淮浙電力鳳臺(tái)發(fā)電分公司 王守柱

某廠4號(hào)爐除塵器一電場(chǎng)原使用北京國(guó)電富通的紊流雙套管輸灰系統(tǒng)，一電場(chǎng)輸灰系統(tǒng)共8個(gè)輸送倉(cāng)泵，其中4個(gè)輸送倉(cāng)泵為一個(gè)輸送單元，設(shè)置一條輸灰管線至灰?guī)?，兩套輸灰單元間獨(dú)立運(yùn)行互不影響，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)由于系統(tǒng)配置原因，輸送倉(cāng)泵不能夠滿載運(yùn)行，對(duì)灰的品質(zhì)適應(yīng)范圍較窄，特別在異常工況下的飛灰輸送能力更弱，在機(jī)組連續(xù)高負(fù)荷時(shí)輸灰必須不間斷循環(huán)輸送，浪費(fèi)時(shí)間，耗氣量大，同時(shí)輸灰系統(tǒng)不間歇連續(xù)運(yùn)行，增加了管道的磨損，管道泄漏缺陷頻繁，嚴(yán)重影響了輸灰系統(tǒng)周邊的環(huán)境衛(wèi)生，另外倉(cāng)泵配屬的進(jìn)料圓頂閥缺陷也比較多，圓頂閥缺陷的發(fā)生不但會(huì)影響正常的輸灰，更換磨損嚴(yán)重的閥門，處理時(shí)間比較長(zhǎng)，一般需要2到3個(gè)小時(shí)，對(duì)系統(tǒng)連續(xù)輸灰影響比較大，閥門缺陷處理時(shí)極易引起灰斗高料位，灰斗內(nèi)收集的積灰堆積，不但可能造成灰斗高料位、電場(chǎng)短路，大量的積灰增加了灰斗的載荷，極易破壞灰斗內(nèi)管撐和殼體焊接強(qiáng)度，嚴(yán)重的會(huì)造成灰斗邊角漏灰、甚至灰斗脫焊、垮塌隱患。

1 改造前設(shè)備情況

1.1 進(jìn)料圓頂閥

除塵器倉(cāng)泵落料閥采用圓頂閥，圓頂閥球面圓頂由耐磨材料制造，表面進(jìn)行硬化處理，利用其光滑堅(jiān)硬的表面，可保證與橡膠密封圈有良好的接觸，以保證可靠的密封，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，密封圈充氣實(shí)現(xiàn)彈性變形，實(shí)現(xiàn)密封。運(yùn)行中落料圓頂閥存在以下問(wèn)題。

圓頂閥的可調(diào)性比較差，閥門有時(shí)會(huì)出現(xiàn)開(kāi)、關(guān)不到位或者密封不嚴(yán)，導(dǎo)致密封和球面很容易被沖刷破損，嚴(yán)重影響輸灰運(yùn)行；積灰和磨穿的閥頂運(yùn)行時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往等到輸灰不正常時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)，這時(shí)圓頂閥已經(jīng)基本上不能修復(fù)，臨時(shí)檢查對(duì)閥頂輕微磨損后現(xiàn)場(chǎng)堆焊修復(fù)，但是受現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件影響，堆焊工藝不好把握，閥頂修復(fù)后精度和使用壽命不好保證。

圓頂閥密封圈充氣報(bào)警監(jiān)測(cè)壓力開(kāi)關(guān)，檢測(cè)值偏低，有時(shí)不能及時(shí)檢測(cè)密封圈已破損而發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

輸灰倉(cāng)泵進(jìn)料圓頂閥控制箱采用和閥門成一體式結(jié)構(gòu)，閥門控制相對(duì)控制繁鎖、故障多、檢修難度大、每次更換新閥時(shí)控制箱要一并進(jìn)行更換或拆裝，工作量大，現(xiàn)場(chǎng)氣源管道布置散亂，經(jīng)常性漏氣。

1.2 輸灰系統(tǒng)

1.2.1 倉(cāng)泵單元

一電場(chǎng)輸灰單元程序設(shè)計(jì)在正常輸送倉(cāng)泵落滿料后，打開(kāi)進(jìn)氣閥，主輸送倉(cāng)泵壓力升高，后級(jí)倉(cāng)泵設(shè)置的背壓補(bǔ)氣和流化閥同時(shí)向倉(cāng)泵內(nèi)進(jìn)氣，隨著倉(cāng)泵內(nèi)部壓力的增加，倉(cāng)泵內(nèi)的物料成渦旋狀流動(dòng)，1號(hào)與2、3、4號(hào)倉(cāng)泵之間形成壓力差，被送物料成渦旋狀流動(dòng)，粉煤灰物料一邊被流化，灰氣均勻混合，一邊均勻進(jìn)入輸灰管道，在壓縮空氣的推動(dòng)下，管道內(nèi)物料形成栓狀流從而達(dá)到順利輸送的目的。

因倉(cāng)泵設(shè)置的加壓進(jìn)氣和流化閥設(shè)計(jì)由倉(cāng)泵頂部進(jìn)入補(bǔ)氣，背壓補(bǔ)氣在倉(cāng)泵頂進(jìn)口，流化氣在倉(cāng)泵中間偏下2/3位置，實(shí)際運(yùn)行中該系統(tǒng)倉(cāng)泵背壓氣常關(guān)、流化氣常關(guān)或稍開(kāi)，流化氣距離倉(cāng)泵底部輸灰器30cm左右，對(duì)倉(cāng)泵底部的積灰不能完全擾動(dòng)流化，倉(cāng)泵底部的輸灰器幾乎沒(méi)有流化氣，基本上只靠主輸送氣推送，而主輸送氣偏小會(huì)輸送不動(dòng)，主輸送氣大的話，大氣流會(huì)把品質(zhì)差的飛灰中的細(xì)灰先吹走，不可避免的造成粗灰沉降，輸灰管道的后點(diǎn)壓力很難降下來(lái)，這樣就造成了輸灰單元長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)運(yùn)行，遇有灰斗沉降積灰或者長(zhǎng)時(shí)間高料位，灰質(zhì)變化，因?yàn)閭}(cāng)泵流化不足，當(dāng)大量的沉降灰進(jìn)入輸送管道后氣灰混合流化性差，在管道底部沉降，壓縮空氣從上層空間逃逸，出現(xiàn)輸送壓力居高不下，而現(xiàn)有的控制系統(tǒng)無(wú)法判斷輸送系統(tǒng)狀態(tài)，輸送壓力設(shè)定值未到，單循環(huán)則出現(xiàn)持續(xù)吹掃狀態(tài)，每小時(shí)的有效輸送時(shí)間下降，灰斗內(nèi)的積灰又源源不斷下落則出現(xiàn)灰斗料位居高不下的情況。

綜上，原輸灰單元的輸送配氣可以說(shuō)是粗放式的，輸送氣量很難調(diào)整，運(yùn)行期間基本上是大氣量的輸送，一是增加了管道磨損，二是飛灰輸送能力偏弱，從來(lái)沒(méi)有輸空過(guò)灰斗，遇到異常工況，輸灰停運(yùn)時(shí)間超過(guò)3-4個(gè)小時(shí)基本上都會(huì)出現(xiàn)灰斗高料位。

1.2.2 輸灰管道

除塵器輸灰管道的磨損泄漏主要集中在管道末端靠灰?guī)靷?cè)和未級(jí)倉(cāng)泵出口處，如圖，現(xiàn)場(chǎng)更換的管道內(nèi)套管磨損，氣流直接沖刷外管壁，造成泄露，分析主要原因還是輸灰系統(tǒng)輸送時(shí)灰氣比不好，輸送氣控制單元及流化加壓管道配置不合理，導(dǎo)致輸送氣量無(wú)法合理調(diào)節(jié)，耗氣量比較大，造成粉煤灰流速過(guò)高，而越往末端流速越高，輸送末端速度16-20（m/s），輸灰系統(tǒng)不斷成稀相狀態(tài)輸送，加大管道磨損。

2 整改優(yōu)化措施

2.1 進(jìn)料圓頂閥

進(jìn)料圓頂閥的缺陷多集中在密封圈破損和閥芯圓頂?shù)哪p兩塊，直接原因多是因?yàn)槊芊馊ο葥p壞后，閥門繼續(xù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，造成圓頂吹損。

密封圈作為圓頂閥內(nèi)部重要的部件，根據(jù)其工作原理，閥門關(guān)閉時(shí)需要充氣保證其內(nèi)外有壓差讓其膨脹，閥門關(guān)閉時(shí)，需要排氣使膨脹節(jié)松弛復(fù)位，在充氣和排氣間提供給圓頂開(kāi)啟、關(guān)閉的間隙，密封圈破損、充氣壓力不足或者排氣不及時(shí)，導(dǎo)致密封和閥頂密封不嚴(yán)，泄露部位不斷吹損，造成密封圈和圓頂損壞，針對(duì)以上分析并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，在每臺(tái)倉(cāng)泵檢修平臺(tái)上，新設(shè)一臺(tái)固定式獨(dú)立的就地控制箱，將閥門的開(kāi)關(guān)、氣源控制等接口統(tǒng)一放入新設(shè)就地控制箱中，同步對(duì)圓頂閥控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化整改：

因?yàn)樵瓐A頂閥的氣缸和密封圈都是電磁閥控制，兩個(gè)電磁閥安裝在一個(gè)電磁閥底座上，氣缸動(dòng)作和密封圈的充氣、排氣共用一個(gè)接口，在閥門動(dòng)作延時(shí)時(shí)，很容易出現(xiàn)氣缸動(dòng)作時(shí)排氣竄入密封圈的充氣管路，使密封圈被動(dòng)充氣，圓頂動(dòng)作直接對(duì)密封圈擠蹭，造成密封破損[1]；為減少電磁閥控制缺失造成的缺陷，將密封圈的電磁閥控制改為機(jī)控閥控制，在控制箱內(nèi)增加一個(gè)先導(dǎo)閥，當(dāng)氣缸動(dòng)作打開(kāi)時(shí)，先導(dǎo)閥打開(kāi)，密封圈排氣，當(dāng)圓頂閥關(guān)閉到位時(shí)，機(jī)控閥觸點(diǎn)被閥門傳動(dòng)軸帶動(dòng)，機(jī)控閥打開(kāi)，密封圈充氣，因?yàn)闄C(jī)控閥沒(méi)有延時(shí)，可以有效避免圓頂閥開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)因?yàn)闅飧缀兔芊馊Τ?、排氣不同步造成密封圈的損壞。

增加密封圈充氣壓力開(kāi)關(guān)，設(shè)定壓力值，避免密封圈充氣壓力過(guò)低或過(guò)高引起密封圈與圓頂存在間隙和過(guò)度膨脹，延長(zhǎng)密封圈使用時(shí)間。

通過(guò)將閥門開(kāi)關(guān)電磁閥、壓力開(kāi)關(guān)、調(diào)壓過(guò)濾器、行程開(kāi)關(guān)等接口統(tǒng)一放入新設(shè)就地控制箱中，進(jìn)一步整理現(xiàn)場(chǎng)儀用氣管路，在實(shí)現(xiàn)了就地控制系統(tǒng)與閥門完全分離的基礎(chǔ)上，更換閥門和密封圈的進(jìn)度也大大提高，減少了停運(yùn)輸灰系統(tǒng)的時(shí)間，有效避免了因?yàn)閭}(cāng)泵進(jìn)料閥缺陷處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起灰斗積灰的發(fā)生。

2.2 輸灰系統(tǒng)

針對(duì)原系統(tǒng)倉(cāng)泵補(bǔ)氣、流化上部設(shè)置，倉(cāng)泵底部飛灰堆積，輸送困難的問(wèn)題，先從加強(qiáng)倉(cāng)泵底部流化開(kāi)始，更換倉(cāng)泵底部輸灰器，輸灰器上新增DN25的流化管道，設(shè)置流化裝置及倉(cāng)泵流化節(jié)流閥門。

通過(guò)調(diào)整流化節(jié)流閥的開(kāi)度，保證倉(cāng)泵內(nèi)進(jìn)氣流化，倉(cāng)泵進(jìn)料完成后，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)流化進(jìn)氣閥，壓縮空氣經(jīng)節(jié)流調(diào)整后進(jìn)入倉(cāng)泵底部，將底部的飛灰吹浮到空氣中，促使輸送空氣和飛灰達(dá)到良好混合的狀態(tài)，倉(cāng)泵頂部的加壓補(bǔ)氣閥同時(shí)開(kāi)啟，倉(cāng)泵內(nèi)壓力提高，當(dāng)壓力到設(shè)定值時(shí)加壓流化結(jié)束，系統(tǒng)開(kāi)始輸灰，通過(guò)增加倉(cāng)泵底部流化，保證了倉(cāng)泵內(nèi)部物料均勻混合，避免了倉(cāng)泵中飛灰堆積密實(shí)的問(wèn)題，還可以得到較高的灰氣比，較高的灰氣比又有效的縮短了倉(cāng)泵的輸送循環(huán)時(shí)間，提高了整個(gè)系統(tǒng)的輸灰能力。

后期對(duì)整個(gè)輸灰單元的輸送氣進(jìn)行調(diào)整改造，增加進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)輸送氣量，改造輸灰單元壓縮空氣系統(tǒng)，改造原管道混合器，修改運(yùn)行程序，優(yōu)化配氣方案，具體的措施如下：

拆除原氣力輸灰裝置主進(jìn)氣，倉(cāng)泵流化，倉(cāng)泵輸送器，末端輸送混合器，混合器助吹閥。更換孔板調(diào)節(jié)式主進(jìn)氣閥組，包含氣動(dòng)進(jìn)氣閥、Y型過(guò)濾器、手動(dòng)關(guān)斷閥、流量調(diào)節(jié)閥、氣灰逆止閥和流量調(diào)節(jié)孔板。

對(duì)原有輸送倉(cāng)泵外流化管加裝流量調(diào)節(jié)孔板、氣灰逆止閥及手動(dòng)關(guān)斷閥，確保飛灰輸送時(shí)能夠與壓縮空氣有效混合，降低壓縮空氣進(jìn)入量及減小因飛灰與壓縮空氣未有效混合而造成的輸送倉(cāng)泵及輸灰管道堵塞及晃動(dòng)。

拆除原設(shè)計(jì)的混合器，輸改為旋流式氣灰混合器，使得最終進(jìn)入輸送管道內(nèi)氣灰充分混合，以提高輸灰系統(tǒng)穩(wěn)定性。

為更好的檢測(cè)整套氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)行，避免進(jìn)氣端和末端輸送倉(cāng)泵間的輸送誤差在倉(cāng)泵主進(jìn)氣端增加壓力變送器和就地壓力表，用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)輸送壓力。

圖1 整改后系統(tǒng)圖（單側(cè)）

2.3 運(yùn)行調(diào)整

在完成輸灰系統(tǒng)設(shè)備整改后，優(yōu)化運(yùn)行方式，調(diào)整輸灰循環(huán)設(shè)置間隔，縮短輸灰次數(shù)，運(yùn)行中每次輸灰盡量保證倉(cāng)泵落灰至容量的70%，最好落滿，為保證倉(cāng)泵的落灰量，加長(zhǎng)輸灰循環(huán)周期并根據(jù)負(fù)荷變化及時(shí)調(diào)整。

按鍋爐各負(fù)荷時(shí)的平均煤量、最大灰份34%、省煤器脫硝及干渣機(jī)灰量占比10%、一電場(chǎng)除灰80%、灰的堆積密度0.75t/m3計(jì)算建議輸灰頻次如下：

以一個(gè)小時(shí)為例，S（各倉(cāng)泵所須輸送的灰量t）=Q（各負(fù)荷時(shí)煤量t）×0.34（灰份）×0.9（刨除省煤器脫硝及干渣機(jī)的灰量）×80%（一電場(chǎng)出力）/8（倉(cāng)泵數(shù)量）；A（各倉(cāng)泵所須輸送的灰體積m3）=S/0.75（飛灰堆積密度0.75t/m3）；N（理論輸灰次數(shù)）=A/2.5（落料滿倉(cāng)泵）；N’（增加裕量后的輸灰次數(shù)）=A/（2.5×70%）。

由表1可以看出，根據(jù)各負(fù)荷時(shí)的煤量及時(shí)調(diào)整輸灰周期，既能保證灰斗基本空料位，又能最大限度的降低管道磨損及節(jié)約壓縮空氣。實(shí)際運(yùn)行在低負(fù)荷時(shí)一個(gè)小時(shí)都輸灰10次左右或者更多是極其不合理的，如3次就能輸送完的灰，輸送10次甚至更多，除了次數(shù)上增加造成的磨損，還有飛灰速度變大造成的巨大磨損，另外還大量浪費(fèi)壓縮空氣[2]。

表1

3 結(jié)論與建議

雙套管密相氣力輸灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是先進(jìn)的、成熟的，雙套管輸灰也同時(shí)具有輸送距離長(zhǎng)、耗氣小、輸送灰量大、不容易堵管等優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)運(yùn)行工況發(fā)生變化，燃煤煤種和灰份發(fā)生變化時(shí)，配套的倉(cāng)泵輸送單元達(dá)到設(shè)計(jì)臨界值時(shí)，自然就會(huì)發(fā)生各種問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)輸灰系統(tǒng)的問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，制定整改措施。

通過(guò)輸灰系統(tǒng)倉(cāng)泵配氣調(diào)整，新增輸灰器流化輸送裝置，可有效降低因飛灰自身在輸送倉(cāng)泵內(nèi)的堆積而出現(xiàn)的輸送壓力居高不下，降低輸送循環(huán)次數(shù)，輸灰能力下降的問(wèn)題。

通過(guò)輸灰系統(tǒng)運(yùn)行程序優(yōu)化，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整進(jìn)氣壓力，調(diào)整倉(cāng)泵流化氣節(jié)流孔板，運(yùn)行中人工干預(yù)、調(diào)整輸灰循環(huán)時(shí)間，在滿足輸灰要求的同時(shí)降低了壓縮空氣耗氣量，節(jié)氣效果明顯。