330MW机组燃煤电厂灰库粉煤灰扬尘综合治理节能研究

冯光华

摘 要：中国石化宁夏能化自备热电厂宁东项目1号、2号机组分别于2012年10月、2013年6月投产，由于现行干灰卸料设备在卸料过程中及库顶布袋除尘器运行时扬尘严重影响环境，并对周边设备造成二次污染，且不便于工作人员的操作、增大维护量及维护成本。现阶段干灰处理量减少湿灰处理量增大至使灰库干灰不能及时外运，灰库灰位经常高料位。散装机装车及加湿灰装车造成地面污染，灰库零米区域冲地水系统需优化。为防止灰库灰位出现高料位及扬尘污染、灰库压力过高、保障机组安全运行，必须进行技术更新改造。

关键词：节能：压力：扬尘

一、原系统设备的基本情况

中国石化宁夏能化自备热电厂宁东项目装设二台330MW中间再热双抽空冷凝汽式亚临界参数燃煤汽轮发电机组，锅炉采用自然循环、四角切向燃烧，单炉膛，一次再热，平衡通风，锅炉紧身封闭，室内布置，固态排渣，全钢架悬吊结构∏型汽包锅炉。

灰库系统设备由克莱德贝尔格曼华通物料输送有限公司配套提供，灰库考虑电厂本期2台330MW和动力站一二期3台260t/h锅炉的存储灰。5台炉设3座灰库，1座原灰库，1座粗灰库，1座细灰库，设一套出力为40t/h的干灰分选装置。每座灰库直径Φ12m，高 24m，有效容积约1100m3。原灰库和粗灰库可贮存5台炉设计煤种BMCR时约45小时的粗灰量;细灰库能够贮存5台炉设计煤种BMCR时约90小时的细灰。均为钢筋混凝土结构。灰库距电除尘器灰斗最远水平距离为330m，升高28 m，单根管道90°弯头为 9个;渣库距省煤器灰斗最远水平距离为150m，升高15 m，弯头为 5个。每台炉各设1套正压浓相气力除灰系统，用于输送除尘器、省煤器灰斗中收集的飞灰。每台炉电除尘器设2根粗灰管，1根细灰管，省煤器设1根粗灰管。电除尘器一、二电场的干灰（粗灰）通过粗灰管将粗灰输送到原灰库或粗灰库内，电除尘器三、四、五电场灰斗的干灰（细灰）通过细灰管将细灰输送到原灰库或细灰库内。省煤器的干灰（粗灰）通過粗灰管将粗灰输送到对应炉的渣库内。灰库顶设有排气过滤系统，每座灰库顶安装1套袋式排气过滤器、1台排风机和1台真空压力释放阀。气灰混合物进入灰库后，排气经袋式排气过滤器直接排入大气。灰库脉冲式布袋过滤器及灰库区所有气动装置用压缩空气来自全厂仪用空气，其中灰库卸料装置及灰库气化风机切换阀的仪用气量按0.8m3/min。原灰库6.0米运转层设有1台出力为100t/h的干灰散装机和1台出力为200t/h湿式搅拌机，粗灰库6.0米运转层设有1台出力为100t/h的干灰散装机和2台出力为200t/h湿式搅拌机，细灰库6.0米运转层设有2台出力为100t/h的干灰散装机和1台出力为200t/h湿式搅拌机。

二、改造前存在的主要问题

（一）装车卸灰过程中扬尘大

1.散装机负压布袋除尘器容积过小。按照我厂灰库每台散装机设计要求100吨/h，应配置不小于20 m?/h负压除尘器，而目前我厂仅配10m?/h负压除尘器，远远不能消除散装机正常工作运行工况下产生的正压气流，造成扬尘过大。

2.散装机设计不合理，密封性差。散装机内胆设计构造存在缺陷，我厂目前使用的散装机内胆是由六节从小到大直径不同的卸料直管套装组合而成，在卸料过程中，粉煤灰物料下行时随着由小到大卸料直管段的直径放大，空间随之增大，造成粉煤灰松散，装车过程中粉尘扬起较大造成扬尘，负压回流通道粉尘含量较大，除尘器灰斗积灰不能在装车过程中进行有效排空，经常需要人工清理，运行维护工作量大。

3.散装机传动钢丝绳紊乱。主要因为散装机内胆设计构造存在缺陷，导致运行过程中不平稳，容易出现卡涩，伸缩节四组钢丝绳受力不均匀，经常导致未完全受力的传动钢丝绳出现紊乱与托辊。

4.下灰管不畅容易堵塞。散装机负压布袋除尘器容积设计布袋过滤面积偏小，过滤精度偏高。散装机内胆设计构造不合理，运行中负压风道灰量较大，经常由于负压通道气流受阻，形成负压通道真空，散装机外防尘升缩节向内胆管道吸附，外部气流中断，散装机下料通道在负压真空状态下受阻堵塞。

5.热控设备自动经常性失灵，散装机整体设计不合理、装车料满信号可靠系数差、运转机械部分不畅等原因，经常导致控制自动经常失灵。

6.散装机伸缩节活动空间小，横向移动范围小，造成车辆人孔门与卸灰口要求非常精确，现场装车难以实现准确对接。

（二）灰库顶部压力真空释放阀经常性打开向大气排灰主要原因：

1.来自#1、#2炉除尘器的干灰通过输灰管道进入灰库，气体通过库顶布袋除尘器排入大气。由于库顶布袋除尘器设计过滤面积及排气量偏小，造成库内压力高，经常致使压力真空释放阀打开向大气排灰。

2.灰库内部存在正压，末端灰库内产生超压状态，灰库正压冒顶现象频发，运行过程中威胁库体安全。

灰库内正压易造成灰库防雨层开裂，危及灰库安全。若遇大雨，灰库进水，后果不堪设想。

3.灰库背压高，造成输灰不畅，经常性易发生堵管。

4.灰库料位计不准，不能及时准确显示料位具体情况。

5.放干灰和加湿灰时易造成地面污染，冲地水无处排放。

（三）确保安全生产：减少人员维护量，延长设备使用寿命，提高灰库系统设备的运行可靠性，保障机组安全运行，同时可减少干灰扬尘对环境及周边设备的污染。

（四）节能降耗、提高经济性

通过技改，可以有效的防止干灰装车扬尘问题，灰库顶部压力真空释放阀经常性打开向大气排灰问题，及时准确显示灰库料位，便于零米余灰清理及冲地水的储存再利用。经济性、安全性大为提高，保证了控制自动化，并减少维护量提高经济性。

（五）通过技改可以解决的问题

提高或增加库顶布袋除尘器过滤面积及强制排气量，减少库内压力，减少灰库零米干灰装车扬尘，加大加湿灰放灰量，便于零米余灰清理及冲地水的储存再利用。提高设备的可靠性，检修的便捷性，保障灰库系统的稳定运行，有效避免环境污染。

三、技改措施及实施方案

1、技改方案

方案一

根据现场的运行现状：需在干灰散装机与收尘风机的中间增设一套侧门式布袋除尘器来进行收尘（解决了库底空间高度受限不方便维护和更换布袋困难的问题），并设有放灰管和收尘管（设有螺旋输送机），让罐车内上扬的灰尘在通过除尘器被吸收空气通过风机排放至大气中。散装机上采用下料自动气动调节阀及料满控制器，装车过程中根据排气速度（罐车内负压值）自动控制下料装载速度;确保快速装车的情况下，不跑灰，不扬尘;在检测到灰粉料罐装到设定料位时能自动停止下料，做到全过程全密封，减少环境污染。散装机上采用套筒式伸缩节（布袋采用涤纶针刺毡和骨架一起整体制作，同时提高布袋的过滤精度，耐用可靠），使装载灰粉流与排气气流分开，让灰粉流和排气更畅通，减少不扬尘情况下，灰粉流装车速度（散装头采用球面弹体设计，便于罐车的圆形进料口任意接触时圆对圆相切，从而做到无间隙的配合，不但方便了汽车司机的分装操作，而且有效增加了进料口接触面的密封性）。另外，钢丝绳张紧装置的采用彻底解决散装机传动钢丝绳紊乱问题。散装机与PLC控制柜配套使用，采用自动与手动两种控制方式，可实现远程控制操作。

方案二

1.库顶布袋除尘器增加一台大容量风机，用于强制排风。

2.增加布袋除尘器过滤面积：更换120条/ Φ120X2000mm布袋及配套袋笼。

方案三

电除尘仓泵气力除灰系统的压缩空气系统管路进行优化，在至灰库末端处管道增设压缩空气吹扫管道，避免末端输灰管道发生堵塞，导致输灰压力升高，同事也造成灰库内压力升高，发生冒顶喷灰现象。进入灰库内检查灰库内部结构性堵塞，清理内部杂物，检查更换内部结构部件。

技改方案四

在灰库零米四周加深加宽清出排灰沟，设置一蓄水沉淀池（具有沉淀、蓄水、澄清功能），便于积灰沉淀后利于机械清除，利用澄清后的积水通过地坑泵输送至煤场作为喷淋使用，不但节能降耗而且做到废水再利用、零排放。

2、技改预期效果

通过对灰库系统设备的全面优化，降低库内压力，减少压力真空释放阀对空排放，保证库体安全。并能有效防止干灰装车扬尘。加大加湿灰放灰量，便于灰库零米余灰清理及冲地水的储存再利用，能达到节约检修费用，减少维护量和工人的劳动强度，提高灰库连续、稳定、经济运行，能取得较好的生产经济效益及社会环保效益。

3、技改施工方案

通过公开招标选择信誉度高、业绩好的施工队伍，利用停机检修机会逐台切换方法，进行灰库布袋除尘器、散装机的安装。

4、技改施工方案、过渡方案

外委施工，方案由设备部技术人员、工作人员现场确认，中国石化宁夏能化自备热电厂宁东项目部检修班组办理工作票监护施工，降低作业安全风险。

5、从技术、效果、经济等方面论证其实施可行性、合理性、存在问题和解决办法。本次干灰库环保综合治理技术改造，彻底解决了干灰库扬尘这一长期困扰我厂的环保技术困难;改造后能取得了较好的环保、经济效益，使我厂的环保治理工作有了新的突破，有效的保证了设备的安全、稳定、经济、环保运行。

6、按照要求定量、准确地对其性能指标、投资费用、效益、投资回收作出综合比较。它的应用不仅在技术上取得了较大的突破，解决了生产中的一大环保技术题目;而且为电力企业乃至相关企业在生产中解决同类型问题提供了科学依据，具有广泛的应用价值;同时，也对今后电厂除灰系统的设计有一定的实践基础支撑作用。

四、技改项目规模和主要內容

1.对中国石化宁夏能化自备热电厂宁东项目粗灰库的布袋除尘器、散装机及其附属设备，灰库零米区域冲地水系统优化更新。

2.技改项目工程计划开竣工时，结合机组停机后实施。

3.技改项目范围：中国石化宁夏能化自备热电厂宁东粗灰库的6米层散装机、库顶除尘器、冲地水系统及其附属设备进行优化更新。

4.技改项目的主要设备材料构成，大约需要投入100万元人民币。

5.技改项目的地址选择及地理位置、路径及方案。

6.技改项目完成后系统布置的变化，可以按原址系统布置。

7.技改项目后期的性能和有关参数及必要的图纸。

8.技改项目环境保护措施、治理方案和回收情况，对环境保护的综合评价。

9.技改项目改善生产现场工作环境，达到环保要求，减少维护量和维护费用。

五、经济效益分析

1.对于提高系统和本单位综合生产能力与经济效益的计算分析，包括节能降损、提高效益、降低成本、增加利润等。总之，通过技术改造，可以有效降低库内压力，减少压力真空释放阀对空排放频次，保证库体安全运行。并能有效防止干灰装车扬尘，加大加湿灰放灰量，便于零米余灰清理及冲地水的储存再利用。经济性、安全性、环保型大为提高，保证了控制自动化的流畅使用，并减少设备维护量提高经济性。更加节能降耗，提高安全性、提高可靠性等，减少对环境的污染，有效提高企业经济效益和社会效益。

参考文献

[1]（2012年西北电力设计院设计资料）