黃獻(xiàn)華

(華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池電廠，新疆 烏魯木齊 830047)

0 引言

華電新疆發(fā)電有限公司紅雁池電廠(以下簡(jiǎn)稱紅雁池電廠)的灰分選裝置于2008年12月建成，受脫硫系統(tǒng)改造工程影響以及對(duì)設(shè)備性能不夠熟悉，一直未連續(xù)投運(yùn)，在斷斷續(xù)續(xù)運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)管路堵灰、出力達(dá)不到設(shè)計(jì)值的問(wèn)題。針對(duì)此情況，于2010年12月對(duì)灰分選裝置進(jìn)行了調(diào)試，主要檢測(cè)灰分選系統(tǒng)最大風(fēng)選量、一級(jí)灰的比率、灰分選系統(tǒng)的能耗等。通過(guò)調(diào)試，對(duì)灰分選系統(tǒng)各參數(shù)有了基本掌握，自2011年2月20日投入灰分選裝置以來(lái)，系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 灰分選裝置概述

1.1 紅雁池電廠基本情況及灰分選裝置原理

紅雁池電廠一期建設(shè)規(guī)模為4×200 MW機(jī)組，配套4臺(tái)670 t/h燃煤鍋爐，電廠已有4座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)灰?guī)?#1～#4)，原灰?guī)靸?nèi)徑12 m，庫(kù)頂高31 m，庫(kù)頂設(shè)備層高度為25 m，每座灰?guī)斓挠行莘e為1176 m3，可儲(chǔ)存1臺(tái)鍋爐52 h的灰量(設(shè)計(jì)煤種)。按照設(shè)計(jì)，#1，#2電除塵器的干灰輸送至#1，#2灰?guī)欤?3，#4電除塵器的干灰輸送至#3，#4灰?guī)?。增設(shè)1套40 t/h分選系統(tǒng)后，將#1，#2灰?guī)熳鳛榉诌x系統(tǒng)的原灰?guī)欤?3灰?guī)熳鳛榉诌x系統(tǒng)的粗灰?guī)欤?4灰?guī)熳鳛榉诌x系統(tǒng)的細(xì)灰?guī)臁Ｔ撓到y(tǒng)采用DN 800管道輸送，管道彎頭部位加裝防磨裝置。

分選系統(tǒng)的原理:從原灰?guī)煜氯』?，通過(guò)手動(dòng)插板門和變頻給料機(jī)取灰進(jìn)入分選系統(tǒng)氣、灰混合器;在系統(tǒng)負(fù)壓風(fēng)的作用下，氣、灰混合后被吸入分選機(jī)，經(jīng)分選機(jī)后粗、細(xì)灰分離，粗灰經(jīng)分選機(jī)下的給料機(jī)進(jìn)入粗灰?guī)欤?xì)灰則通過(guò)分選機(jī)上部出口進(jìn)入細(xì)灰?guī)祉敳?個(gè)對(duì)稱布置的旋風(fēng)分離器;細(xì)灰與氣在此處分離，分離出來(lái)的細(xì)灰經(jīng)給料機(jī)進(jìn)入細(xì)灰?guī)?，尾氣及微量余灰?jīng)主風(fēng)機(jī)回到氣、灰混合器，形成循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)等級(jí)商品灰生產(chǎn)。

在原灰給料機(jī)下方及旋風(fēng)分離器的下方分別設(shè)置取樣器，可方便地對(duì)原灰、粗灰及成品細(xì)灰的細(xì)度進(jìn)行取樣檢測(cè)，同時(shí)可對(duì)系統(tǒng)參數(shù)選擇情況及原灰細(xì)度變化情況進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

1.2 灰分選裝置主要設(shè)備參數(shù)

離心通風(fēng)機(jī)參數(shù):通風(fēng)機(jī)型號(hào)，9－19;傳動(dòng)方式，D;轉(zhuǎn)速，1450 r/min;流量，30040 ～42409 m3/h;全壓，11 464～9 878 Pa;內(nèi)效率，81%;內(nèi)功率，113.59 kW;所需功率，133.30 kW;電動(dòng)機(jī)型號(hào)，Y315M－4;聯(lián)軸器，TL10(350－95X80)。

渦輪分選機(jī)參數(shù):型號(hào)，SFX－I－60;處理量，15～50 t/h;系統(tǒng)能耗，250 kW;分級(jí)粒徑，30～45 μm;分級(jí)效率，大于85%;調(diào)節(jié)范圍，3% ～18%;電動(dòng)機(jī)功率，7.5 ～15.0 kW。

脈沖袋式除塵器參數(shù):型號(hào)，BF－28;處理風(fēng)量，1 600 m3/h;濾袋面積，16.88 m2;濾袋數(shù)量，28條;濾袋規(guī)格，? 115 mm×1520 mm;進(jìn)口質(zhì)量濃度，小于50 g/m3;出口質(zhì)量濃度，小于200 g/m3;耗氣量，0.1 m3/min;汽源壓力，0.4 ～0.6 MPa。

2 確定灰分選裝置各部件的性能

2.1 主分閥

主分閥為金屬密封面蝶閥，安裝在主風(fēng)機(jī)入口，主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量，為保持系統(tǒng)最大出力，運(yùn)行時(shí)要求開(kāi)度在80%以上。

2.2 調(diào)節(jié)風(fēng)閥

調(diào)節(jié)風(fēng)閥安裝在#4灰?guī)祉敳?，?xì)粉分離器旁邊，通過(guò)DN 300的管道將入口接在主風(fēng)機(jī)出口管道上，出口從#4灰?guī)祉敳恳霂?kù)內(nèi)，是灰分選系統(tǒng)管道壓力調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)出力的主要手段。在主分閥開(kāi)度不變的情況下，調(diào)節(jié)分閥開(kāi)大，主風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓降低，風(fēng)機(jī)電流下降，灰分選系統(tǒng)出力下降，但一級(jí)灰的品質(zhì)較高。反之，主風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓增大，風(fēng)機(jī)電流增大，系統(tǒng)出力增加，系統(tǒng)的正、負(fù)壓力零點(diǎn)移向主風(fēng)機(jī)入口，灰的品質(zhì)較差;同時(shí)，#4灰?guī)煺龎鹤兇蟆?/p>

2.3 二次分閥

二次分閥安裝在#3灰?guī)祉敳?，通過(guò)DN 250的管道將入口接在調(diào)節(jié)風(fēng)入口后的管道上，出口接入分選機(jī)下部，對(duì)進(jìn)入分選機(jī)的原灰起到托起、再次分離的作用，對(duì)系統(tǒng)壓力影響較小，是調(diào)節(jié)灰細(xì)度的主要手段。在其他參數(shù)不變的情況下，二次風(fēng)開(kāi)度的大小直接影響#3，#4灰?guī)旎业募?xì)度，即二次分閥開(kāi)大，一級(jí)、二級(jí)灰的細(xì)度變大，反之，一級(jí)、二級(jí)灰的細(xì)度變小，但分離效率下降，導(dǎo)致粗灰中含有大量未分離的原灰。

2.4 分選機(jī)

分選機(jī)安裝在#3灰?guī)祉敳?，?nèi)部主要結(jié)構(gòu)是渦輪轉(zhuǎn)子，在分選機(jī)殼體錐斗的下部安裝有二次風(fēng)口。調(diào)整分選機(jī)頻率是控制細(xì)灰品質(zhì)的主要手段，即隨著渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增大，原灰中進(jìn)入下一級(jí)分離器的粗灰越少，細(xì)灰品質(zhì)越高。同時(shí)，下部進(jìn)入分選機(jī)二次風(fēng)風(fēng)量的大小，也影響分選機(jī)的效率。

2.5 給料機(jī)

紅雁池電廠2臺(tái)給料機(jī)分別安裝在#1，#2灰?guī)煜虏?，控制進(jìn)入灰分選系統(tǒng)的原灰量，在以上參數(shù)不變的情況下(即主分閥開(kāi)度、一次/二次風(fēng)閥開(kāi)度以及分選機(jī)頻率不變)，給料量越小，灰的細(xì)度等級(jí)越高，但系統(tǒng)效率越低。在同樣條件下，給料量越大，灰的細(xì)度等級(jí)越低，但系統(tǒng)效率增大，給料量在大于主風(fēng)機(jī)出力時(shí)，也就是系統(tǒng)的氣、灰比大于一定值時(shí)，造成系統(tǒng)管路出現(xiàn)堵灰故障。

2.6 分離器

分離器安裝在#4灰?guī)祉敳浚饕饔檬沁M(jìn)行細(xì)灰和氣體的分離。

2.7 鎖氣器

鎖氣器安裝在分選機(jī)和分離器的下部，共3臺(tái)，使用同一變頻器控制轉(zhuǎn)速，控制進(jìn)入#3，#4灰?guī)齑?、?xì)灰的速度。

3 確定較為穩(wěn)定的運(yùn)行方式

系統(tǒng)調(diào)試的前2周，主要對(duì)調(diào)節(jié)風(fēng)、二次風(fēng)、分選機(jī)頻率進(jìn)行試驗(yàn)。在試驗(yàn)期間，細(xì)灰篩余值為8%～20%，當(dāng)時(shí)的給料方式是:給料機(jī)的上插板門打開(kāi)3～5圈，給料機(jī)在3～16 Hz頻率下調(diào)節(jié)運(yùn)行。通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥開(kāi)度在12.5%、二次風(fēng)閥的開(kāi)度在50.0%以上、分選機(jī)頻率在42～50 Hz時(shí)，粗灰細(xì)度為 40% ～48%，細(xì)灰細(xì)度為8% ～12%，主風(fēng)機(jī)電流為275～310 A，風(fēng)機(jī)出口壓力為2 kPa左右，運(yùn)行狀態(tài)較為穩(wěn)定。

4 灰分選裝置實(shí)際運(yùn)行情況分析

2011年2月20日，紅雁池電廠正式投入灰分選裝置，截至10月20日出力及耗能情況見(jiàn)表1。

通過(guò)實(shí)際運(yùn)行情況分析，影響系統(tǒng)出力和細(xì)灰品質(zhì)的因素有以下幾點(diǎn):

(1)環(huán)境溫度對(duì)系統(tǒng)處理和灰品質(zhì)影響較大。根據(jù)表1統(tǒng)計(jì)值分析，進(jìn)入5月以后，隨著環(huán)境溫度的升高，灰分選裝置的分選量達(dá)到30 t/h以上，平均分選率在52%以上。分析認(rèn)為，主要原因是隨著溫度升高，灰的流動(dòng)性增大，分選效果較好。

(2)原灰細(xì)度影響系統(tǒng)出力和一級(jí)灰品質(zhì)。根據(jù)每周的原灰細(xì)度化驗(yàn)結(jié)果可知，夏季紅雁池電廠原灰細(xì)度基本保持在30% ～48%(采用45 μm方孔篩篩余)。通過(guò)分析比較，原灰中一級(jí)灰的比例越大，單位時(shí)間內(nèi)分選出的合格一級(jí)灰就越多，這主要通過(guò)增大給料量、開(kāi)大二次風(fēng)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。

表1 灰分選裝置灰量統(tǒng)計(jì)

(3)給料機(jī)選型不合理，需要運(yùn)行人員精心調(diào)節(jié)。根據(jù)灰分選裝置的設(shè)計(jì)出力，選配40 t/h的給料機(jī)，但在實(shí)際運(yùn)行中由于給料機(jī)芯子與殼體間存在間隙，在溫度高、流動(dòng)性好的情況下，無(wú)法通過(guò)調(diào)整給料頻率來(lái)控制灰量，只能由運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)手動(dòng)門開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般手動(dòng)門開(kāi)度在10～15圈內(nèi)調(diào)節(jié)就能滿足系統(tǒng)最大出力要求。由2011年的運(yùn)行情況可以看出，在溫度、原灰品質(zhì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)不變的情況下，運(yùn)行人員通過(guò)巡檢和及時(shí)調(diào)整給料量，能夠大大提高系統(tǒng)的效率。

(4)灰?guī)煸O(shè)備影響系統(tǒng)出力。灰分選裝置的取灰是否流暢，給料量是否均勻，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量和品質(zhì);灰?guī)鞖饣L(fēng)的溫度、風(fēng)壓，氣化板是否堵塞以及原灰是否結(jié)塊對(duì)其有直接影響。

(5)隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，由于主風(fēng)機(jī)磨損，系統(tǒng)出力下降。經(jīng)過(guò)8個(gè)月的運(yùn)行，紅雁池電廠灰分選裝置處理灰量17.2萬(wàn)t，產(chǎn)生一級(jí)灰5.3萬(wàn) t;進(jìn)入2011年8月以后，主風(fēng)機(jī)電流逐漸下降，出力隨之下降，10月對(duì)葉輪進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪磨損嚴(yán)重。根據(jù)運(yùn)行情況分析認(rèn)為，每年需要更換葉輪，保證其出力正常。

5 灰分選裝置的經(jīng)濟(jì)分析

根據(jù)表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，取溫度較低的2月和溫度較高的6月進(jìn)行分析。

2 月運(yùn)行 8 d，產(chǎn)一級(jí)灰 1 256 t，耗電 28 492.8 kW·h，按照0.5元/(kW·h)計(jì)算，每噸灰耗電費(fèi)用為11元;目前，冬季市場(chǎng)一級(jí)灰價(jià)格為60元/t，每噸效益為48元左右。

6月運(yùn)行30 d，產(chǎn)一級(jí)灰8 741 t，耗電87 630.0 kW·h，按照0.5元/(kW·h)計(jì)算，每噸灰耗電費(fèi)用為5元;目前，夏季市場(chǎng)一級(jí)灰價(jià)格為180元/t，去除原灰60元/t的成本，每噸效益在115元左右。

通過(guò)以上計(jì)算可知，在目前市場(chǎng)情況下，灰分選系統(tǒng)的運(yùn)行能夠給企業(yè)帶來(lái)較高的收益。企業(yè)要想使灰分選裝置出力最大、能耗最低，應(yīng)通過(guò)運(yùn)行人員指標(biāo)競(jìng)賽、定期更換葉輪等方法，達(dá)到效益的最大化。

6 結(jié)束語(yǔ)

從紅雁池電廠灰分選裝置8個(gè)月的運(yùn)行情況看，在熟練掌握系統(tǒng)各部件的性能后，通過(guò)操作人員的認(rèn)真操作和積極維護(hù)，整個(gè)系統(tǒng)能夠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，達(dá)到設(shè)計(jì)出力要求，給企業(yè)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益。