1 000 MW机组锅炉省煤器输灰系统改造

李海军(中电投河南电力有限公司技术信息中心，河南 郑州 450001)



1 000 MW机组锅炉省煤器输灰系统改造

李海军
(中电投河南电力有限公司技术信息中心，河南 郑州 450001)

〔摘 要〕介绍了某发电公司2×1 000 MW超超临界火力发电机组输灰系统的概况;针对实际运行中存在的问题，对省煤器输灰系统进行了改造，增加了1套钢结构灰仓系统，使系统运行的安全经济性得到明显提高。

〔关键词〕省煤器；输灰系统；改造；节能

1 省煤器输灰系统简介

某发电公司2×1 000 MW超超临界火力发电机组的输灰系统采用正压浓相飞灰输送系统。为减轻锅炉烟道内脱硝催化剂的磨损，在催化剂前、省煤器下部设置灰斗，将粗灰单独收集后输送至空气预热器后的水平烟道内，随锅炉烟气吹至电除尘器内除尘。省煤器灰斗每炉8列共16个，每列前后灰斗共用1个压力灰罐，每炉共8个0．5 m3压力灰罐，分作A，B侧2个独立输送单元。

电除尘器为3室5电场，每一电场设6个灰斗，并相应地设置6个压力灰罐。其中，1，2电场压力灰罐容积为4 m3，3电场压力灰罐容积为0．5 m3， 4，5电场压力灰罐容积为0．2 m3。1，2电场每3个压力灰罐组成1个输灰单元，前后2个电场输灰单元分别共用1根输灰母管(DN250+DN300)，以达到在1电场故障的情况下，2电场能替代1电场满足除尘输灰的需要。每台炉2台电除尘器的3，4，5电场输灰单元共用1根输灰母管(DN200+DN225)，将灰输至灰库。输灰空压机设计为7运2备。

锅炉燃烧设计煤种及校核煤种均为平顶山烟煤，设计煤种的灰分是31．5 %，校核煤种的灰分为37．8 %。在实际运行中，所用煤种的年平均灰分为42 %，最高可达56 %，造成输灰系统运行中异常频发。

2 省煤器输灰系统运行中的问题

(1) 空气预热器后水平烟道支撑梁磨损严重。由于省煤器输灰管道接至空气预热器后的烟道垂直管壁上，输灰时粗灰气流直接吹向烟道支撑梁。每次在锅炉停运检修期间，检修人员进入烟道检查，都会发现面向输灰直吹面侧的支撑梁磨损严重，需进行加固处理。

(2) 高负荷情况下输灰系统堵管频繁。在负荷700 MW以下，输灰系统运行比较正常；而当负荷慢慢上升至850 MW以上时，1，2电场输灰单元的压力灰罐装灰量即使不足罐体一半，输灰时间也会由正常情况下的120 s增大到300 s以上，甚至超过15 min而发出堵管报警，且排堵难度大、排堵时间长，严重影响了输灰系统及电除尘器的安全运行。

在高负荷情况下输灰系统输灰困难甚至堵管的原因除高负荷时灰量大外，还与省煤器输灰管道的设计和烟道布置有关。由于锅炉设计有脱硝系统，导致空气预热器与电除尘器入口之间的烟道存在一个凹段，水平烟道与电除尘器入口的高度差约10 m。在锅炉负荷较低的情况下，因风量小、风速低，凹段处容易累积颗粒较大的粉尘；当负荷升高时，因风量、风速增大，这些大颗粒粉尘便会被携带至电除尘器，使得电除尘器入口烟气含尘量额外增多，且比重较大，极易造成1电场输灰单元发生堵管，同时也加剧了输灰管道的磨损。

由于输灰系统经常在异常情况下运行，压缩空气消耗量大，其运行的经济性也受到严重影响。在实际运行中，为维持电除尘区域输灰系统的安全，省煤器输灰单元经常被迫退出运行，如此又加大了对脱硝催化剂的耗损。

3 省煤器输灰系统改造方案

为了解决上述输灰系统支撑梁和管道严重磨损、堵灰、压缩空气消耗量大等问题，同时为配合降低排烟温度，降低粉尘比电阻，提高静电除尘器除尘效率，该厂实施了省煤器输灰系统改造。改造方案如下。

(1) 在2台炉西侧空地，各新增1套钢结构灰仓及配套辅助系统，将省煤器输灰系统出口改移至新建灰仓。如此可将省煤器下灰斗的存灰直接输至灰仓，而不再进入烟道及电除尘器。

(2) 省煤器输灰系统输灰管道出力原设计为每炉20 t/h，改造后大于30 t/h。每炉设独立2路输灰单元至灰仓。输灰管道采用铸造一体结构的耐磨双套管，输灰管道弯头采用双金属耐磨弯头。

(3) 新增灰仓有效容积为430 m3，直径为10 m，配2台布袋除尘器(1备1用)及2台吸尘风机(1 备1用)；采用单锥型双出口结构，分别接2台加湿双轴搅拌机；灰仓设固定料位计及随机料位计共3个；每个灰仓锥体部分装设3台空气炮，以保证灰仓卸灰时畅通。

4 省煤器输灰系统改造效果

(1) 避免了省煤器输灰系统对空气预热器后水平烟道支撑梁的磨损。

（2） 改善了电除尘区域输灰系统堵管的情况。省煤器输灰系统改造后，省煤器后的粗灰直接输至灰仓，大大减少了电除尘器入口粉尘粗灰颗粒的含量，减轻了电除尘器区域输灰系统的压力，满负荷情况下1电场压力灰罐装灰量达罐体2/3以上，且输灰时间不到200 s，输灰系统运行稳定性得到明显提高。

（3） 减小了输灰系统管道的磨损。与改造前相比，输灰管道泄漏情况得到明显改观。改造前，粗灰管道每天平均泄漏5-6处，在负荷高的情况下，最多达20处；而改造后，1周仅泄漏2-3次，而且还是发生在管道焊缝处。

（4） 减少了输灰用压缩空气的消耗量，节能效果显著。改造后，省煤器输灰系统能够正常投运，通过优化整个输灰系统的运行方式，有效控制了堵管情况的发生，避免了压缩空气的无谓浪费。改造前，2台机组在满负荷情况下输灰空压机的运行数量为6-7台，输灰压力维持在0．30-0．38 MPa；改造后，2台机组在满负荷情况下输灰空压机的运行数量为4-5台，输灰压力为0．40-0．45 MPa。在负荷500-750 MW时，3-4台输灰空压机就可以保证系统正常运行。

输灰空压机额定功率为400 kW，机组年利用小时为5 500 h，按节约2台输灰空压机运行计算，则每年可节约电量为440万kWh，按上网电价0．43 元/kWh计，每年可节约电费189．2万元，节能效果显著。

（5） 减小了电除尘器出口粉尘排放浓度。省煤器输灰系统改造后，减小了电除尘器的除尘压力。在满负荷工况下电除尘器出口粉尘排放浓度由改造前的48 mg/Nm3降至44 mg/Nm3，减小了对脱硫吸收塔浆液的负面影响。

5 结束语

由于省煤器输灰单元的介质是颗粒比较大的粗灰，堵管和管道磨损问题比较突出。因此，输灰管道的设计不易过粗，使用DN150以下的管子较为适宜，以避免管道过粗形成“空气走廊”。“空气走廊”不仅输不走粉尘，还会浪费大量压缩空气。省煤器输灰单元单独设置灰仓，避免了大颗粒粉尘对后部烟道及低温省煤器换热面的磨损，减轻了电除尘器区域输灰系统的运行压力，有效提高了输灰系统的运行效率，增强了节能效果，对燃用灰分较高、设计有省煤器输灰系统的火电厂技术改造有一定借鉴意义。

李海军(1973-)，男，工程师，主要从事火电厂除灰脱硫技术管理工作，email：jzlihaijun8@163．com。

作者简介：

收稿日期：2015-11-26。