尘器一、二电场的粗灰经正压气力输灰系统输送至粗灰库，三、四、五电场的细灰经正压气力输灰系统输送至细灰库。

气力除灰系统气源取自＃3空气压缩机站，1台炉峰值输送用耗气量为124 m3／min（0.7 MPa，下同），正常输送用耗气量为82m3／min，仪用用气量为4.0m3／min，1座灰库最大用气量为1.2m3／min。

共设计3座灰库，总贮存量按2台锅炉最大连续负荷（BMCR）下36 h排灰量考虑。每座灰库的有效容积不小于3444m3，内径ø15m。每座灰库下设4个排灰口，2个排灰口用于灰水混合器，1个排灰口用于排放干灰，1个排灰口用于加湿灰综合利用。灰水混合器将干灰与水混合成灰水比为1∶（1.5～3.0）的灰浆，然后送入灰渣泵房前的灰渣浆池；排放的干灰直接装入汽车运走，每个干灰排灰口的排灰能力不低于120 t／h。

2 工作原理

2.1 工作过程

2.1.1 进料阶段

随着灰斗中灰量的增加，灰斗中料位信号、进料时间联合控制，开进料阀、开透气阀系统开始进料。铁岭发电公司目前灰斗料位信号采用无源核子料位计，其基本原理是通过监测灰位变化时引起的环境射线变化来监测料位变化。目前电除尘器灰斗进料时间设置为：一电场20 s，二电场30 s，三、四、五电场60 s，锅炉省煤器灰斗10 s。

2.1.2 气化阶段

随着仓泵内“进料时间”的结束，每个独立仓泵关闭透气阀、进料阀，同时开启进气阀、输送阀，气化开始。气化程度由压力变送器发出的压力值来决定，通常设定为200～290 kPa。

2.1.3 输送阶段

当仓泵内飞灰气化结束后，仓泵内压力达到“开出料阀压力”值后，出料阀开启，物料开始输送，当仓泵压力达到“关出料阀压力”值时，关闭进气阀、输送阀、出料阀，此时物料输送结束，进入下一循环进料阶段。

2.2 参数设置

上限压力，180～250 kPa；下限压力，40～110 kPa；开防堵压力，280～300 kPa；关进气压力，300～350 kPa（必须大于开防堵压力）；堵管压力，350～400 kPa；母管压力，550～600 kPa。

3 多泵制正压浓相除灰系统的特点

（1）较高的灰气比。灰气比可达30～100 kg／kg，而常规稀相系统为5～15 kg／kg，所以其空气消耗量大大降低，正常情况下为其他系统的1／3～1／2，因此供气不必使用大型空气压缩机，在出力相同的情况下所用管径大为减小，从而可降低投资。

（2）输送速度低。浓相正压除灰系统平均流速为8～12m／s，为常规稀相系统的1／3～1／2，输灰管道磨损相对减小。

（3）输送距离远。单级当量输送距离最远可达1500m，更长距离的输送可采用中间站。

4 常见故障分析

4.1 磨损

铁岭发电公司仓泵除灰管路单台炉共计5根，电除尘器下仓泵3根除灰管路，规格为ø219mm× 7mm无缝冷轧钢管，每条除灰管路长约300m；锅炉省煤器下仓泵有2根除灰管路，规格为ø108mm× 5mm，管路长约450m。自2013年＃5，＃6锅炉机组电除尘器、省煤器输灰管路投运起，至今共发生管路漏灰缺陷151次，现场发生泄漏的管道（规格ø219 mm×7mm，ø108mm×5mm），泄漏位置基本都在弯头或弯头出口后1m之内，均位于气流变形和加速段，大都由磨损减薄造成。造成磨损的具体原因如下。

4.1.1 煤质变化

由于能源日益紧缺，为了降低成本，铁岭发电公司掺烧一定比例的褐煤，最低比例达到50%，由于褐煤的挥发分较高，造成省煤器仓泵、电除尘器仓泵下飞灰量增加，同时也加速了省煤器仓泵、电除尘器仓泵下管路、弯头及膨胀节的磨损。

目前，铁岭发电公司燃煤有10余种，其中铁法煤矿集团提供的烟煤约占5%，阜新煤矿集团提供褐煤约占85%，霍林河煤矿集团供应的褐煤约占10%。入炉煤种改变，导致煤的含灰量大大增加，是设备加速磨损的主要原因之一。

4.1.2 管道布置不合理

现场管路使用弯头较多。据统计，＃5炉省煤器仓泵管路布置12个弯头，电除尘器仓泵管路布置27个弯头，仓泵出口增压器、第1／2／3个弯头和直管段泄漏最为频繁。

4.1.3 检修维护方法不合理

维护人员检修对缺陷管理粗糙，总是用贴补焊接的方式处理泄漏缺陷，没有从根本上想办法，使发生的缺陷被临时掩盖，造成恶性循环。

4.2 堵管

省煤器仓泵、电除尘仓泵在运行过程中，自动投运程序中容易出现“压力”无法下降，此时判定仓泵管路中出现堵管，造成堵管的原因有以下几点。

（1）仓泵上限压力设值过高，出料阀打开瞬间，初速过高，阻力增大，易造成堵管。

（2）压缩空气气量不足，使灰气比增大，输送浓度过高，造成管道阻力增大，易发生堵管。

（3）电除尘器故障停运后，沉降的灰一般颗粒粗大、表面粗糙，使输送事故发生的概率增加。煤油混烧灰的黏性大，在输送过程中灰粒逐渐沉降，易发生堵管。

4.3 仓泵“气化”失败

4.3.1 管路漏泄

随着运行时间的增加，电除尘器仓泵、省煤器仓泵之间连接管路密封垫片老化、管路磨损，都极易造成仓泵的“气化”漏气，导致“气化”失败。

4.3.2 进料阀、出料阀“内漏”

电除尘器仓泵、省煤器仓泵进料阀、出料阀采用双闸板密封，阀芯材质均为耐磨钨钢，使用寿命应大于10000 h，使用温度≥450℃，随着运行时间的增加，进料阀、出料阀阀芯磨损，与密封面之间出现间隙，造成进料阀、出料阀“内漏”，也容易导致“气化”失败。

4.3.3 压力变选器损坏

检查省煤器仓泵、电除尘器仓泵压力变送器是否损坏，压力变送器损坏同样会造成“气化”失败。

5 结束语

气力除灰系统运行的好坏直接影响机组的安全运行，同时影响现场的文明生产，严重时可能造成机组停机。为了确保机组的安全、稳定运行，应加强运行过程监视和现场巡查，发现设备故障及时处理，从而保证气力除灰系统正常运行。

［1］胡荫平.电站锅炉手册［M］.北京：中国电力出版社，2005.

［2］崔功龙.燃煤发电厂粉煤灰气力输送系统［M］.北京：中国电力出版社，2005.

［3］赵军，刘宗明，陆海东，等.粉煤灰浓相气力输送系统的研究与应用［J］.上海理工大学学报，2003（2）：151-154.

［4］王锟.浓相气力输送分支管道流动特性研究［D］.济南：济南大学，2013.

［5］林江.气力输送系统流动特性的研究［D］.杭州：浙江大学，2004.

（本文责编：白银雷）

TK 227.3

：B

：1674-1951（2015）05-0055-02

何忠财（1975—），男，辽宁铁岭人，工程师，从事锅炉技术管理方面的工作（E-mail：hezc＠163.com）。

2014-11-18；

2015-04-18