气力输送控制系统在节能方面的开发及应用

贾明成（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）



气力输送控制系统在节能方面的开发及应用

贾明成
（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

摘 要：本文介绍了目前气力输送的现状及能耗情况，并通过实际案例讲解工艺改进和控制创新实现系统节能，这一成果无疑将推动我司的气力输送技术的发展和应用，有利于环保事业发展。

关键词：输送单元化；低料位触发输送；管道互锁；节能降耗

1　气力输送概述

气力输送技术在国际上属于新型学科之一，它涉及流体力学、材料科学、电气自动化技术、制造技术等领域，是根据固气两相流的原理，它利用压缩空气的静压和/或动压输送物料。由于其具有输送效率高、占地少、经济而无污染、自动化程度高等优点，是清洁生产的一个重要环节，它是以密封式输送管道代替传统的机械输送物料的一种工艺过程，是适合散料输送的一种现代物流系统。气力输送技术按照输送压力的不同，有正压系统和负压系统，两种不同方式的气力输送系统各有特点，均得到了应用。负压气力输送系统对抽真空设备及系统的密封性要求高，而且系统出力较低、输送距离较短；正压气力输送系统由于出力大、输送距离远，在我国得到了广范应用。

2　气力输送系统现状

随着我国建设资源节约型、环境友好型社会的步伐加快，气力输送系统以其结构简单、输灰管线布置灵活、工作可靠、无需消耗水资源等优点，已经迅速被火力发电厂应用，但由于国内燃煤的多变性和不确定性影响，为确保锅炉机组的安全稳定运行，目前气力输送系统设计出力一般按设计煤种时留有不小于50%的裕度，按校核煤种时留有不小于20%的裕度。另外加之电除尘器的后电场气力输送系统能够承受前一电场退出运行时的灰量，所以后电场气力输送系统的设计裕量远远大于50%，不同输送管道的设计裕量一般在50%～200%不等。

以嵩屿电厂二期气力输送系统为例，按协议要求在正常运行状态下，每台炉输送系统的设计总出力按不低于燃用设计煤种总排灰量的220%考虑。并要求当电除尘器一电场故障时，电除尘器二电场输送系统的出力不小于电除尘器一电场的实际排灰量，三四电场出力以此类推。上述设计出力是最低要求，不得低于上述要求。可以看出设计时均留有很大裕度的情况，如果锅炉负荷低或煤质一直较好时气力输送系统按设计运行会造成系统频繁“空跑”，从而导致耗气量增加、能耗增大、系统及零部件磨损加剧，所以系统节能运行有很大空间。

3　控制系统节能改进特点的论述

3.1改进输送单元化零为整

通过改进仓泵型式使省煤器及一二电场均4台仓泵一个输送单元，即4台仓泵共用一个出料阀、共用一组流化进气；仓泵型式更改为中引式仓泵后空预器8台仓泵一个输送单元，8台仓泵共用一个出料阀、其中4台仓泵共用一组流化进气；通过改进输送单元化零为整改进后，在系统控制上对省煤器、空预器及一二电场均4台仓泵同时进料、同时输送，将大大减少出料阀、进气阀的数量，大幅降低维护成本。同时由于4台仓泵作为一个输送单元同时输送，将大大减少一个仓泵作为一个输送单元时仓泵出料结束后的低压吹扫过程、从而大幅降低低压吹扫耗气量。

3.2低料位触发输送

根据锅炉负荷及燃煤灰量输灰控制系统自动调整运行次数，在除尘器电场灰斗上加装低料位计，低料位位置根据灰斗和仓泵容积计算得出，灰斗料位超过低料位时所储的灰是满仓泵装灰量的120%，每个输送单元，只要有一个以上（含一个）灰斗低料位信号才触发就进行一次输送循环，这样就能保证每次循环至少一个满泵运行，在输空灰斗时能自动等到灰斗里的灰触发灰斗底料位时才进行下个循环，相比我们靠人为改变进料等待时间来调节输送频率更能适应锅炉负荷灰量变化时调整出力的要求，更好的做到高效节能运行。

3.3通过管道互锁调解两台炉或单台炉整体节能

根据锅炉负荷、燃煤灰量和系统设计出力余量对输送管道进行连锁运行，在保证除尘器不积灰的情况下最大限度的避免各输送管道同时输送，从而减低整套系统的巅峰耗气量，降低空压机的运行台数、降低运行维护成本及能耗。

4　控制系统节能改进性能对比

4.1系统运行稳定性将大幅度提升

通过对化零为整的改进多台仓泵作为一个输送控制单元，出料阀将从原来的20台减少至4台、一次气（流化气）气动进气阀将从原来的20台减少至5台，增加两个助吹气，出料阀及气动进气阀的大幅度减少为系统运行减少了故障点、提高了系统的可靠性，从而输送系统的稳定性将得到大幅度提升，也确保了小气量下输送的稳定性，同时也大大减少了系统维护的工作量及备件使用量，节约了运行维护成本。

4.2在保证灰斗不积灰的前提下系统实现节能降耗

通过节能互锁、低料位触发控制改造后气力输送系统当燃用设计煤种时整体耗气量将较原设计巅峰耗气量降低40%以上，当燃用灰份为8%左右的煤种时系统整体耗气量将较原设计巅峰耗气量降低70%以上，同时大幅降低空压机的能耗及运行维护成本。

4.3经济效益对比

嵩屿电厂二期输灰用空压机配置3台，每台额定功率375kW，流量是62m3/min富盛工频螺杆空压机，当两台机组运行时，空压机是2开1备。之前运行状况两台炉输灰运行所需气量是91.2Nm3/min，对于空压机运行考虑效率问题及干燥机损耗问题，目前每台空压机实际出力大概是：62m3/min×0.8＝49.6m3/min，从而等出两台炉输灰都运行情况下，两台空压机基本上都在加载状态。通过工艺改进和控制创新，实现两台机组运行时，空压机是1 开2备，由于减少了一台空压机的运行，由此得出年节省能耗为：375kW（空压机功率）×6000（年运行小时）＝225万度电，同时还大幅度降低空压机和输灰系统的保养维护及检修、备件费用，其经济效益非常可观。

结语

此次工艺改进和控制创新，向实现环保型、节能型、智能型的气力输送系统迈出坚实一步，这一成果无疑将推动我国的气力输送系统改造潮，助推环保技术和事业发展，同时给公司带来可观经济效益。

参考文献

[1]蔡渊.正压浓相气力输灰系统运行解析[J].除灰技术，2008（02）：25-29.

[2]许华.大型机组电厂除灰渣系统设计优化和节能降耗[J].电力建设，2007，28 （12）：82-85.

中图分类号：TP273

文献标识码：A