先导式低压输灰技术节能分析

[摘 要]河北华电石家庄鹿华热电有限公司输灰技术采用正压浓相双套管气力输灰技术，随着运行时间的增加，出现耗气量增加、输灰出力不足、管道和设备磨损严重等问题。文章对原输灰系统应用先导低压输送技术进行改造，并对其进行性能试验，从耗气量、输送压力、输送速度、出力及输送频次等方面与原输灰系统进行对比。

[关键词]先导低压输送技术；节气率；输送频次

[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2024）06–0053–03

Energy-saving Analysis of Pilot Low-pressure Ash Conveying Technology

WANG Zheng，ZHAO Hang，XIE Chenchen，CHENG Liang，GUO Shunqiang

[Abstract]Hebei Huadian Shijiazhuang Luhua Thermal Power Co.， Ltd. adopts a positive pressure dense phase double casing pneumatic ash conveying technology. With the increase of operating time， problems such as increased gas consumption， insufficient ash conveying output， and severe wear and tear of pipelines and equipment occur. The article renovates the original ash conveying system by applying pilot low-pressure conveying technology and conducts performance tests on it， comparing it with the original ash conveying system in terms of gas consumption， conveying pressure， conveying speed， output， and conveying frequency.

[Keywords]pilot low-voltage transmission technology； solar term rate； transmission frequency

1 原输灰系统概况和存在问题

河北华电石家庄鹿华热电有限公司2号机组容量 330 MW，采用1 170 t/h 亚临界压力、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、干式排渣、半露天布置、全钢构架的Ⅱ型汽包锅炉。2号机组电除尘为双室四电场，电除尘下共设12个灰斗，每个灰斗下设置1台输灰器。每炉省煤器有4个灰斗，下设4台输灰器。输灰系统为常规正压浓相输送方式，由克莱德华通物料提供。输灰系统共布置4根输灰管道，除灰系统采用计算机程序控制系统。

2号机组气力输灰系统自投运以来，运行时间较长，管道弯头等已磨损较严重，在实际运行中，需运行4台输灰空压机，才能满足2台机组气力输灰系统的用气量。用气量增加，意味着灰在管道内流速高，对管阀系统磨损严重，尤其是近灰库末端的弯头，经常出现漏灰现象，造成环境污染，另外输灰空压机开启数量多，用电量和维护费用增加，造成能源的浪费。为解决以上问题，决定对原输灰技术进行先导式低压节能技术改造。

2 先导式低压节能技术改造

2.1 先导式低压节能输灰技术

先导式低压节能输灰技术是一种高效、节能、远距离且不易堵管的输灰技术。沿每条输灰管路每隔一段距离安装1个先导阀，利用气力成栓技术，使管道内灰形成多个灰栓。管道内灰可以通过纯机械自动感应设计作为动作信号源，形成动作信号后会发送至后一级先导阀，利用信号传递距离实现下一级先导阀先动作，自身再动作的输送过程，可实现低压力满仓泵慢管道连续输送。

2.2 先导式低压节能技术改造内容

（1）一电场4台仓泵1条输灰管道至灰库，气化室更换为接口DN200，输灰管道更换为DN200；省煤器4台仓泵1条输灰管道，从最后一个仓泵出口输灰管道更换为DN150，并入一电场输灰管道，双套管部分从输灰主管中抽出。

（2）输灰管道每隔一段距离安装一个先导阀，仓泵间一般为1～2 m/个，水平段或垂直段一般3～5 m/个，先导阀之间用软管连接。

（3）沿输灰管道布置1条伴气管道为先导阀提供气源。

（4）原双套管系统的所有流化阀、补气阀、防堵阀全部取消，简化设备构件。

（5）灰库分选系统所有管道更换为耐磨管道，弯头更换为耐磨弯头。

（6）控制系统程序修改，以适应系统要求，需要时更换控制柜。

（7）组态画面修改，根据运行要求对输灰步序和优先级等进行了优化。

3 输灰系统性能试验

输灰系统性能试验内容包括：输灰系统改造前后全天平均耗气量及改造后的节气率；先导低压输灰系统的最大出力及输送流速和改造前后输灰频次对比。

性能试验前准备工作包括：先导输灰装置及辅助系统处于完好状态，已正常稳定运行； 试验期间燃煤储量充足，煤质稳定，燃煤煤质接近设计煤质；试验期间锅炉负荷符合试验最低要求；控制系统和主要仪表运行正常，指示正确。

3.1 性能试验方法

3.1.1 耗气量确定

3.2 性能试验及数据整理

3.2.1 改造前、后全天耗气量及改造后节气率

（1）2号炉未改造前全天耗气量。测试时间：2023年8月19日16：00—2023年8月25日16：00。测试方法：每隔24 h读取涡街流量计累计流量数值，记录该时段内2号机组入炉煤总量、入炉煤灰分，计算耗气量。改造前2号炉原输灰系统压缩空气耗量统计数据见表1。

（2）2号炉改造后全天耗气量。测试时间：2023年10月5日9：00—2023年10月11日9：00。测试方法：每隔24 h读取涡街流量计累计流量数值，记录该时段内2号机组入炉煤总量、入炉煤灰分，计算耗气量。改造后2号炉输灰系统压缩空气耗量统计数据见表2。

由表1、表2可知，2号炉输灰系统未改造前双套管输灰系统平均耗气量为40.88 Nm3/t，先导输灰改造后平均耗气量为14.35 Nm3/t。

根据式（2）计算先导低压技术改造后平均节气率为：（40.88–14.35）/40.88×100%=64.9%。

3.2.2 输送流速

测试时间：2023年10月8日10：00。

测试方法：在进行最大输灰出力试验期间，记录 1 h内的用气量，计算得到单位时间压缩空气体积流量，根据式（3）计算先导输灰系统输送流速。

根据试验过程记录数据，计算得到2号炉先导输灰系统平均输送流速为8.03 m/s。

3.2.3 单试验管出力

测试时间：2023年10月08日10：00。

测试方法：2号炉一电场输灰系统自动运行，就地敲击仓泵装料为满泵，记录输送时间。根据式（4）计算输灰系统出力。

根据试验过程记录数据，计算得到2号炉一电场先导输灰系统正常出力为96.9 t/h，省煤器先导输灰正常出力为5.76 t/h。

3.3 性能试验结果

（1）2号炉一电场及省煤器输灰系统改造前吨灰耗气量为40.88 Nm3/t，2号炉一电场及省煤器输灰系统进行先导式低压技术改造后，吨灰耗气量为14.35 Nm3/t，耗气量减小，空压机投运数量少。

（2）2号炉一电场及省煤器输灰系统改造后，平均节气率为64.90%，节气率大幅提高，能耗大幅降低。

（3）改造后2号炉先导输灰系统一电场正常出力为96.9 t/h≥65 t/h，省煤器输灰系统正常出力为6.12 t/ h≥5 t/h裕量10%（共计5.5 t）。2号炉输灰系统总出力为：96.9+6.12=103.02 t，满足总体改造后总管输灰量不低于77 t/h的要求，满足负荷改变和掺烧引起的灰量变化情况。

（4）先导技术改造后2号炉一电场输送压力为0.28 MPa，省煤器输灰压力为0.26 MPa，比原双管系统的输灰压力（0.5 MPa以上）大幅减小。

（5）先导技术改造后输送频次明显少。2号炉一电场改造前后输灰频率由输送20次/h减少为输送5次/h；省煤器输灰由改造前的输送28次/h，减小为改造后的输送3次/h。

4 结束语

综上所述，先导式低压气力输送系统较传统的双套管输灰技术系统配置更简单、输送压力更低、输送流速更小，耗气量更小，这一系列优点证明先导式低压输灰技术更有利于输灰系统安全稳定持续运行，是长距离低压输送技术的一项有效改革。

参考文献

[1] 正压气力除灰系统性能验收试验规程：DL/T 909—2004[S].

[2] 正压浓相飞灰气力输送系统：JB/T 8470—2010[S].