浅析火力发电厂干除灰系统输灰性能优化策略

昝杰霖

摘要：随着电厂机组容量增加，环保措施实施的规范化，对防止干除灰系统堵管、增强干除灰系统的可靠投运提出了更高的要求。论文首先阐述了电厂机组干除灰系统现状，并结合某电厂干除灰系统运行现状，并对堵管问题的原因进行了深入分析，并提出了电厂干除灰系统改造方案及应该注意的问题。

关键词：火力发电厂；干除灰系统；输灰性能优化；策略

发电厂的干除灰系统是将锅炉燃烧后的飞灰通过电除尘器吸附，送至灰库储存综合利用。受市场煤炭价格的不断上涨，造成燃煤电厂的燃料成本急剧增加，为了有效降低燃料成本，电厂根据不同负荷阶段进行掺烧劣质煤，劣质煤的灰份高带来除灰压力的增大，干除灰系统的输送能力将直接影响机组的稳定运行。

1.干除灰系统简介

某公司锅炉设计煤种灰份为11.19%（校核煤种灰份为22.35%），干除灰系统设计出力为单台炉120t/h。因煤质变化灰份大于30%，在燃用劣质煤后，造成电除尘器灰斗出现大面积积灰的现象，最严重时机组被迫降负荷运行。所以干除灰系统的增容改造迫在眉睫，经多次论证后，建议在现有设备基础上将干除灰系统的输送能力提高到235t/h。

2.干除灰系统改造前设备状况

仓泵配置：一电场仓泵容积2.27m3、二電场仓泵容积2.27m3，三电场仓泵容积0.17m3，四电场仓泵容积0.17m3，五电场仓泵容积为0.15m3。

输送单元配置：一电场有2根DN175/DN225输灰管道和二电场1根DN175/DN225输灰管道。三、四、五电场共用1根DN125/DN150输送管道，但本单元与二电场输送单元互锁，同一时间内只有一根输灰管道可以运行。其具体设计如下所述：一电场的1号、2号、3号、4号仓泵串联使用一根输灰管道，一电场的5号、6号、7号、8号仓泵串联使用一根输灰管道，二电场1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号仓泵串联后使用一根输灰管道，三、四、五、电场各8台仓泵串联后并联使用一根输灰管道。一电场2根输灰管道输送出力96.2t/h，二电场1根输灰管道输送出力19.2t/h，三、四、五电场1根输灰管道输送出力4.8t/h，总输灰出力为120t/h。

3.干除灰系统改造的必要性

为了彻底解决由于入炉煤煤质变化造成的灰量增大及电除尘器严重偏流导致的对气力输送系统的影响，在原设计基础上提高系统出力及系统运行的安全和稳定性，加大干除灰系统的输送能力并尽量降低输送压缩空气的使用量，降低除灰系统单耗。

电除尘器在运行过程中，因原理论设计要求在电除尘器入口烟道内加装导流板，在电除尘器入口喇叭处加装烟气均流装置。在实际运行过程中发现电除尘器入口烟道内导流板效果不佳，造成电除尘器内部烟气出现偏流现象，飞灰大量积存在3、4、5、6号灰斗内。

燃用劣质煤时，尤其灰分达到36%以上时，干除灰系统因灰量大及灰质的变化，无法将所有干灰及时输送到灰库，势必造成电除尘器灰斗内部大量积灰。

电除尘器灰斗大量积灰时，运行人员将电除尘器的除尘效率降低，来减少灰斗积灰量，但此做法将大量飞灰直接送入脱硫吸收塔内，造成吸收塔浆液质量变化，影响脱硫效率。灰斗积灰严重时，电除尘器高压柜因内部极板、极限的短路，造成高压柜发短路或欠压故障报警跳闸。

电除尘器内部出现大量积存灰时，因干除灰系统的输送能力不能达到燃用煤种的灰分，为防止电除尘器高压柜跳闸或内部积灰因短路电流造成的飞灰琉化，只有降低机组负荷，等待灰斗内部飞灰输送干净。

干除灰系统设计容量较小，因原设计按设计煤种的灰分22.35%计算，每台炉只有四根不同管径的输灰管道，一电场两个输送单元各自有一条输灰管道、二电场两个输送单元并联，三、四五电场并联使用一条输灰管道。因管道设计和节能方面原因，二、三、四、五电场输送单元管道间还存在互锁关系，更加降低了单位时间内的输送量。

燃用劣质煤后，为增加干除灰系统输送量，只有通过修改进料时间、等待时间等设定参数来缩短运行周期，这样增大了输送压缩空气的使用量，导致压缩空气的压力一直在低限运行。

4.干除灰系统堵管原因的深入分析

4.1设计富裕度不够对除灰的影响

本工程按照实际输灰出力150%容量设计，而由煤质的工业分析可知，我厂实际燃用煤种的灰分含量远远高于提供的设计灰分含量，已达到甚至超过按150%容量设计的最大出力临界值，且长期处于临界负荷运行，给设备的正常输灰带来严重负担，导致输灰系统长期处于超负荷运行状态，增加输灰系统堵管频率。

4.2控制系统对除灰的影响

压缩空气压力不够。气源压力必须克服仓泵的阻力、提升高度、管道阻力以及灰库压力，如果压头不够，则容易使输灰管道发生堵管。气力输灰所需的最低输送压缩空气压力为0.55MPa。仓泵输灰过程中，若压力低于0.55MPa，输灰管道容易堵塞，仓泵送不出灰，或者出现输灰时间变长。严重时使输灰管道堵塞而干除灰系统停止运行可能导致人工除灰。

4.3设备问题对除灰的影响

1）沉降灰。沉降灰是指烟气经过未投运的电除尘时，一部分重力大于烟气浮力而降落于灰斗的灰。包括锅炉点火阶段煤油混烧沉降的灰和电除尘故障停运后沉降的灰；2、仓泵对干除灰系统的影响。仓泵输灰时，压缩空气通过流化孔板将灰进行流化，并形成一定的灰气比，灰气混合物以一定的速度在输灰管道内向前运动；3、出料管口与流化板间距过大。灰在灰管中的输送，主要靠仓泵与管道的压差以及进气的流化携带。

4.4人员管理对除灰的影响

1）运行管理不力造成影响。除灰空压机气源应遵循定期巡检制度，只有随时记录下空压机的油温、排气压力、排气温度等重要参数，才能保障空压机参数的规程规定的范围内运行；2）人员整体素质较差。人员素质的高低直接影响设备的运行水平及管理水平，检修人员年龄较大、相关文化水平较低，技能水平较差，业务能力较弱，工作责任心不足；3）设备管理不规范。干燥器或冷却器除水效率下降，会造成空气中含水量增大，使空气露点温度升高。

5.干除灰系统优化策略

5.1机务设备改造方案

1）增加一台空压机的改造方案。满足干除灰系统正常运行不堵管，必须增加两台空压机。在增加两台空压机后，两台炉共9台空压机，运行方式采用八台运行一台备用，该运行方式下空压机的总供气量可达到Q=320m3/min，具备一定的富裕度，每台空压机的压力能维持压力P=0.7Mpa的额定工况运行；2）增加电加热管提高灰温的方案设计。由于加热器安装在灰斗内，需开展检修工作必须将干除灰系统停运清完灰斗的灰才能进行，电加热器功能完整、技术先进，能在规定的环境条件下长期安全、可靠、平稳运行，并满足各种性能和工况要求。

5.2控制系统设备改造

干除灰系统的控制电磁阀根据控制要求装设全开/全关位置拔码开关。在灰斗下方设的就地控制盘，对相应子系统或单个设备进行就地操作，同时在控制室内的CRT操作站上设有远方/就地操作的切换闭锁功能。所有系统及电磁阀具有最高的可用性、稳定性、可操性和可维护性，满足要求的功能。单独对电磁阀提供可靠的气源，以足以满足电磁阀动作时的用气量。对系统组态的修改在操作员站上进行。系统能在线对系统的组态进行修改，系统内增加或变换一个测点，不必重新编译整个系统的程序。根据工艺系统实际改造情况画出逻辑组态图，按照逻辑图完成监控软件的组态修改、编程和调试，待调试正常后投运。

5.3管理问题措施

1）提高人员素质的措施。加强人员的业务知识、技能的培训，抓好班组的培训工作班组的培训工作由技术员负责管理，根据个人的实际情况，制定个人学习计划和目标，严格按照制定的计划开展培训工作，可以采用现场考问、班员间的技术上课、技术比武、技术问答及外送专门的培训机构有针对性的培训，力争达到最佳的培训效果；2、加强检修工艺的培训。针对检修工艺差，主要从如何保证产品质量和提高检修工艺两方面提出改进措施；3、加强设备定期巡检制度。针对运行管理不力，要求值班员加强设备正常运行监视和按规定对设备巡检，管理人员检查夜间值班的考勤，提高值班员工作责任心，有力保障设备健康稳定运行；4、加强运行监视，确保干燥器及自动排水装置正常运行，最大限度地減少压缩空气中的含水量，改善仓泵气室的工作状况。

6结语

总之，如何防止干除灰系统的堵管、减少干除灰系统的磨损、提高干除灰系统的可靠性。本文针对鸭溪电厂干除灰系统堵管的问题，从干除灰系统安装设计缺陷、机务设备不完善及控制系统不合理等方面进行深入分析，针对引起堵管的具体原因提出不同的改造方案设计，希望对类似工程提供借鉴。

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（作者单位：大唐三门峡发电有限责任公司）