1原輸灰系統(tǒng)概況

某電廠4號(hào)鍋爐由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)制造,該鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、自然循環(huán)汽包鍋爐,鍋爐采用全鋼構(gòu)架及懸吊結(jié)構(gòu)。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng),配套的磨煤機(jī)是長(zhǎng)春發(fā)電設(shè)備總廠配供的MPs212HP-11型中速磨煤機(jī),1臺(tái)鍋爐配5臺(tái)磨煤機(jī),燃燒煤種時(shí),4臺(tái)運(yùn)行,1臺(tái)備用,每臺(tái)磨煤機(jī)帶一層燃燒器。

電除塵器共設(shè)置4個(gè)電場(chǎng),每個(gè)電場(chǎng)分s有4個(gè)別倉(cāng),灰泵斗至灰?guī)熳钸h(yuǎn)水平距離約為220m,輸灰空壓機(jī)共4臺(tái)全部運(yùn)行。

2系統(tǒng)改造概況

輸灰系統(tǒng)改造采用先導(dǎo)式、自動(dòng)成栓式治堵防磨滿管輸送系統(tǒng),將其安裝在原輸灰系統(tǒng)上。設(shè)計(jì)調(diào)整的部分在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行,接入或容納于原設(shè)計(jì)系統(tǒng)。設(shè)備設(shè)計(jì)需要考慮投資少、改動(dòng)少、工期短、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)、遠(yuǎn)距離、不堵管、降磨損、指標(biāo)優(yōu)等因素。

某電廠4號(hào)爐改造范圍為所有灰泵出料閥及別倉(cāng)進(jìn)料閥(包含別倉(cāng)進(jìn)料閥）至灰?guī)烨袚Q閥處范圍內(nèi)的管道設(shè)備,主要包括以下部分:

(1）電場(chǎng)輸灰及主管路先導(dǎo)式自動(dòng)成栓設(shè)備及伴氣系統(tǒng)設(shè)備安裝:

(2）電場(chǎng)輸灰先導(dǎo)式自動(dòng)成栓設(shè)備及伴氣系統(tǒng)設(shè)備安裝。

3氣力輸灰介紹

3.1傳統(tǒng)氣力輸灰

氣力輸送是一種利用有壓管流輸送粉粒狀物體的輸送技術(shù),具有生產(chǎn)率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可升可降、操作方便、長(zhǎng)距離輸送不受地域影響的特點(diǎn),而且在輸送過(guò)程中可以進(jìn)行匯合、分流、混合、粉碎、分級(jí)、干燥、冷卻除塵等工藝操作,過(guò)程封閉,既能保證物品不受潮、受污損或混入異物,又能滿足環(huán)境保護(hù)要求。

氣力輸灰的形式分為濃相、稀相、正壓、微正壓、負(fù)壓等多種形式。目前來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)使用較多的是濃相氣力輸灰。在濃相氣力輸灰系統(tǒng)中,堵管、遠(yuǎn)距離、磨損三者之間是相互制約、相互矛盾的。為了解決堵管問(wèn)題,只有增加系統(tǒng)的用氣量,增加系統(tǒng)磨損:反之,系統(tǒng)容易堵管,一旦發(fā)生堵管,若處理不及時(shí),容易發(fā)生惡性循環(huán),從而造成一系列嚴(yán)重后果,例如除塵器放灰、機(jī)組降負(fù)荷、除塵器跳閘等。傳統(tǒng)濃相氣力輸送控制過(guò)程主要分為4個(gè)階段,即進(jìn)料階段、流化階段、輸送階段和吹掃階段。

3.2先導(dǎo)式輸灰

3.2.1先導(dǎo)式輸灰特點(diǎn)

3.2.1.1永不堵管

先導(dǎo)式輸灰可提高輸灰系統(tǒng)的輸送效率,由于消除了堵管現(xiàn)象,相應(yīng)節(jié)省了處理堵管是時(shí)間,一定程度上保證了系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行,使輸灰系統(tǒng)進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)。同時(shí),可適應(yīng)任何粉體物料的輸送,安裝自動(dòng)成栓閥后,系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生堵管問(wèn)題,且可靠性非常高。

3.2.1.2遠(yuǎn)距離輸送

目前在國(guó)內(nèi)外眾多輸送設(shè)備廠家中,唯一可以真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離(2000m以上）且穩(wěn)定運(yùn)行的只有新型栓塞輸送系統(tǒng)。當(dāng)輸送距離超過(guò)800m時(shí),常規(guī)輸送系統(tǒng)必須通過(guò)合理的配氣、控制等進(jìn)行調(diào)節(jié),此時(shí)只能降低系統(tǒng)的灰氣比:當(dāng)輸送距離超過(guò)1200m時(shí),常規(guī)輸送系統(tǒng)必須增加管路增壓器,以對(duì)管道內(nèi)的物料進(jìn)行二次流化,防止氣灰分層,進(jìn)一步降低灰氣比,增加系統(tǒng)流速,增加管道磨損。

3.2.1.3低能耗、效率高

常規(guī)輸送系統(tǒng)的輸送分為4個(gè)過(guò)程,進(jìn)料、加壓流化、輸送、管道吹掃。先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)只有3個(gè)過(guò)程,進(jìn)料、加壓流化、輸送,省略了管道吹掃。管道吹掃過(guò)程有以下幾個(gè)特點(diǎn):流速高、灰氣比小、浪費(fèi)大量壓縮空氣。先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)所有物料的滿管輸送,流速低,別倉(cāng)里面沒(méi)有灰時(shí)就可停止輸送,在管道內(nèi)的物料不會(huì)影響下一個(gè)過(guò)程的輸送,不會(huì)堵管。同等輸灰管徑的先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)輸送量是常規(guī)輸送系統(tǒng)的一倍以上,同等的系統(tǒng)配置,使用先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)后,輸送能力可提高一倍以上。

本系統(tǒng)的用氣量單獨(dú)安裝了流量計(jì)進(jìn)行計(jì)數(shù)(就地式）,對(duì)系統(tǒng)用氣量進(jìn)行考核,改造前先安裝流量計(jì),對(duì)原系統(tǒng)用氣量進(jìn)行計(jì)量,確認(rèn)用氣量結(jié)果后,再對(duì)改造后的用氣量進(jìn)行計(jì)量,前后對(duì)比節(jié)氣量效果達(dá)到50%～70%。

3.2.1.4磨損小

先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)因?yàn)槭菨M管輸送,所以輸送流速低,流速和磨損成正比,對(duì)管道彎頭等的磨損比常規(guī)輸送系統(tǒng)低很多。輸送流速平均不超過(guò)5m/9,灰?guī)於瞬怀^(guò)8m/9。輸灰設(shè)備、

管道材質(zhì)同樣的情況下,先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)的使用壽命是傳統(tǒng)輸灰系統(tǒng)的2～3倍。

3.2.1.5配置簡(jiǎn)單

系統(tǒng)配置相當(dāng)簡(jiǎn)單,沒(méi)有繁瑣的控制,沒(méi)有繁瑣的配氣,倉(cāng)泵只有主進(jìn)氣一個(gè)進(jìn)氣點(diǎn),所有的倉(cāng)泵流化、一次氣、二次氣都不需要,減少了系統(tǒng)的故障點(diǎn)、控制點(diǎn)。

總之,先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,不堵管,磨損小,輸送效率高,無(wú)故障運(yùn)行,用氣量小。

3.2.2先導(dǎo)式輸灰原理

(1）裝料時(shí)間:裝料時(shí)間一般有兩種控制方式,一種是時(shí)間,另一種是料位信號(hào)。先導(dǎo)式系統(tǒng)最好達(dá)到料位信號(hào)最佳,讓倉(cāng)泵盡可能多裝料,一次輸送量越多越好。

(2）只保留一個(gè)主進(jìn)氣,因?yàn)閭}(cāng)泵內(nèi)滿料,使倉(cāng)泵迅速升壓,以啟動(dòng)栓塞系統(tǒng)工作。

(3）栓塞系統(tǒng)被啟動(dòng)后,先導(dǎo)式系統(tǒng)觸發(fā),啟動(dòng)介質(zhì)流動(dòng)方向的一個(gè)栓塞閥自動(dòng)啟動(dòng)。

(4）布置在輸灰管道上的栓塞閥開(kāi)啟壓力各不相同,根據(jù)輸送現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)節(jié),可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)進(jìn)氣,哪里堵管哪里進(jìn)氣,不堵管的地方不進(jìn)氣,以達(dá)到最佳輸送效率。

(5）本系統(tǒng)的工作原理好比接力賽,前一個(gè)成栓閥負(fù)責(zé)把輸送介質(zhì)傳遞給后面一個(gè)成栓閥,通過(guò)先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)工作原理(圖1）可知,先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)的作用猶如一個(gè)推車,進(jìn)行推拉模式,更有利于輸送,且輸送要求氣源壓力更低,好比汽車,原來(lái)二驅(qū),加入先導(dǎo)系統(tǒng)后成了四驅(qū)。先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝如圖2所示。

4應(yīng)用效果及結(jié)果分析

為了解決輸灰系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象的問(wèn)題,保證鍋爐深度摻燒安全,某廠4號(hào)爐對(duì)輸灰系統(tǒng)進(jìn)行了改造,使用了先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)。

4.1改造前情況

改造前,在4號(hào)爐倉(cāng)泵間輸灰用壓縮空氣母管某一處上加裝流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量,由維護(hù)人員和廠家每天統(tǒng)計(jì)耗氣量,在DCs上統(tǒng)一調(diào)取入爐煤量,化驗(yàn)室出具煤化驗(yàn)報(bào)告。

流量計(jì)為2019年7月30日17:00安裝完成,8月3日08:00開(kāi)始計(jì)量,改造前系統(tǒng)為雙套管形式,瞬間流量為7358.90Nm3/h,如圖3所示。

4.2改造后情況

輸灰系統(tǒng)投運(yùn)為2019年9月22日08:30,將其投運(yùn)到原母管流量計(jì)(圖4）上。

改造后使用原流量計(jì)計(jì)量,正常滿泵輸送瞬時(shí)流量為1000Nm3/h,兩條管道同時(shí)輸送,輸灰結(jié)束時(shí)最大流量為2048Nm3/h,因現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)泵無(wú)高料位報(bào)警功能,灰斗無(wú)連續(xù)料位計(jì),為確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,不論負(fù)荷大小,均按照機(jī)組最大負(fù)荷運(yùn)行頻次調(diào)整(一電場(chǎng)6次/h、二電場(chǎng)2次/h、三電場(chǎng)1.5次/h、四電場(chǎng)1次/h）,正常運(yùn)行瞬時(shí)流量較改造前節(jié)約72.17%(先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)每次裝灰越多,所需壓縮空氣量越少）。

4.3綜合分析

4.3.1輸灰頻次

改造前,機(jī)組平均負(fù)荷在179Mw時(shí),每小時(shí)一電場(chǎng)運(yùn)行約21次,如圖5所示。

改造后,機(jī)組平均負(fù)荷在179Mw時(shí),一電場(chǎng)安全余量運(yùn)行約6次。

4.3.2輸送能力

一電場(chǎng)輸送能力(12:30,停運(yùn)輸灰系統(tǒng):14:30,啟動(dòng)輸灰系統(tǒng)）如圖6所示,改造后輸灰系統(tǒng)在機(jī)組負(fù)荷178Mw時(shí)停運(yùn)2h等灰,兩次滿泵輸送,第三次輸送灰斗無(wú)料倉(cāng)泵無(wú)法裝滿,落料時(shí)間由4min延長(zhǎng)至16min進(jìn)行輸送,灰斗無(wú)灰停止實(shí)驗(yàn)。

通過(guò)一電場(chǎng)輸灰能力可看出,先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)輸送能力是原系統(tǒng)的2倍以上。

4.3.3節(jié)氣量

輸灰系統(tǒng)改造前后的耗氣量統(tǒng)計(jì)經(jīng)過(guò)電廠維護(hù)和廠家共同確認(rèn)?；叶认到y(tǒng)壓縮空氣耗量統(tǒng)計(jì)如表1所示。

根據(jù)表1可以看出,輸灰系統(tǒng)改造前后用氣量變化很大:改造前用氣量為每噸灰平均耗氣量59.8m3:改造后用氣量(安全余量運(yùn)行）為每噸灰平均耗氣量23.8m3:改造后較改造前,在安全余量運(yùn)行情況下節(jié)氣率達(dá)到60.21%。

5結(jié)語(yǔ)

先導(dǎo)式輸灰系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)低壓、恒速、恒流、恒壓輸送,真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗、降低磨損的目的,節(jié)能效果至少達(dá)到50%,在輸送過(guò)程中,堵管點(diǎn)的自動(dòng)成栓閥可以自動(dòng)打開(kāi)下一個(gè)自動(dòng)成栓閥,提前對(duì)管道進(jìn)行吹掃,清除障礙,使輸送更流暢,降低伴氣管道與輸灰管道的壓差,以最小的進(jìn)氣量達(dá)到最高的輸送效率。該電廠4號(hào)爐經(jīng)過(guò)上述改造后,經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,輸灰效果明顯,從根本解決了原輸灰系統(tǒng)存在的問(wèn)題,大大提高了整個(gè)輸灰系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性,具有很大的應(yīng)用推廣前景。