符思聰

(中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司，鄭州 450000)

350 MW機(jī)組電袋除塵器跳閘原因分析及處理措施

符思聰

(中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司，鄭州 450000)

除塵器系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行是保證燃煤電廠煙塵超低排放達(dá)標(biāo)的前提和條件。介紹了某電廠350 MW機(jī)組電袋除塵器故障跳閘的基本情況，通過分析，確定灰斗積灰是此次跳閘的主要原因，從機(jī)務(wù)、電氣、熱控等方面提出了應(yīng)對(duì)措施，以保證除塵除灰系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

電袋除塵器；跳閘；氣力輸灰系統(tǒng)；灰斗；積灰

0 引言

燃煤電廠超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，在基準(zhǔn)含氧量為6%的情況下，煙塵排放質(zhì)量濃度不超過10 mg/m3，大部分燃煤電廠進(jìn)行了超低排放改造，主要是采取增加高頻電源、電除塵器改為電袋除塵器、增加氣力輸灰系統(tǒng)的出力等工程措施和技術(shù)手段[1]，但運(yùn)行中頻頻出現(xiàn)問題，因此，如何確保燃煤機(jī)組除塵器和輸灰系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證煙塵超低排放變得日益重要。

1 機(jī)組概況

某電廠#1機(jī)組燃煤鍋爐為上海電氣集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的350 MW超臨界壓力、變壓運(yùn)行、單爐膛、一次中間再熱、三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、平衡通風(fēng)、擺動(dòng)式燃燒器、四角切圓燃燒、半露天布置、固態(tài)干式排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型布置燃煤直流爐。

1.1 電袋除塵系統(tǒng)

機(jī)組配備2臺(tái)福建龍凈環(huán)保股份有限公司生產(chǎn)的電袋復(fù)合除塵器，為干式、臥式、板式、雙電場靜電除塵器與布袋除塵器組合的形式，有效斷面積為2×271 m2，電除塵采取頂部電磁錘振打方式，脈沖袋式除塵器設(shè)計(jì)除塵效率為99.94%，出口含塵質(zhì)量濃度≤30 mg/m3。每臺(tái)除塵器有電場灰斗4個(gè)，袋場灰斗8個(gè)，灰斗加熱采取汽伴熱方式，汽化風(fēng)機(jī)采用3臺(tái)流量為12.7 m3/min、風(fēng)壓為78.4 kPa的羅茨風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)出口設(shè)置2臺(tái)功率為60 kW的電加熱器，設(shè)有自動(dòng)恒溫裝置，灰斗設(shè)有射頻導(dǎo)納式料位計(jì)。

1.2 氣力輸灰系統(tǒng)

機(jī)組采用一套正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)，共設(shè)3座有效容積為1 400 m3的灰?guī)?，設(shè)1座原灰?guī)臁?座粗灰?guī)旌?座細(xì)灰?guī)欤?座灰?guī)熘g有聯(lián)絡(luò)管道，在發(fā)生事故的情況下可相互切換。省煤器區(qū)配備4個(gè)CP-03/0.3 m3倉泵，電場區(qū)配備8個(gè)CP-20/2.0 m3倉泵，袋場區(qū)配備16個(gè)CP-10/1.0 m3倉泵。每臺(tái)鍋爐的倉泵分成4組輸灰：省煤器A側(cè)倉泵與一電場A側(cè)4個(gè)倉泵串聯(lián)組成為1個(gè)輸送單元，采用1根DN150 mm的輸送管道；省煤器B側(cè)倉泵與一電場B側(cè)4個(gè)倉泵串聯(lián)組成1個(gè)輸送單元，采用1根DN150 mm的輸送管道；電袋除塵器二袋場8個(gè)倉泵串聯(lián)組成1個(gè)輸送單元，采用1根DN125 mm的輸送管道；電袋除塵器三袋場8個(gè)倉泵串聯(lián)組成1個(gè)輸送單元，采用1根DN125 mm的輸送管道。電袋除塵器一電場2根輸送管線輸送至原灰?guī)旎虼只規(guī)?，電袋除塵器二、三袋場2根輸送管線輸送至細(xì)灰?guī)?，如圖1所示。

圖1 輸灰系統(tǒng)布置

鍋爐設(shè)計(jì)煤種產(chǎn)生的灰量為29.03 t/h，校核煤種產(chǎn)生的灰量為35.02 t/h，輸灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最大出力按校核煤種灰量的200%設(shè)定，設(shè)計(jì)煤質(zhì)參數(shù)見表1。輸送系統(tǒng)平均流速為7 m/s,單根管耗氣量為11.9 m3/min，儀用耗氣量為2.0 m3/min，輸送汽灰比為35，輸送系統(tǒng)所需壓縮空氣壓力為0.55 MPa。

表1 設(shè)計(jì)煤質(zhì)參數(shù)

2 設(shè)備運(yùn)行故障

#1機(jī)組超低排放改造完成后，于2016年7月啟機(jī)運(yùn)行，運(yùn)行1個(gè)月后電袋除塵器電區(qū)A側(cè)左電場、B側(cè)右電場相繼跳閘，警告顯示為負(fù)載短路，電場無法再次投入運(yùn)行，造成后續(xù)濾袋區(qū)負(fù)載增加，壓差顯著增大，超過設(shè)計(jì)值，影響機(jī)組出力。運(yùn)行人員嘗試甩負(fù)載空載啟動(dòng)故障電場，啟動(dòng)正常，各項(xiàng)參數(shù)均滿足要求，但一加入負(fù)載電場便隨即跳閘。相關(guān)數(shù)據(jù)曲線和資料顯示，運(yùn)行期間煤質(zhì)保持穩(wěn)定，滿足校核煤種要求，除塵系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)運(yùn)行畫面各項(xiàng)指標(biāo)正常，料位計(jì)未顯示高料位報(bào)警。

3 故障原因分析

利用#1機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)，對(duì)除塵器本體內(nèi)部進(jìn)行了檢查。鍋爐停爐，電除塵退出運(yùn)行，電除塵器振打裝置停運(yùn)后，氣力輸灰系統(tǒng)仍然繼續(xù)運(yùn)行了10 h。各方面進(jìn)行斷電處理后，通過人孔門進(jìn)入電袋除塵器內(nèi)部發(fā)現(xiàn)：電區(qū)A側(cè)左電場、B側(cè)右電場灰斗上方積灰嚴(yán)重，高出灰斗1.5 m，覆蓋住陽極板的底部，部分陽極板受擠壓變形；陰極線未出現(xiàn)明顯的斷裂，陰極振打位置的剛玉瓷軸完好，承壓絕緣子、支柱絕緣子、剛玉瓷軸無受潮積灰現(xiàn)象，絕緣子保溫箱運(yùn)轉(zhuǎn)正常；灰斗積灰處無明顯吸潮和板結(jié)狀況。經(jīng)檢測，飛灰粒徑、黏度和pH值正常。因此，灰斗積灰過多、下灰不暢、過多煙塵堆積至陽極板框架引起篷灰搭橋是此次電除塵器跳閘的主要原因。

3.1 氣源不足

該電廠2臺(tái)機(jī)組配備5臺(tái)空氣壓縮機(jī)，通過調(diào)閱運(yùn)行記錄發(fā)現(xiàn)，機(jī)組在較高負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，為了降低機(jī)組能耗，長時(shí)間只投入2臺(tái)空氣壓縮機(jī)運(yùn)行，造成廠用壓縮空氣和儀用壓縮空氣氣源壓力不足，輸灰系統(tǒng)氣源壓力長期達(dá)不到設(shè)計(jì)值0.55 MPa，等待時(shí)間長達(dá)10 min，造成輸灰系統(tǒng)落灰不及時(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致灰斗堵塞。壓縮空氣母管壓力歷史趨勢如圖2所示。

圖2 壓縮空氣母管壓力歷史趨勢

3.2 灰斗加熱裝置失靈

灰斗加熱裝置的作用是將灰斗中飛灰加熱并保溫，使飛灰充分流化，防止飛灰結(jié)潮。運(yùn)行過程中，檢修人員在檢查灰斗和倉泵連接口時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分管道外壁溫度偏低，說明部分加熱裝置運(yùn)行不正常，造成灰斗內(nèi)部飛灰流動(dòng)性減弱，層積壓實(shí)后導(dǎo)致灰斗堵塞。

3.3 灰斗料位計(jì)故障

灰斗料位計(jì)是灰斗料位檢測的重要設(shè)備，灰斗中積灰高度變化引起電容變化后，將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，傳送至遠(yuǎn)方輔網(wǎng)控制室。機(jī)組長期運(yùn)行過程中，電區(qū)A側(cè)左電場、B側(cè)右電場灰斗料位計(jì)一直顯示為正常狀況，未作出高料位報(bào)警。灰斗料位計(jì)出現(xiàn)故障，影響了專業(yè)人員對(duì)故障的分析和判斷，延誤了解決問題和恢復(fù)運(yùn)行的最佳時(shí)機(jī)。

4 處理對(duì)策及建議

從機(jī)務(wù)、電氣和熱控等方面采取措施。

(1)增加空氣壓縮機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)，提高氣源母管壓力，優(yōu)化輸灰等待時(shí)間。壓縮空氣是氣力除灰的總動(dòng)力來源，若氣源壓力長期達(dá)不到設(shè)計(jì)壓力0.55 MPa，輸灰管道容易堵塞，同時(shí)還會(huì)造成輸灰循環(huán)時(shí)間增長。在較高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，建議空氣壓縮機(jī)采用4用1備的運(yùn)行方式，保證輸灰系統(tǒng)氣源穩(wěn)定。

(2)加強(qiáng)檢修人員的現(xiàn)場巡視以及灰斗加熱器的維護(hù)和保養(yǎng)，增加灰斗加熱器的出力?；叶芳訜嵫b置出現(xiàn)故障，會(huì)使灰粒溫度下降、黏性增大，流化程度較差，導(dǎo)致輸灰阻力增加，增加堵管的可能性[2]。加熱裝置一般設(shè)定溫度應(yīng)在120 ℃以上[3]。

(3)對(duì)現(xiàn)有故障料位計(jì)進(jìn)行完善，優(yōu)化料位計(jì)靈敏度，增加灰斗處料位計(jì)的數(shù)量，多角度確保料位顯示正常。在灰斗料位計(jì)原有位置的不同側(cè)增設(shè)一組料位計(jì)，降低料位計(jì)高料位漏報(bào)誤報(bào)的可能。熱工人員需加強(qiáng)對(duì)料位計(jì)的定期校驗(yàn)和維護(hù)，優(yōu)化料位計(jì)感應(yīng)靈敏度，必要時(shí)在灰斗處設(shè)置觀測孔。

(4)根據(jù)實(shí)際情況增設(shè)灰斗吹掃裝置或振打裝置，在下灰不暢時(shí)進(jìn)行吹掃和振打，確?；叶仿浠艺?。

(5)保持運(yùn)行中煤質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)煤種和校核煤種的要求。在使用高灰分燃煤時(shí)，適當(dāng)摻入低灰分煤種，調(diào)整除塵器運(yùn)行參數(shù)和振打方式，同時(shí)盡量縮短輸灰系統(tǒng)循環(huán)周期。

(6)減少開機(jī)過程中油燃料投入時(shí)間，降低鍋爐燃燒調(diào)整的幅度，減少灰斗中的自燃和黏著現(xiàn)象。當(dāng)鍋爐采取油煤混燒方式時(shí)，少量沒有燃燒充分的細(xì)微油顆粒與灰顆?；旌希斐捎突伊鲃?dòng)性差[4]。鍋爐燃燒調(diào)整階段有可能出現(xiàn)燃燒不充分現(xiàn)象，飛灰的含碳量大、密度大，不利于流動(dòng)。運(yùn)行檢修人員應(yīng)密切注意鍋爐點(diǎn)火階段的運(yùn)行狀態(tài)，提前開動(dòng)除塵器振打裝置，縮短輸灰系統(tǒng)循環(huán)周期。

5 結(jié)束語

除塵器系統(tǒng)和氣力除灰系統(tǒng)的運(yùn)行情況直接影響機(jī)組的正常運(yùn)行，甚至可能造成機(jī)組停機(jī)。由于灰斗積灰堵塞造成的除塵器系統(tǒng)停運(yùn)是諸多原因長時(shí)間積累的結(jié)果，因此，應(yīng)采取合理的控制手段并加強(qiáng)日常運(yùn)行監(jiān)視和巡檢，以保證除塵除灰系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]吳玉生.燃煤電廠煙塵超低排放技術(shù)路線比選研究[J].能源與節(jié)能，2016(4)：5-7，9.

[2]金維勤.氣力除灰實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)關(guān)注的事項(xiàng)[J].電力建設(shè)，2008，29(9)：50-52.

[3]火力發(fā)電廠除灰設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程：DL/T 5142—2012[S].

[4]張曉博.火電廠電除塵灰斗積灰簡單判別[J].華電技術(shù)，2014，36(10)：63-64，66.

(本文責(zé)編：劉芳)

2017-04-23；

2017-06-19

TK 223.27

B

1674-1951(2017)07-0071-02

符思聰(1989—)，男，湖南長沙人，工程師，從事電力行業(yè)環(huán)境保護(hù)工作(E-mail:fscwhu@163.com)。