正压浓相气力除灰系统在大连庄河发电厂的应用

　　
　　摘要：大连庄河发电厂（以下简称庄电）于2007年7月发电投产，其除灰系统采用的是德国法特公司的正压浓相气力输送，该输送方式投运后，运行比较稳定。本文介绍了气力除灰系统的工作原理、工作流程、设计参数和组成结构，并对其特点进行了分析，为火力发电厂气力除灰系统的选择提供参考。
　　关键词：锅炉；除灰系统；正压密相气力输送；仓泵
　　1、工程概况
　　国电庄河发电厂，现装机总容量为2×600MW，锅炉为HG-1950/25.4-YM3型，为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生（Benson）直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣。锅炉岛为紧身密封布置。锅炉设计煤种为双鸭山煤，校核煤种为双鸭山混煤。两台机组均采用灰渣分除，水力除渣，气力除灰方式。每台锅炉配置了2台双室四电场电除尘器，气力除灰系统采用法特公司正压浓相气力输送技术，在静电除尘器每个集灰斗下设置一定容量的仓泵，每电场设置8个仓泵，共32个仓泵。两台炉为一个单元。
　　每台炉电除尘器灰斗在锅炉BMCR工况下的排灰量：
　　设计煤种58.565t/h（其中一电厂49.83t/h，二电厂7.035t/h，三电厂1.407t/h,四电场0.293t/h）
　　校核煤种63.939t/h（其中一电厂54.403t/h，二电厂7.68t/h，三电厂1.536t/h,四电场0.32t/h）
　　现就庄电机组正压浓相气力除灰技术原理及应用特点等进行探讨，以为火力发电厂气力除灰系统的选择提供参考。
　　2、正压密相气力除灰系统的工作原理
　　正压浓相气力除灰系统是由仓泵采用间歇式并多台仓泵同时工作的输送方式工作的，仓泵每进、出一次物料为一个工作循环，其工作过程可分为进料、输送和排气清扫3个阶段。
　　2.1进料
　　仓泵的预关闭阀、进料阀和排气阀打开，出料阀、输送空气阀处于关闭状态。仓泵内部与灰斗连通，仓泵内无压力(与除尘器内部等压)，飞灰连续从除尘器灰斗进人仓泵，采用仓泵等灰方式，灰斗不存灰。当串联在同一组中的任一仓泵，其内物料达到料位计高度或设定的填充时间时，料位计发出一个料满信号，这时先关预关闭阀，2-3秒后再关进料阀，排气阀（假如开着）也将在3秒的延迟之后关闭。进料结束。
　　2.2输送
　　输送管道出料阀打开，接着，进气阀、增压阀打开。压缩空气通过底部流入仓泵，进入连接各仓泵的内部输送管道。仓泵和各仓泵间的输送管道中的飞灰散开，充分流态化，并通过管道以一种连续而稠密的空气柱形态被输送到灰库中。当仓泵上的压力变送器降到设定压力时，表明仓泵中的灰已送完，输灰结束，进入吹扫阶段，但此时进气阀和出料阀仍然保持开启状态。
　　2.3排气清扫
　　压缩空气吹扫仓泵和输灰管道，此时仓泵内无飞灰，管道内飞灰逐步减少，最后几乎呈空气流动状态。系统阻力下降，仓泵内压力也下降至一稳定值，这时关闭进气阀，延时关闭增压阀。进气阀、增压阀关闭后，管道内的压力继续下降，降到设定值时，表明排气吹扫结束，输送管道出料阀关闭。至此，包括三个阶段的一个输送循环结束，重新开始下一个输送循环。
　　3庄电正压浓相气力除灰系统简介
　　3.1主要技术参数
　　庄电机组正压浓相气力除灰系统主要技术参数见表1：
　　

庄电机组正压浓相气力除灰系统主要技术参数见表1

　　3.2输送设备的特点
　　仓泵容量
　　•一、二电厂每台仓泵容量为2.5m3，三、四电厂每台仓泵容量为0.65m3，容量足够，送灰节拍少，因此有效地延长了设备的寿命。
　　•使用大仓泵后，灰流速度快，吹灰排空阶段减少，压缩空气耗量随之减少，并且稳流段长，大大降低了对管道的磨损。
　　预关闭阀
　　预关闭阀能防止灰在卸灰管中搭桥。由于预关闭阀先关，所以进料阀是在无灰状态下关闭，有效地延长了密封圈的寿命。当进料阀关闭时，预关闭阀能挡住杂物和灰块，有效地保护了进料阀。
　　仓泵排气
　　仓泵设置排气有利于快速进灰，进灰时气流不会阻碍进灰，从而避免了进料阀和卸灰管的磨损。万一潮湿的灰堵管时，通过仓泵的排气管道加压与泄压也能起到疏堵的作用。
　　料位监测
　　料位监测采用音叉式振动料位计，性能可靠，它不受温度、湿度及粒度的影响。
　　气化板
　　所有仓泵均装有气化板，使送出去的灰能达到高浓度的稳物流，减少了灰对管道的磨损，降低了压缩空气的耗量。
　　球形弯头
　　球形弯头比弧形弯头优点多。在弯头中，只是灰与灰的摩擦，球形弯头几乎不磨损。灰在球形弯头中的速度是普通送灰速度的50％，球形弯头的阻力相当于4米的直线段。
　　3.3系统组成
　　气力输送系统由三个子系统组成：气源系统、输灰系统、控制系统。
　　3.3.1气源系统
　　由螺杆空压机、干燥机、输气管路、储气罐等组成，通过上述设备可以得到洁净、干燥、压力平稳的压缩空气。
　　3.3.2输灰系统
　　3.3.2.1输灰设备及管线
　　每个电场灰斗下安装8台仓泵，一、二电场的8个仓泵分别设为两组。一、二电场的前四个仓泵共用一条管线，一个管道切换阀；一、二电场的后四个仓泵共用一条管线，一个管道切换阀；三、四电场共用一条管线，一个管道切换阀。每台仓泵上装有一个高料位计，每四台仓泵（三、四电场每八台仓泵）共用一个压力变送器，压力变送器安装在靠进气侧的第一个仓泵上。库顶设有压力真空释放阀、灰库料位计、布袋除尘器。电除尘器收集的干灰由仓泵通过输灰管道以正压直接输入到灰库，然后用散装机装入灰罐车外运给用户。
　　3.3.2.2灰库
　　庄电建有3座灰库，每台炉设置一台粗灰库，两台炉共用一座细灰库。每座灰库直径均为15m，库高30m，存灰高度18m。
　　3.3.3控制系统
　　输送系统的控制系统采用DCS控制，可实现远程、就地控制操作。远程又分为自动、手动控制方式。
　　3.3.3.1控制系统外部硬件组成：
　　除灰控制系统采用北京国电智深控制有限公司生产的EDPF-NT分散控制系统。该控制系统由DPU73#站、DPU74#站、DPU75#站、OPR233（兼ENG110）操作员站、OPR234操作员站、电除尘网络柜（1个）、电除尘电源柜（1个）、除灰渣系统电源柜（1个）、继电器柜（2个）组成。
　　其中：DPU73#站：主要完成1#炉除灰系统程的序控制。
　　DPU74#站：主要完成2#炉除灰系统的程序控制。
　　DPU75#站：主要完成除灰系统灰库选择及相关的程序控制。
　　3.3.3.2控制系统控制方式：
　　控制方式分手动控制和自动控制两种方式。
　　4正压浓相气力除灰系统的特点
　　4.1配置简洁，密封性能好
　　系统配置简洁，转动部件少，需要的气动阀门只相当于其它系统的一半，同时整个系统密封性好，所有阀门包括检修门都采用轴封结构，密封性好。
　　4.2输送灰气比高
　　系统采用高密度的低压输送方式，压缩空气消耗较少，在多数情况下，正压浓相气力除灰系统的空气消耗量约为其它系统的1/3-1/2。
　　4.3输送能耗低
　　由于输送等量物料需要的压缩空气量较少，且输送压力较低，因此其输送能耗远低于其它形式的输送系统。供气采用性能可靠的小型螺杆式空压机即可，供气系统投资降低。
　　4.4管道磨损小
　　系统采用下引发送，物料从静态加压输送，出口速度较低，初速只有4m/s，输送末速最高10m/s，这样的输送速度对于阀门和管道的磨损很低。
　　4.5系统投资少，年运行维护费用低
　　由于系统配置简洁，设备少，检修维护量小，系统能耗低，所以只需较低的费用就可保证系统安全、可靠地运行。
　　4.6污染小,技术成熟，环保节能
　　整个系统密封性好，在灰库中设有100%能力的布袋除尘器，减少了从灰库排入大气的灰尘，排入大气的空气含尘量不大于50mg/Nm3
　　整个系统技术较为成熟，投资低且节能、节水，有利于环境保护和粉煤灰的综合利用。
　　5气力除灰与水力除灰方式比较
　　气力除灰与传统的水力除灰方式相比，有其独特的优点：首先，它与水力除灰方式相比，气力除灰能节省大量的冲灰水；在输送过程中，灰不与水接触，故灰的固有活性及其它物化特性不受影响，有利于粉煤灰的综合利用；减少灰场占地；避免灰场对地下水及周围大气环境的污染；不存在灰管结垢及腐蚀问题；系统自动化程度较高，所需的运行人员较少；设备简单，占地面积小，便于布置；输送路线选取方便，布置上比较灵活；便于长距离集中、定点输送等。这些优点能很好地适应现代环保及法规要求。
　　6结束语
　　我国是一个水资源相对缺乏的国家，而电厂又是用水大户，节约用水是义不容辞的责任，不用水力除灰而用气力除灰是节约用水的重要措施，也是发展方向，同时大搞粉煤灰综合利用也是国家的一项基本国策，电厂新建工程或改建工程，进一步开展粉煤灰综合利用工作，将会获得更大的经济效益和社会效益，因此发电厂积极建设干除灰系统是十分必要的。庄电除灰系统采用正压气力除灰系统，既节约了大量冲灰用水，同时工作环境也大为改善，在环境效益、经济效益、社会效益方面都是明显的，是一个利厂、利于环保的项目，值得同类型电厂借鉴，有一定的推广价值。
　　参考文献：
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