李海軍(中電投河南電力有限公司技術(shù)信息中心，河南 鄭州 450001)

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1?000?MW機(jī)組鍋爐省煤器輸灰系統(tǒng)改造

李海軍
(中電投河南電力有限公司技術(shù)信息中心，河南 鄭州 450001)

〔摘 要〕介紹了某發(fā)電公司2×1 000 MW超超臨界火力發(fā)電機(jī)組輸灰系統(tǒng)的概況;針對(duì)實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題，對(duì)省煤器輸灰系統(tǒng)進(jìn)行了改造，增加了1套鋼結(jié)構(gòu)灰倉(cāng)系統(tǒng)，使系統(tǒng)運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性得到明顯提高。

〔關(guān)鍵詞〕省煤器；輸灰系統(tǒng)；改造；節(jié)能

1 省煤器輸灰系統(tǒng)簡(jiǎn)介

某發(fā)電公司2×1 000 MW超超臨界火力發(fā)電機(jī)組的輸灰系統(tǒng)采用正壓濃相飛灰輸送系統(tǒng)。為減輕鍋爐煙道內(nèi)脫硝催化劑的磨損，在催化劑前、省煤器下部設(shè)置灰斗，將粗灰單獨(dú)收集后輸送至空氣預(yù)熱器后的水平煙道內(nèi)，隨鍋爐煙氣吹至電除塵器內(nèi)除塵。省煤器灰斗每爐8列共16個(gè)，每列前后灰斗共用1個(gè)壓力灰罐，每爐共8個(gè)0．5 m3壓力灰罐，分作A，B側(cè)2個(gè)獨(dú)立輸送單元。

電除塵器為3室5電場(chǎng)，每一電場(chǎng)設(shè)6個(gè)灰斗，并相應(yīng)地設(shè)置6個(gè)壓力灰罐。其中，1，2電場(chǎng)壓力灰罐容積為4 m3，3電場(chǎng)壓力灰罐容積為0．5 m3， 4，5電場(chǎng)壓力灰罐容積為0．2 m3。1，2電場(chǎng)每3個(gè)壓力灰罐組成1個(gè)輸灰單元，前后2個(gè)電場(chǎng)輸灰單元分別共用1根輸灰母管(DN250+DN300)，以達(dá)到在1電場(chǎng)故障的情況下，2電場(chǎng)能替代1電場(chǎng)滿足除塵輸灰的需要。每臺(tái)爐2臺(tái)電除塵器的3，4，5電場(chǎng)輸灰單元共用1根輸灰母管(DN200+DN225)，將灰輸至灰?guī)?。輸灰空壓機(jī)設(shè)計(jì)為7運(yùn)2備。

鍋爐燃燒設(shè)計(jì)煤種及校核煤種均為平頂山煙煤，設(shè)計(jì)煤種的灰分是31．5 %，校核煤種的灰分為37．8 %。在實(shí)際運(yùn)行中，所用煤種的年平均灰分為42 %，最高可達(dá)56 %，造成輸灰系統(tǒng)運(yùn)行中異常頻發(fā)。

2 省煤器輸灰系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題

(1) 空氣預(yù)熱器后水平煙道支撐梁磨損嚴(yán)重。由于省煤器輸灰管道接至空氣預(yù)熱器后的煙道垂直管壁上，輸灰時(shí)粗灰氣流直接吹向煙道支撐梁。每次在鍋爐停運(yùn)檢修期間，檢修人員進(jìn)入煙道檢查，都會(huì)發(fā)現(xiàn)面向輸灰直吹面?zhèn)鹊闹瘟耗p嚴(yán)重，需進(jìn)行加固處理。

(2) 高負(fù)荷情況下輸灰系統(tǒng)堵管頻繁。在負(fù)荷700 MW以下，輸灰系統(tǒng)運(yùn)行比較正常；而當(dāng)負(fù)荷慢慢上升至850 MW以上時(shí)，1，2電場(chǎng)輸灰單元的壓力灰罐裝灰量即使不足罐體一半，輸灰時(shí)間也會(huì)由正常情況下的120 s增大到300 s以上，甚至超過(guò)15 min而發(fā)出堵管報(bào)警，且排堵難度大、排堵時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了輸灰系統(tǒng)及電除塵器的安全運(yùn)行。

在高負(fù)荷情況下輸灰系統(tǒng)輸灰困難甚至堵管的原因除高負(fù)荷時(shí)灰量大外，還與省煤器輸灰管道的設(shè)計(jì)和煙道布置有關(guān)。由于鍋爐設(shè)計(jì)有脫硝系統(tǒng)，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器與電除塵器入口之間的煙道存在一個(gè)凹段，水平煙道與電除塵器入口的高度差約10 m。在鍋爐負(fù)荷較低的情況下，因風(fēng)量小、風(fēng)速低，凹段處容易累積顆粒較大的粉塵；當(dāng)負(fù)荷升高時(shí)，因風(fēng)量、風(fēng)速增大，這些大顆粒粉塵便會(huì)被攜帶至電除塵器，使得電除塵器入口煙氣含塵量額外增多，且比重較大，極易造成1電場(chǎng)輸灰單元發(fā)生堵管，同時(shí)也加劇了輸灰管道的磨損。

由于輸灰系統(tǒng)經(jīng)常在異常情況下運(yùn)行，壓縮空氣消耗量大，其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也受到嚴(yán)重影響。在實(shí)際運(yùn)行中，為維持電除塵區(qū)域輸灰系統(tǒng)的安全，省煤器輸灰單元經(jīng)常被迫退出運(yùn)行，如此又加大了對(duì)脫硝催化劑的耗損。

3 省煤器輸灰系統(tǒng)改造方案

為了解決上述輸灰系統(tǒng)支撐梁和管道嚴(yán)重磨損、堵灰、壓縮空氣消耗量大等問(wèn)題，同時(shí)為配合降低排煙溫度，降低粉塵比電阻，提高靜電除塵器除塵效率，該廠實(shí)施了省煤器輸灰系統(tǒng)改造。改造方案如下。

(1) 在2臺(tái)爐西側(cè)空地，各新增1套鋼結(jié)構(gòu)灰倉(cāng)及配套輔助系統(tǒng)，將省煤器輸灰系統(tǒng)出口改移至新建灰倉(cāng)。如此可將省煤器下灰斗的存灰直接輸至灰倉(cāng)，而不再進(jìn)入煙道及電除塵器。

(2) 省煤器輸灰系統(tǒng)輸灰管道出力原設(shè)計(jì)為每爐20 t/h，改造后大于30 t/h。每爐設(shè)獨(dú)立2路輸灰單元至灰倉(cāng)。輸灰管道采用鑄造一體結(jié)構(gòu)的耐磨雙套管，輸灰管道彎頭采用雙金屬耐磨彎頭。

(3) 新增灰倉(cāng)有效容積為430 m3，直徑為10 m，配2臺(tái)布袋除塵器(1備1用)及2臺(tái)吸塵風(fēng)機(jī)(1 備1用)；采用單錐型雙出口結(jié)構(gòu)，分別接2臺(tái)加濕雙軸攪拌機(jī)；灰倉(cāng)設(shè)固定料位計(jì)及隨機(jī)料位計(jì)共3個(gè)；每個(gè)灰倉(cāng)錐體部分裝設(shè)3臺(tái)空氣炮，以保證灰倉(cāng)卸灰時(shí)暢通。

4 省煤器輸灰系統(tǒng)改造效果

(1) 避免了省煤器輸灰系統(tǒng)對(duì)空氣預(yù)熱器后水平煙道支撐梁的磨損。

（2） 改善了電除塵區(qū)域輸灰系統(tǒng)堵管的情況。省煤器輸灰系統(tǒng)改造后，省煤器后的粗灰直接輸至灰倉(cāng)，大大減少了電除塵器入口粉塵粗灰顆粒的含量，減輕了電除塵器區(qū)域輸灰系統(tǒng)的壓力，滿負(fù)荷情況下1電場(chǎng)壓力灰罐裝灰量達(dá)罐體2/3以上，且輸灰時(shí)間不到200 s，輸灰系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性得到明顯提高。

（3） 減小了輸灰系統(tǒng)管道的磨損。與改造前相比，輸灰管道泄漏情況得到明顯改觀。改造前，粗灰管道每天平均泄漏5-6處，在負(fù)荷高的情況下，最多達(dá)20處；而改造后，1周僅泄漏2-3次，而且還是發(fā)生在管道焊縫處。

（4） 減少了輸灰用壓縮空氣的消耗量，節(jié)能效果顯著。改造后，省煤器輸灰系統(tǒng)能夠正常投運(yùn)，通過(guò)優(yōu)化整個(gè)輸灰系統(tǒng)的運(yùn)行方式，有效控制了堵管情況的發(fā)生，避免了壓縮空氣的無(wú)謂浪費(fèi)。改造前，2臺(tái)機(jī)組在滿負(fù)荷情況下輸灰空壓機(jī)的運(yùn)行數(shù)量為6-7臺(tái)，輸灰壓力維持在0．30-0．38 MPa；改造后，2臺(tái)機(jī)組在滿負(fù)荷情況下輸灰空壓機(jī)的運(yùn)行數(shù)量為4-5臺(tái)，輸灰壓力為0．40-0．45 MPa。在負(fù)荷500-750 MW時(shí)，3-4臺(tái)輸灰空壓機(jī)就可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

輸灰空壓機(jī)額定功率為400 kW，機(jī)組年利用小時(shí)為5 500 h，按節(jié)約2臺(tái)輸灰空壓機(jī)運(yùn)行計(jì)算，則每年可節(jié)約電量為440萬(wàn)kWh，按上網(wǎng)電價(jià)0．43 元/kWh計(jì)，每年可節(jié)約電費(fèi)189．2萬(wàn)元，節(jié)能效果顯著。

（5） 減小了電除塵器出口粉塵排放濃度。省煤器輸灰系統(tǒng)改造后，減小了電除塵器的除塵壓力。在滿負(fù)荷工況下電除塵器出口粉塵排放濃度由改造前的48 mg/Nm3降至44 mg/Nm3，減小了對(duì)脫硫吸收塔漿液的負(fù)面影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于省煤器輸灰單元的介質(zhì)是顆粒比較大的粗灰，堵管和管道磨損問(wèn)題比較突出。因此，輸灰管道的設(shè)計(jì)不易過(guò)粗，使用DN150以下的管子較為適宜，以避免管道過(guò)粗形成“空氣走廊”。“空氣走廊”不僅輸不走粉塵，還會(huì)浪費(fèi)大量壓縮空氣。省煤器輸灰單元單獨(dú)設(shè)置灰倉(cāng)，避免了大顆粒粉塵對(duì)后部煙道及低溫省煤器換熱面的磨損，減輕了電除塵器區(qū)域輸灰系統(tǒng)的運(yùn)行壓力，有效提高了輸灰系統(tǒng)的運(yùn)行效率，增強(qiáng)了節(jié)能效果，對(duì)燃用灰分較高、設(shè)計(jì)有省煤器輸灰系統(tǒng)的火電廠技術(shù)改造有一定借鑒意義。

李海軍(1973-)，男，工程師，主要從事火電廠除灰脫硫技術(shù)管理工作，email：jzlihaijun8@163．com。

作者簡(jiǎn)介：

收稿日期：2015-11-26。