电厂机组除灰系统的升级改造探究

邓飞

【摘要】在我国现有能源结构中，火电厂发电仍然占据着重要的地位，它的生产、正常运行直接关系到我国国民经济的良好发展。随着近年来国家对环境保护、能源结构的调整，电厂机组改造首当其冲，本文结合新形势下现场条件、技术设备的变化对电厂除灰系统改造和升级电厂机组设备进行了探讨，以期为相关工作者提供一定的借鉴。

【关键词】电厂机组；除灰系统；升级改造

引言

随着现代化技术手段以及环境保护的观念在发电企业中的引进、应用、推广，传统的除灰系统模式面临灰尘堵塞、用水过多、污染严重、除尘效果差等困境，越来越多的电力企业已经意识到这个问题，并在除尘系统改革和创新方面进行了有益的探索。

1、火电厂除灰系统概述

1.1火电厂除灰系统的必要性

随着国企经营体制改革在电力行业中的推进与深入，现代化的技术设备和环境保护体系在发电企业中逐渐建立起来，一方面发电厂通过升级改造能够在企业各项生产计划逐渐细化和完备的过程中提升生产资源分配和管理的效率，提升企业生产效率和生产组织的有效性。另一方面，除灰系统的升级改造作为发电企业环境发展战略的重要辅助措施，能够将各个生产目标和经营规划从电厂整体的角度进行合理的分配，提升战略实施的可行性和协调性。可以说，电厂除灰系统的改进将企业的各项管理体系、生产计划、发展战略、人力组织以及可用资源等融合在一起，提升了企业的核心竞争力和发展能力。

1.2火电厂除灰系统的简介

火电厂除灰系统一般分为水力除灰系统、气力除灰系统两种。水力除灰系统多采用干式除尘器，干灰收集以后，加水制成灰浆排出去。而气力除灰系统则主要运用专用空气压缩机系统，以气力输送的方式将灰排出去。

火电厂除灰系统的工作过程多数是这样的：煤粉燃烧产生的烟气经由除尘器除尘后集中起来，再借助水力或者气力与收集的灰尘混合排出去。水力除灰系统由于要满足一定的灰水配比才能达到排灰效果，消耗用水量较大，造成水污染的情况也比较严重。气力除灰系统其核心设备是气力输送装置，由于其性能稳定，操作简单，故目前在火电厂应用广泛。

2、火电厂现有除灰系统存在的问题

2.1电除尘器排灰速度远低于产灰速度，造成灰尘堆积堵塞

当前许多火电厂生产方式仍沿用旧模式、老套路，对环境保护、能源节约的科学性缺乏深入的认识，常常简单地利用过去几年生产情况的指标值以及经营参数作为本年度生产经营的依据，缺乏对未来市场环境、政策环境等的评估与预测，煤炭消耗量巨大，在进行除灰工作规划和战略部署时，煤炭燃烧产生的煤粉、烟气量过大。

同时，火电厂在系统设置时，考虑到灰尘较多的因素，虽然也增加了相应的灰斗数量，但是水力除灰系统要满足指定比率的灰水配比方可进行排灰操作。在烟气排量超额或者灰斗容量较小的情况下，往往导致排灰速度远远低于产灰速度，引起灰尘堆积、堵塞排尘通道的现象。如果火电厂采用电除尘器，一旦灰斗料位升高，还有可能使灰尘堆积到阴阳电极上，造成电极短路，严重的话还会致使电厂停机。

2.2灰水污染严重，用水量较大，对周边环境造成严重威胁

尽管我国火电厂目前多采用气力输送的方式进行排灰，但当气力除灰系统出现故障时，火电厂也会增设水力除灰系统作为备用系统。水除灰系统的灰水配比，一般多是水占据较大的份额，也就是说排除一定数量的灰尘，就要消耗几倍于灰尘数量的水。若是按照火电厂每年燃烧煤炭150万吨，灰分占据25%，大约产生灰尘37.5万吨，灰水配比1：8，水的单价每吨0.8元，则用水费用为：37.5×8×0.8=240万元/年。用水量之多，耗费之大，给电厂的经济效益带来了一定的负作用，而且也违背了节能环保的理念。

其次，煤烟灰与水混合以后，具有较强的渗透能力，煤灰中含有的重金属有害元素极易进入电厂附近的地下水中，若是随着水力除灰系统的长期使用，有害元素堆积，引起地下水变质，将会威胁周围人们的正常健康生活。另一方面，火电厂或多或少都要产生煤粉、烟尘、飞灰，这些细小颗粒容易吸附，不仅给电厂周围环境造成污染，长期吸入人体，还会影响周围居民的人身安全问题。

2.3火电厂除尘设备性能下降，除尘效率不高

部分火电厂对除尘设备实际运行效果缺乏一定的分析，忽略了对除尘设备性能的考量，存在重投入、轻分析、重执行、轻反馈的问题。例如：一些火电厂过度关注经济投入，缺乏对投入产出、质量效益、资源效率、风险管控的合理统筹，主要表现为在发生除尘设备运行时缺乏失效分析、应急预案，对具体的偏差和出现的问题不追究、不纠偏、不改正，由于除尘系统庞大，过分重视资源投入导致出现运行效果差、除尘效率低等问题。同时在进行电厂设备检修时，没有和火电厂运营机制中的现场记录原始数据、实际生产情况有机结合起来，在以经济效益为主要生产目标的指引下，除尘设备难以发挥出本有的功效，严重制约了设备的除尘效率。

3、火电厂现有除灰系统的升级改造

3.1增加排灰时间，减少水冲洗时间，改良除灰流程

水力除灰系统由于其特殊的工作性质，为防止灰尘过多在灰斗中堆积，影响除尘过程的正常运行，火电厂可以适当增加排灰时间，保持灰斗中料位恒定在一定数值范围内。另一方面，通过合理配比灰水比率或者增加水流的喷射压力，减少水流的冲洗时间，从而减少除灰系统的用水量，使用水投资控制在合理范围内，并符合有关节能减排的规定。

此外，火电厂要打破自身运行模式所存在的局限性，从根本上重视除灰系统建设，升级除灰系统结构流程，营造除尘设备高效运转的良好氛围，及时调整火电厂的运作模式，凸显电厂特色，可以将当今流行的信息技术添加到电厂结构改造中，高效利用现代信息的快捷、开放性，为电厂焕发活力。

3.2升级火电厂除尘系统的排灰模式

水力除灰系统综合利用价值低，在火电厂可以承受的范围内，要减少对水力除灰系统的依赖，升级火电厂除灰模式，例如辽宁阜新发电公司2×200MW机组，将电除尘改造为干式除灰，使用空压机除灰，原来水力除灰系统只作为备用。这样既可以解决灰水污染、水资源浪费的问题，又能保证当干式除灰系统意外停运时，启动水力除灰系统，保证除灰系统连续运转工作。此外，电厂要加强对职工操作的培训，明确职工参与到系统升级工作的重要性，坚定他们勇于开拓创新的信心，充分发挥员工在电厂整体高效运行中的作用，从而巩固创造革新的运营模式，为除尘系统改革发展提供精神动力。

3.3对原有电除尘器进行改良，优化其性能

优化现有除尘设备的性能，一方面要清楚地了解除尘设备的工作情况。除尘设备在调试运行之前，应当对电厂除灰系统进行详细的调查、研究、分析，充分了解除尘系统的排灰模式、排灰流程、除尘保护设施、应急处理等现场环节，为除尘器顺利实施做好充分的准备，确保除灰系统成功运行。另一方面，加强对除尘设备运行过程中运行状态、运行参数、运行故障的分析、记录、反馈，对于除尘器在各个环节中所产生的问题及时调整、改进、反思，维持除尘设备工作在正常状态下。火电厂检修时，也要对除尘器严格清灰，结合现场运行参数、问题记录，有针对性地进行维修。

4、火电厂除灰系统工程改造实例分析

辽宁阜新发电公司2×350MW，采用电除尘器进行干式气力除灰，改造之前存在着设备老化、除尘效率低下、排放超标等问题。在尽量保留原有设备的基础上，通过对引风机增容扩压，改用正压浓相气力排灰方式以及更换老设备等，部分完成对电厂除灰系统的改造。

现对部分已经完成的改造工作进行评价验证。据统计，原有的静电除尘器改为布袋除尘器后，灰尘排放量明显下降，已达到环保部门的要求；正压气力排灰，减少了除尘过程的故障频率，保证了除灰系统的高效运转；除尘设备更新，降低了对电能的消耗量，成本大大缩减。可见，经过除灰系统的改造，取得了颇为显著的经济效益、环保效益以及社会效益。

结语

除灰系统的升级改造对发电企业的生产运营、环境保护规划的顺利实施等都有一定的影响，改造除灰系统必须要放到火电厂新时期战略发展的重点工作任务中。本文从火电厂除灰系统的必要性、出现的问题以及解决措施等方面对除灰系统的排灰模式、除灰流程、除尘设备运行情况等进行了简单的探讨，相信在不远的将来，除灰系统的升级改造工作一定会为电厂的发展注入新的动力。

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