灰分选装置的投运及收益

2012-06-12黄献华

综合智慧能源 2012年7期

黄献华

(华电新疆发电有限公司红雁池电厂，新疆乌鲁木齐 830047)

0 引言

华电新疆发电有限公司红雁池电厂(以下简称红雁池电厂)的灰分选装置于2008年12月建成，受脱硫系统改造工程影响以及对设备性能不够熟悉，一直未连续投运，在断断续续运行中经常出现管路堵灰、出力达不到设计值的问题。针对此情况，于2010年12月对灰分选装置进行了调试，主要检测灰分选系统最大风选量、一级灰的比率、灰分选系统的能耗等。通过调试，对灰分选系统各参数有了基本掌握，自2011年2月20日投入灰分选装置以来，系统能够安全、稳定运行。

1 灰分选装置概述

1.1 红雁池电厂基本情况及灰分选装置原理

红雁池电厂一期建设规模为4×200 MW机组，配套4台670 t/h燃煤锅炉，电厂已有4座钢筋混凝土结构灰库(#1～#4)，原灰库内径12 m，库顶高31 m，库顶设备层高度为25 m，每座灰库的有效容积为1176 m3，可储存1台锅炉52 h的灰量(设计煤种)。按照设计，#1，#2电除尘器的干灰输送至#1，#2灰库，#3，#4电除尘器的干灰输送至#3，#4灰库。增设1套40 t/h分选系统后，将#1，#2灰库作为分选系统的原灰库，#3灰库作为分选系统的粗灰库，#4灰库作为分选系统的细灰库。该系统采用DN 800管道输送，管道弯头部位加装防磨装置。

分选系统的原理:从原灰库下取灰，通过手动插板门和变频给料机取灰进入分选系统气、灰混合器;在系统负压风的作用下，气、灰混合后被吸入分选机，经分选机后粗、细灰分离，粗灰经分选机下的给料机进入粗灰库，细灰则通过分选机上部出口进入细灰库顶部2个对称布置的旋风分离器;细灰与气在此处分离，分离出来的细灰经给料机进入细灰库，尾气及微量余灰经主风机回到气、灰混合器，形成循环，从而实现等级商品灰生产。

在原灰给料机下方及旋风分离器的下方分别设置取样器，可方便地对原灰、粗灰及成品细灰的细度进行取样检测，同时可对系统参数选择情况及原灰细度变化情况进行监控和调节。

1.2 灰分选装置主要设备参数

离心通风机参数:通风机型号，9－19;传动方式，D;转速，1450 r/min;流量，30040 ～42409 m3/h;全压，11 464～9 878 Pa;内效率，81%;内功率，113.59 kW;所需功率，133.30 kW;电动机型号，Y315M－4;联轴器，TL10(350－95X80)。

涡轮分选机参数:型号，SFX－I－60;处理量，15～50 t/h;系统能耗，250 kW;分级粒径，30～45 μm;分级效率，大于85%;调节范围，3% ～18%;电动机功率，7.5 ～15.0 kW。

脉冲袋式除尘器参数:型号，BF－28;处理风量，1 600 m3/h;滤袋面积，16.88 m2;滤袋数量，28条;滤袋规格，ø 115 mm×1520 mm;进口质量浓度，小于50 g/m3;出口质量浓度，小于200 g/m3;耗气量，0.1 m3/min;汽源压力，0.4 ～0.6 MPa。

2 确定灰分选装置各部件的性能

2.1 主分阀

主分阀为金属密封面蝶阀，安装在主风机入口，主要调节系统风量，为保持系统最大出力，运行时要求开度在80%以上。

2.2 调节风阀

调节风阀安装在#4灰库顶部，细粉分离器旁边，通过DN 300的管道将入口接在主风机出口管道上，出口从#4灰库顶部引入库内，是灰分选系统管道压力调节、控制系统出力的主要手段。在主分阀开度不变的情况下，调节分阀开大，主风机出口风压降低，风机电流下降，灰分选系统出力下降，但一级灰的品质较高。反之，主风机出口风压增大，风机电流增大，系统出力增加，系统的正、负压力零点移向主风机入口，灰的品质较差;同时，#4灰库正压变大。

2.3 二次分阀

二次分阀安装在#3灰库顶部，通过DN 250的管道将入口接在调节风入口后的管道上，出口接入分选机下部，对进入分选机的原灰起到托起、再次分离的作用，对系统压力影响较小，是调节灰细度的主要手段。在其他参数不变的情况下，二次风开度的大小直接影响#3，#4灰库灰的细度，即二次分阀开大，一级、二级灰的细度变大，反之，一级、二级灰的细度变小，但分离效率下降，导致粗灰中含有大量未分离的原灰。

2.4 分选机

分选机安装在#3灰库顶部，内部主要结构是涡轮转子，在分选机壳体锥斗的下部安装有二次风口。调整分选机频率是控制细灰品质的主要手段，即随着涡轮转子的转速增大，原灰中进入下一级分离器的粗灰越少，细灰品质越高。同时，下部进入分选机二次风风量的大小，也影响分选机的效率。

2.5 给料机

红雁池电厂2台给料机分别安装在#1，#2灰库下部，控制进入灰分选系统的原灰量，在以上参数不变的情况下(即主分阀开度、一次/二次风阀开度以及分选机频率不变)，给料量越小，灰的细度等级越高，但系统效率越低。在同样条件下，给料量越大，灰的细度等级越低，但系统效率增大，给料量在大于主风机出力时，也就是系统的气、灰比大于一定值时，造成系统管路出现堵灰故障。

2.6 分离器

分离器安装在#4灰库顶部，主要作用是进行细灰和气体的分离。

2.7 锁气器

锁气器安装在分选机和分离器的下部，共3台，使用同一变频器控制转速，控制进入#3，#4灰库粗、细灰的速度。

3 确定较为稳定的运行方式

系统调试的前2周，主要对调节风、二次风、分选机频率进行试验。在试验期间，细灰筛余值为8%～20%，当时的给料方式是:给料机的上插板门打开3～5圈，给料机在3～16 Hz频率下调节运行。通过调试发现，当调节风阀开度在12.5%、二次风阀的开度在50.0%以上、分选机频率在42～50 Hz时，粗灰细度为 40% ～48%，细灰细度为8% ～12%，主风机电流为275～310 A，风机出口压力为2 kPa左右，运行状态较为稳定。

4 灰分选装置实际运行情况分析

2011年2月20日，红雁池电厂正式投入灰分选装置，截至10月20日出力及耗能情况见表1。

通过实际运行情况分析，影响系统出力和细灰品质的因素有以下几点:

(1)环境温度对系统处理和灰品质影响较大。根据表1统计值分析，进入5月以后，随着环境温度的升高，灰分选装置的分选量达到30 t/h以上，平均分选率在52%以上。分析认为，主要原因是随着温度升高，灰的流动性增大，分选效果较好。

(2)原灰细度影响系统出力和一级灰品质。根据每周的原灰细度化验结果可知，夏季红雁池电厂原灰细度基本保持在30% ～48%(采用45 μm方孔筛筛余)。通过分析比较，原灰中一级灰的比例越大，单位时间内分选出的合格一级灰就越多，这主要通过增大给料量、开大二次风阀来实现。

表1 灰分选装置灰量统计

(3)给料机选型不合理，需要运行人员精心调节。根据灰分选装置的设计出力，选配40 t/h的给料机，但在实际运行中由于给料机芯子与壳体间存在间隙，在温度高、流动性好的情况下，无法通过调整给料频率来控制灰量，只能由运行人员到现场对手动门开关进行调节，一般手动门开度在10～15圈内调节就能满足系统最大出力要求。由2011年的运行情况可以看出，在温度、原灰品质、设备结构不变的情况下，运行人员通过巡检和及时调整给料量，能够大大提高系统的效率。

(4)灰库设备影响系统出力。灰分选装置的取灰是否流畅，给料量是否均匀，直接影响生产产品的数量和品质;灰库气化风的温度、风压，气化板是否堵塞以及原灰是否结块对其有直接影响。

(5)随着运行时间的增加，由于主风机磨损，系统出力下降。经过8个月的运行，红雁池电厂灰分选装置处理灰量17.2万t，产生一级灰5.3万 t;进入2011年8月以后，主风机电流逐渐下降，出力随之下降，10月对叶轮进行检查，发现叶轮磨损严重。根据运行情况分析认为，每年需要更换叶轮，保证其出力正常。