正压气力除灰系统排灰不畅原因分析与处理

张晓博

(广东粤电云河发电有限公司，广东 云浮 527328)

1 系统介绍

广东粤电云河发电有限公司#5，#6锅炉型号为SG-1036/17.5-M4506，是上海某锅炉厂自主研发的首台300 MW循环流化床锅炉，配置2台双室五电场电除尘器，采用下引式正压浓相气力除灰系统，电除尘器每个灰斗下部设1个仓泵，灰斗内壁设气化板，两侧配置振打器。每台锅炉设3根灰管，灰管为双套管，其中电除尘器一电场、二电场各设一根DN 200 mm的输灰管路(省煤器输灰管道与一电场灰管并管输送)，三电场、四电场、五电场分别串接后合用1根DN 150 mm的输灰管路。一电场到五电场仓泵容积分别为2.00，2.00，0.50，0.30和0.15 m3，省煤器仓泵容积为0.30 m3。锅炉配置3台体积流量为40.5 m3/min的空压机，2运1备，提供输送气源；4台体积流量为18.0 m3/min、压力为98 kPa的气化风机，3运1备，为灰库和电除尘器灰斗提供气化风。#5锅炉在试运行期间，出现过电除尘器灰斗严重积灰现象，积灰位置至极板2 m处。

2 存在问题

#5锅炉试运行期间，气力除尘系统存在诸多问题，主要有以下几个方面。

2.1 灰斗料位计显示不准

#5锅炉配置英国弗林顿射频导纳灰斗料位计，灰斗料位计是灰斗料位检测的重要设备，由于在调试时没有调整好料位计的灵敏度，导致机组试运行期间多次出现高、低位料位计同时报警，灰斗灰位无法监视的现象。

2.2 进料阀故障发现不及时

#1～#4机组早期为湿排灰系统，后期被改造为负压除尘系统，并由干除灰承包单位负责运行。鉴于#5机组在试运行期间，运行值班人员工作量较大且人员较少，对气力除灰系统采取了定期巡查的值班方式。在设备厂家调整好输送气源压力低限、输送结束压力、进料间隔时间以及单元进料时间等参数后，设备进入定期巡查状态，机组运行正常。然而在设备试运行期间，各电场仓泵入口的气动进料阀(圆顶阀)，特别是一电场、二电场，经常出现阀门没有按控制信号要求正确到位，进而发出状态位黄闪信号报故障，值班人员未能及时发现。

2.3 电除尘灰斗气化风止回阀无动作

该电除尘器每个灰斗设有2块气化板，对灰进行流化，促进下灰顺畅。气化板侧面布置如图1所示。

图1 气化板侧面布置

在气化板之前设置了2个阀门，分别为手动截止阀(型号为J41H-16C，参数为DN 20 mm，PN 1.6 MPa)和止回阀(型号为H41H-25，参数为DN 20 mm，PN 2.5 MPa)。在机组试运行期间，止回阀之后的管道温度接近常温，前后管道温差较大。

2.4 灰斗气化风温度过低

在气化风进入灰斗前，需要经过灰斗空气电加热器，确保加热后的温度不小于150 ℃。然而在设备试运行过程中，气化风加热器因某种原因未投入，造成气化风未被加热。止回阀之前的气化风管管壁温升仅依靠空气压缩后所释放的热量传递。

2.5 灰斗仓振打装置电动机无动作

灰斗侧部振打装置在试运行期间多次出现振打器无动作故障。

3 原因分析

由于试运行期间的煤质与设计煤种偏差不大，因而不存在气力除灰系统设计出力小的问题，且气力除灰系统采用双套管系统，也不存在堵管问题，应重点从灰斗下灰不畅方面进行分析。仓泵原理如图2所示。

图2 仓泵原理

(1)灰斗料位计高、低位同时报警，导致无法对灰位的高、低作出正确判断，在调节各电场输送比例与输送份额方面失去了判断依据，在一定程度上增加了灰斗积灰的风险。

(2)气动圆顶阀故障原因较多，如电磁阀箱开关未置于远方位置、阀门机械卡涩、控制气源压力不够(<0.6 MPa)、行程开关不到位以及密封圈破损等。在试运行期间，通过拆卸维修，发现气动圆顶阀故障的主要原因为阀门机械卡涩和密封圈破损。阀门机械卡涩是由于部件生锈，而导致生锈的主要原因是循环流化床锅炉在整套启动前需要进行烘炉，烘炉导致大量水蒸气通过电除尘器并凝结积水。同样，密封圈破损也是由于机械卡涩、圆顶阀关闭不严密、灰流冲刷所致。电除尘器灰斗容积按照锅炉8 h满负荷运行设计，当一电场的灰斗进料阀故障时，值班人员未能及时发现并停运一电场，造成灰斗大量积灰，积灰很快超过仓泵的平衡管上口，进而导致平衡管堵塞。有资料显示[1]，平衡管堵塞后，因仓泵进料时空气无法排出，每次进料不足正常进料的20%。如此一来，即使圆顶阀故障排除后，当灰位超过平衡管上口时，灰斗下灰还会进一步减少，形成了恶性循环，直到积灰淹没阳极板及阴极线。在试运行期间，为了确认灰斗的真实灰位，曾打开平衡管和平衡阀之间的法兰，已有灰从平衡管中流出，证实电除尘器灰斗中积灰严重，此积灰是导致灰斗大量积灰的主要原因。

(3)气化风管采用了弹簧升降式止回阀，阀门开启压力在相关标准中并没有规定，但依照经验，弹簧升降式止回阀开启压力至少需要0.5 MPa，而气化风机出口压力为98 kPa，因此气化风压力无法完全开启止回阀，导致实际运行过程中只有少量气化风进入气化板。在其他方面都正常的情况下，一旦气化板失去了气化作用，灰斗下灰速度将会明显降低，此结论在试运行期间可由止回阀前后管道温差较大得出。

(4)灰斗空气电加热器未投入运行，气化风温达不到设计温度，在一定程度上恶化了灰斗干灰的流化。

(5)灰斗振打器无动作，经检查原因为电动机电源线采用硬电源线，固定好后，经过振打器的多次振动，电动机接线处电源线断裂或松脱，造成振打器电动机失电而无法动作。振打器不动作在一定程度上影响了灰斗的排灰。

4 采取的措施

#5机组试运行期间，发电机定子接地停炉后，鉴于气力除尘系统的异常情况，公司立即组织人员对电除尘器灰斗积灰进行确认，发现一电场、二电场积灰严重，个别灰斗积灰已达到极板极线2 m处。针对试运行期间出现的问题，采取以下措施进行消除。

(1)对灰斗料位计灵敏度进行调整，确保灰斗料位的准确性。

(2)强化运行值班人员对系统的熟悉程度，并将原来2 h巡查改为专人不间断值班，发现圆顶阀故障后，及时停运对应电场，并通知维修人员处理故障。机组移交生产后，考虑到前期圆顶阀故障率较高，随后将一电场、二电场的圆顶阀更换为陶瓷双闸板闸阀。

(3)针对止回阀无法动作的问题，为了防止气化板破裂后热灰进入气化风管而堵塞气化风管母管，安排维修人员去掉了止回阀中的弹簧，只在阀中保留阀芯，既确保有气化风进入气化板，又防止热灰反窜到气化母管中。

(4)重新对灰斗气化加热器进行投运，增加就地气化加热器巡查点，并加强运行值班人员巡查次数，一旦发现设备故障即退出运行，及时投运备用设备。

(5)对40个灰斗振打器电动机接线进行了更换，将原来的单芯硬电源线更换为多芯软电源线，确保振打器在运行中不会出现失电现象。

(6)针对气力除灰系统气化风母管压力不大的问题，在设计气力除灰系统时，在气化板之前设置的止回阀不选用升降式结构，而选用旋启式结构。由于结构不同，旋启式止回阀开启压力会小很多。如无法采用旋启式止回阀，也可取消该止回阀设置，仅保留截止阀，用于调整气化板的气化量。

(7)循环流化床锅炉浇注料施工完工后需要进行烘炉，为避免仓泵上部圆顶阀积水造成部件生锈卡涩，在锅炉烘炉过程中，仅关闭上部插板门，拆除进料阀(圆顶阀)，使仓泵与灰斗形成一个明显的断点，并对已拆除进料阀的仓泵上口做好遮挡，待烘炉结束后，一次性排出积水，然后再装复进料阀。

经过以上几方面的处理后，在#5，#6机组随后运行中，电除尘器灰斗再无积灰现象，气化风也能正常通过气化风板进入灰斗中。

参考文献：

[1]李奇伟,吕小平,张贵炜.邯郸热电厂气力除灰系统存在的问题及改造[J].热力发电，2008,37(12):45-47.