火电厂气力输灰程控系统设计分析

宋新元

（山西兴能发电有限责任公司， 山西 古交 030206）

引言

输灰系统是每个火力发电厂必不可少的一项工艺流程，输灰系统的正常与否，直接影响到机组安全运行，也关系到企业节能环保效益的好坏；同时，在当前燃煤火电厂，煤粉灰销售也是电厂一项重大收入。输灰程控系统设计好坏，关系到火电厂安全性和经济性，是一项非常重要的工作。

1 输灰系统简介

当前火力发电厂输灰系统一般采用双套管浓相正压输灰系统。飞灰处理系统将电袋除尘器、省煤器收集的飞灰以正压浓相气力输送的方式送至灰库。输灰系统包括正压浓相输灰系统、除尘器灰斗气化风系统。

以兴能电厂二期60 万千瓦级机组为例，每台炉除尘器共5 个电场，每个电场8 个灰斗，共40 个灰斗；省煤器7 个灰斗，电除尘器每个灰斗下均设一台发送罐，省煤器每个灰斗设一台发送灌。一电场左侧4 台发送罐串联组成一个输送单元，采用一根灰管送至灰库；一电场右侧4 台发送罐串联组成一个输送单元，采用一根灰管送至灰库。二电场左右侧4 台发送罐分别串联组成一个输送单元，省煤器7 台发送罐串联组成一个输送单元，三个输送单元共用一根灰管送至灰库。三电场8 台发送罐串联，采用一根灰管将飞灰送至灰库。四、五电场每个电场8 台发送罐各串联成一个输送单元，两个输送单元共用一根灰管将飞灰送至灰库。

2 系统设计分析

电袋除尘器一、二电场为电除尘收集80%以上的粗灰，尤其是一电场输灰压力负载最大，所以将一电场8 个发送罐分为两个输灰单元，加强输灰。

二电场灰量也较大，所以也分为两个输灰单元来加强输灰，为了节省投资，和灰量较少的省煤器输灰共用一根输灰管线。

三、四、五电场均为布袋除尘器灰斗，三电场相对烟尘流向靠前，烟尘相对较多，所以三电场8 个发送罐组成一个输送单元；四、五电场灰量较少，共用一根输灰管线。

输灰母管的起端设有一台气灰混合器、一组阀门（由止回阀、手动蝶阀、气动蝶阀和管道附件组成）和一组仪表（由压力变送器、压力表组成），根据需要调整输送灰气比，同时根据设定，当输灰管道内压力过高而接近堵管时，自动补气进行疏通。混灰器后的输灰管上还装有卸压管，卸压管与灰斗相连，特殊情况时，可通过抽吸作用疏通输送管道。输灰母管在进灰库前经分路阀门切换。输灰系统的输送压缩空气由输送空压机提供。

为便于综合利用，输灰系统设计有三座灰库，其中3 号、4 号炉的粗灰输送至2 号、3 号粗灰库，1 号、2 号炉的粗灰输送至1 号、2 号灰库，三座灰库可互为备用，二期细灰输送至原一期两座灰库。每座灰库顶部安装袋式除尘过滤器和排气风机，除尘过滤器的脉冲反吹压缩空气由灰库压缩空气罐供给。每座灰库安装有气化风机，气化风机为灰库内气化板提供由电加热器自动加热过的气化风。

省煤器的灰，除尘器一电场、二电场的灰排入粗灰库，三、四、五电场的灰排入细灰库。

除尘器灰斗气化风系统的作用是提供150 ℃的空气进入除尘器灰斗，使除尘器灰斗内烟灰处于流化状态，便于向发送罐下灰。

3 输灰系统程控设计

3.1 输送单元控制设计

3.1.1 单元启动过程

启动系统“自动”运行，触发“启动”键，灰库系统连锁信号满足条件，输送储气罐压力达标，仪用储气罐压力达标，控制系统未记忆堵管故障或紧急停止锁存信号系统进入自动运行状态。

当相应灰库负压值（灰库负压变送器）＜-1.0 kPa后，库顶布袋除尘器工作正常，才可允许启动输灰单元。当相应灰库料位小于高料位报警值，才允许出料。输送气源压力正常值设为0.50 MPa，为了防止输送气源压力低使得输灰动力不足，低于此压力值闭锁输灰单元启动。仪用气源压力常值设为0.4 MPa，为了防止仪用气压力低致使气动阀不能正常动作，低于此压力值闭锁输灰单元启动。

3.1.2 单元装灰过程

1）打开发送罐透气阀。待透气阀开信号到位后，打开发送罐进料阀，待任意一个发送罐料位发或装灰时间到达装灰时间设定值，进入装灰结束过程。装灰设定时间可在CRT 参数设定画面中设定并可根据工艺要求调整设定值。装灰结束过程关闭本单元所有进料阀。待本单元所有装灰阀门关位信号返回后，进入输灰等待过程。如果满足输送联锁条件进入输灰开始过程。

2）补充说明：装灰过程被旁路发送罐的不开启，旁路功能由CRT 画面中的“旁路”按钮键完成。装灰过程中，无论在软手操还是自动状态下，为了防止发送罐装灰过多，造成输灰困难甚至堵管，任一发送罐料位高触发后会自动关闭进料阀，结束装灰过程。

3.1.3 输灰过程

开启单元出料阀、单元进气阀、混灰器主混阀，三个阀都打开系统进入输灰过程。若在输送过程中输送压力大于0.35 MPa，则打开混灰器混副阀，待输送压力小于0.30 MPa，关闭混灰器混副阀；打开、关闭混灰器混副阀的压力值均可根据运行情况进行相应调整。若在输送过程中输送压力大于0.40 MPa，则关闭单元进气阀。当输送压力小于空管压力设定值0.14 MPa（可在输灰控制画面调整）延时大于10 s，同时输送时间大于8 min，出料过程结束。出料过程结束依次关闭混灰器混主阀、单元进气阀、出料阀。待上述所有输送阀门都关闭，表示单元输灰过程结束；单元又开始新一轮装灰，进入装灰开始过程。CRT 画面中停止输灰，单元输灰应按照正常输灰过程走完后，结束输灰。输灰过程中CRT 画面急停按钮按下，应停止输灰、立刻关闭所有阀门。

3.1.4 堵管处理

采用双套管进行输灰的系统，基本上不会堵管。当输送压力大于0.45 MPa（可在输灰控制画面调整）并经延时30 s 发堵管报警，进行手动排堵：关闭单元进气阀，打开副混阀和主混阀进行吹堵；必要时可以开排堵阀，将管内堵灰吸至除尘器灰斗，通过吹和吸交替进行疏通。

3.2 程序设计

程序设计应为一键启动功能，正常运行不许人员干预；重要的故障应有报警弹出窗。

程序应有一定的容错功能，如透气阀的开信号回不来，可以画面报警，不应当停止输灰运行。重要的阀门信号故障应停止输灰，如进料阀开、关信号故障，透气阀关故障，出料阀开、关信号故障，进气阀开、关故障，混主阀开、关故障。采用压力开关控制进料阀气囊充压的进料阀，在进料阀开关信号同时存在时不能对气囊进行充压。

对于共用输灰管线的输灰单元，可以按照一定顺序进行循环输灰，但是一定要有旁路功能，某单元故障或灰少时可以屏蔽输灰。其中一个单元输灰时其他单元出料阀必须先关闭，以避免单元输灰互相影响。

4 结语

可靠的输灰系统可以大幅提高电厂的安全水平、提升经济性。在输灰程控系统设计中还要注意程序一定要完善，能应对各种故障情况；程序调试时一定要多做一些阀门异常情况下的模拟试验，如阀门打不开、阀门开关信号都回来或都没有等，只有这样才能调试出一个程序漏洞小、运行稳定可靠的控制系统。