1000 MW火力发电厂正压浓相气力输灰系统堵管问题探究

沈贺

摘 要：正压浓相气力输灰是目前大型火力发电厂的主要输灰技术。虽然该系统的性能优良，但实际运行中也存在堵灰问题。因此，分析了造成堵管的各种原因，并探究了相应的解决方法。

关键词：火力发电厂；输灰设备；灰库系统；压缩空气系统

中图分类号：TM621 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.087

正压浓相气力输灰系统具有节能、环保和高效等优点，目前已被广泛使用。但在实际运行中，因未及时处理系统或零部件出现的故障，堵管现象时常发生。本文以潮州电厂二期2×1 000 MW机组为例，介绍了厂中采用小仓泵技术的正压浓相气力输灰系统，并分析了造成堵管的原因及其解决方法。

1 系统设备

主要设备包括输灰设备、灰库系统、压缩空气系统。

1.1 输灰设备

省煤器采用8台型号为8.0E/8的输送泵吊，在灰斗下串联，可将灰输送到一电场A侧输送泵出口处，在同一电场A侧合并，一同输送至原、粗灰库；电除尘器一、二、三、四、五电场分A侧和B侧，分别采用6台型号为80/8的MD泵（三电场采用型号为6/8的MD泵，四、五电场采用型号为3.0/8的AV泵），在灰斗下串联，每侧合并后设置1根管道，将灰输送至原、粗灰库（三、四、五电场输送至原、细灰库）。

在脱销喷氨区前，烟道上升段底部灰斗下串联8台输送泵，通过输灰管路将灰输送到一电场B侧输送泵出口处，在同一电场B侧合并，一同输送至原、粗灰库。

1.2 灰库系统

二期工程2×1 000 MW两台锅炉共设有原、粗、细三座灰库，每座灰库的有效容积为2 000 m3，各库库顶设置有1台布袋除尘器、2个压力真空释放阀、1个灰库入库管箱和1台料位计。灰库气化风系统设有4台气化风机，出口配置有加热器，加热后的空气可提供给库底气化板。

1.3 压缩空气系统

仪用压缩空气来自主厂房仪用压缩空气机，输灰系统设置有6台螺杆式空气压缩机和6组冷冻式干燥器。

2 气力输灰的基本原理

气力输灰的基本原理如图1所示。

2.1 进料过程

MD泵的入口圆顶阀开启，物料在重力作用下落入MD泵中。在物料填充的过程中，排气圆顶阀开启，使空气从泵体内排出。

2.2 进料结束

当MD泵内任一泵内料位计被覆盖，且显示泵已充满物料时，经过短暂延迟后泵会被完全填满，或在循环设定周期内的落料时间结束时，入口和排气圆顶阀均关闭，MD泵落料结束。此时，泵内料位计被覆盖，触发一次循环。

2.3 输送过程

当所有仓泵入口和排气圆顶阀均关闭且密封好后，进气圆顶阀开启，压缩空气进入所有输送泵，系统压力开始升高，进而将灰输送至灰库。此时，管路内有0.2～0.3 MPa的压力。

2.4 关泵

当物料被送至灰库后，系统会发出输送管道压力下降的信号。当管路内压力下降至低限值时，进气圆顶阀关闭，完成一次循环。此时，管路内的压力会逐渐降至0，泵内料位计未被覆盖，按照循环设定的周期等待着下一次落料。

a.MD泵进料过程 b.MD泵进料结束

c.MD泵输送过程 d.MD泵输送结束

图1 气力输灰的基本原理

3 输灰系统堵管

3.1 堵管的界定

在输灰过程中，当输送时间超过正常输送时间2～3倍且>30 min时，如果输送压力较高，且没有明显下降趋势，则判定输送失败，即已堵管。

3.2 堵管原因及其解决方法

3.2.1 灰源的影响

3.2.1.1 油灰

在事故发生后，投油助燃或油枪定期试验的时间过长会造成电除尘灰斗内的油灰过多，易黏在输灰管道上，进而增加了输灰的难度。如果未及时发现上述情况，则极易造成堵灰。因此，应合理规定油枪定期试验的时间，且在机组投油助燃时缩短落料时间，并提高一电场的输灰能力。

3.2.1.2 沉降灰

当锅炉燃烧不充分或电除尘故障停运时，烟气中一部分重力大于烟气浮力的灰会直接落入灰斗中，这部分灰表面粗糙、颗粒较大，当其堆积密度和平均粒径达到一定程度时，将无法用正压浓相输送，只能采用稀相输送，且增加了输灰系统堵管的概率。此时，应降低灰气比，通知机组调整燃烧，合理掺配煤和优化磨煤机的运行。

3.2.1.3 灰温低

粉煤灰的表面空隙较大，这种结构对水分有很强的吸附力。当灰温过低时，其表面的气体易结露，进而使灰的黏性增加、内摩擦力增大、流动性变差，增加了输灰阻力，易导致输灰管路堵塞。在潮电二期输灰系统中，每台炉设有1台灰斗气化风机和加热器，加热器出口温度可达150 ℃，加热后的空气会通过流化阀进入电除尘灰斗。此外，烟气经过深度冷却后进入电除尘器，烟温有所降低，一般处于90～100 ℃之间。在实际运行中，应注意对深度冷却出口烟温的控制。

3.2.2 输灰压缩空气的影响

3.2.2.1 气源压力过低

输灰压缩空气压力需要克服管道阻力，压力过低会导致输灰时间延长，进而降低输灰效率。输灰时间越长，则灰斗内的积灰越多，且灰会被压实，进而使落到仓泵内的灰的疏松效果变差，易引发堵管现象。因此，当输灰压力较低时，应及时启动备用空压机。正常情况下，潮电二期输灰空气压力在0.6 MPa左右，当压力低于0.55 MPa时，应停止输灰。

3.2.2.2 压缩空气油量或水分含量过高

输送气中含有油或水分时，其会与飞灰相互混合并黏在管道中，易造成堵灰。当压缩气中含有油时，应检查油气分离器的滤网是否有漏洞或堵塞；压缩空气中含有水时，应检查空压机的冷却器是否泄漏、自动疏水阀是否失灵、干燥塔和干燥剂有无问题。

3.2.3 输灰系统零部件故障的影响

3.2.3.1 灰斗料位计故障

电除尘灰斗料位计不准确或未投入，会导致灰斗内积灰过多，使飞灰的流动性变差，进而造成堵灰。因此，应定期校验料位计，保证灰斗高低料位报警控制信号的真实性。机组启动初期或电除尘检修后首次投运时，应检查灰斗料位计的开关、高压柜内的控制板是否有电。

3.2.3.2 圆顶阀故障

圆顶阀关闭不严或不动作时，应检查密封压力是否过低或密封圈是否损坏。

3.2.3.3 布袋除尘器故障

库顶布袋除尘器异常将导致灰库内的空气排出量降低、库内压力升高，进而使仓泵与灰库的压差降低、输灰压力不足，最终造成堵灰。因此，在运行过程中，应定期检查并及时清理布袋上的积灰。

3.2.3.4 输灰管道法兰或阀门故障

输灰管道的法兰或阀门泄漏时，易造成输灰管道压力下降，进而无法彻底输送灰，造成管道堵塞。

3.2.4 输灰系统设置不合理

一、二电场的灰量较大，因此，应缩短循环周期，合理设置落料时间；三、四、五电场的灰量较少，但三、四、五电场共用一根输灰管道，每次只有一个电场的灰通过输灰管道，如果循环周期过长，则可能出现堵灰现象，因此，运行中应根据输灰曲线判断灰量，从而合理设置循环和落料时间。

3.3 典型堵管输灰曲线分析

3.3.1 震荡输灰曲线

震荡输灰曲线出现的原因可能为在管道内有大块物料，处理方法为：如果振幅较小，则可解体泵间管道，取出大块物料；如果振幅较大，则需要在确定堵塞位置后解体管道，取出大块物料。

3.3.2 压力在一次下降、上升后下降的曲线

压力在一次下降、上升后下降的曲线出现的原因及其解决方法为：①进气管路不通畅。应检查所有气控阀的电磁阀、逆止阀和孔板，保证其通畅。②气量与灰量不匹配。应调整气量或灰量，改变两者之间的比例。③灰质颗粒粗大。应改变灰的粒度，并采用少量多送的方式适当调整运行。

3.3.3 压力恒定后长时间下降趋势较缓的曲线

压力达到一定数值后长时间内下降趋势较缓的曲线出现的原因及其解决方法有：①灰质潮湿。应查找水分来源，检查气化风机和电加热器的工作状态，以提高风量和温度。②空气含水量过高。应检查空压机、冷干机的工作状态，调整相关参数并定时排水。③管道漏气。应检查管道漏灰、漏气和有关阀门是否关闭到位。④圆顶阀无有效密封。应检查所有入口的圆顶阀、排气圆阀是否密封。⑤输送结束后管道内余灰过多。应在输送前吹扫管道，并降低压力或延长安全输送时间。⑥进气阀的关闭、开启不合理。应调整有关进气阀在压力较高时的关闭压力，并调整重新开启的压力。⑦气量小或配置需要调整。应增加泵间辅助进气管路孔板的孔径，并按照出口泵至主泵的顺序调整主输送孔板上的孔数。

4 系统优化运行分析

在#3机大修期间，潮州电厂对输灰系统进行了以下优化：①在#3炉气力输灰系统热控逻辑中增加了电场输灰反吹逻辑，给部分阀门增加了点操作功能，提高了管道堵灰时操作的灵活性，缩短了输灰系统的故障时间。②在#3炉电除尘输灰A/B侧二电场增加了单独的输送母管、出口阀门、灰库侧阀门和仪用气源。一、二电场由以往交替输灰异动的方式变为了单独输灰，大大降低了一、二电场堵灰的概率。当机组满负荷运行且灰量较大时，可保证输灰的通畅性。③将#3炉输灰系统的输灰母管排堵阀由手动改为气动，运行人员可在盘上直接操作，缩短了排堵时间，尤其是在堵管不严重时，可通过排堵阀降低管道压力，进而可及时吹扫管路。

参考文献

[1]林朝扶，谢海峰.气力输灰输送过程堵管原因分析及处理[J].广西电力，2006，29（1）.

[2]陈志超.安庆石化热电厂正压浓相气力输灰系统[J].电力环境保护，2006，22（1）.

[3]刘衍卉，程显友，姜宗亮，等.电厂密相气力输灰管道的设计与应用分析[J].电力系统设备，2003（8）.

[4]段玖祥，王华伟，霍鹏.徐州电厂正压浓相气力输灰系统[J].电力环境保护，2003，19（4）.

〔编辑：张思楠〕