火电厂气流输送除灰系统设计探讨

张俊琦

摘  要：近几年气流输送除灰系统已经普遍被应用于火电厂的灰渣清除工作中，其中大多数采用的都是正压浓相气力输送系统。正压浓相的输送技术主要有小仓泵输送技术、紊流双套管技术以及流化输送泵技术等。火电厂进行灰渣的清除主要就是依靠气流输送除灰系统将灰渣进行输送处理，因此应重点进行灰渣输送技术的设计与完善。文章主要对燃煤火电厂在设计、运行气流输送除灰系统装置的过程中应遵循的一些设计原则以及注意事项等细节问题进行了简单的探讨，作者针对在各种工况下可能出现的灰渣输送问题进行了充分的考虑并提出了相应的改进办法。

关键词：火电厂;气流输送除灰;设备

1 除灰系统在设计阶段应注意的问题

近几年国内的电厂普遍都出现因受电煤供求关系的影响而导致投运后不久被迫进行改造的问题，分析其中的主要原因是由于电厂在实际的运行过程中使用的煤种偏离了最初的设计或是校核煤种数目较大，使得一系列的重要辅助设备严重出力不足，因而导致系统运行状况的恶化程度逐渐加深。针对这一问题，在设计除灰系统的过程中应注意以下几点：

1.1 提高排灰量的裕度，更改设计出力

由于考虑到近几年的电煤质量普遍偏低，因而在进行除灰系统的设计时，系统出力可在满足规范要求的最低限度的基础上适当提高。《火电厂除灰设计技术规程》（DL/T 5142-2012）明确规定：当采用连续运行的除灰系统时，系统设计出力不应小于锅炉最大连续蒸发量工况燃用设计煤种时排灰量的150%，且不应小于燃用校核煤种时排灰量的120%。具体工程设计时，可以取系统出力不小于锅炉最大连续蒸发量工况燃用排灰量较多的煤种时排灰量的150%。这样尽管会使系统的初始投资略有增大，但从系统的安全性以及稳定性方面进行考虑是十分有必要的。

1.2 考虑飞灰的灰质对排灰系统的影响

由于飞灰的堆积密度以及平均粒径升高会引起气力输送系统的出力明显下降并且会导致较严重的机械磨损;当其数值上升到一定高度时，飞灰就无法进行正常的正压浓相输送而只能转变为稀相输送，最终使得系统的气耗急剧增加而出力则明显减小。因此，在设计过程中考虑飞灰的灰质对于排灰系统的影响十分必要。针对飞灰的灰质问题，在进行排灰系统的设计时可以采用以下两种方法：首先应提高对于入厂的煤的煤质以及其掺配、组成等情况的重视;在对磨煤机以及电除尘等重要的辅机进行设计选型时应留有余量;同时对锅炉的燃烧情况进行调整，尽可能地防止颗粒体积较大的灰渣进入排灰系统。一般飞灰的堆积密度约为0.7～0.9t/m3。

2 气流输送除灰系统

2.1 空压机

《火电厂除灰设计技术规程》（DL/T 5142-2012）中规定：除灰输送用空压机的总排气量不宜小于气流输送除灰系统设计出力时计算输送空气量的110%，空压机出口压力不宜小于除灰系统计算阻力的120%。但工程实际中常常遇到的情况是，空压机的出力明显小于铭牌的出力。出现这一情况主要原因有两个：一个是由于设计的失误导致空压机的实际出力达不到预计标准;另一个是由于空压机上的铭牌出力是在一定条件下测定的理论值，而空压机的实际出力会受到温度、气压等一些环境因素的影响。

2.2 冷干机

在进行冷干机的设计时主要有以下三个问题：冷干机与空压机不匹配导致无法正常工作。国内部分品牌的冷干机仅能匹配小功率的压缩机，设备要求“使用温度45℃”，即入口空气温度不超过45℃，但在夏季大型螺杆式的空压机出口的温度普遍达到80℃～90℃，导致冷干机不能正常工作;对于组合式的干燥机主要有干燥剂老化过快以及再生耗气量高于铭牌值等问题;当在国产与进口设备之间进行选择时，应从多方位进行综合比较、考虑，尽管国产的设备在某些方面确实不如进口设备，但在价格以及性价比上则有着明显的优势。

2.3 阀门

现采用的阀门主要有双闸阀、气动圆顶阀和其他耐磨性较强的通用阀门。阀门在除灰系统中的运行条件相对于其他设备而言较恶劣，所以只有确保阀门的质量，整体设备的正常运行才有保障。因此在进行阀门的选择时应对其使用情况进行调查，充分了解三年内阀门使用的情况，再针对配件、备品使用情况及后期的维护费用等进行考虑选择。

2.4 管道和弯头

存在于管道和弯头结构设备中的问题是设备的损耗，造成磨损的原因有：系统设计不合理导致管道内的流速过快;安装不当导致设备结构的弯曲、偏移等;操作过程中选择的灰气比不合适;部分电厂设计采用紊流双套管技术系统，但因管内流速过快而导致内管完全脱落。

2.5 控制仪表

控制仪表部分主要由料位计和压力变送器（压力开关）两部分组成。在这个部分中常见的问题主要有容易出现误报警的情况。针对这一问题為确保在设备运行和维护的过程中料位计能正常工作，应将料位计的灵敏度及时进行调整并且进行定期的积灰清理工作。

2.6 仓泵

仓泵为在高压之下输送粉状的物料较为可靠的一种输送装置，仓泵工作的过程如下：打开排气阀与进料阀，在常压下让仓泵进料，等到水平的料位计发出了仓满信号为止;关闭排气阀与进料阀，之后将高压气阀打开让罐内增压;达到操作的压力之后，将卸料阀与输送空气的阀门打开，开始物料输送;由料位计、压力开关或者时间继电器显示输送结束。关闭卸料阀与高压气阀，压缩空气全部都用来输送管道的清吹;将排气阀打开，让罐内的压力降到常压的状态。

3 特殊（故障）工况下的输送问题及解决办法

3.1 省煤器灰的输送

省煤器灰与电除尘的飞灰性质不同，属于自然沉降灰，并且其堆积密度以及平均粒径要远超过电除尘飞灰。设计的省煤器灰的输送方式主要有两种，即并入一电场灰管或并入独立灰管的方法。并入一电场灰管的输送方式的优点是投资略低、节省运行用气量，缺点在于占用了一电场灰管的出力以及异物易导致一电场灰管堵塞等，独立灰管能避免上述不利情况且运行方式灵活，但初期投资、运行耗气量略有增加。

3.2 电场事故停运情况下灰的输送

当电场发生事故停运后均为自然沉降灰。这种灰虽然灰量较少但由于其堆积密度以及平均粒径等都远远超过正常的电除尘飞灰，因此需要采用较小的灰气比，而这就会导致系统的总耗气量升高。通常为了防止管道堵塞应根据具体的情况需要开启另一台空压机或改为手动输送的方式。对于后面的电场而言，可以通过输送频率的调节来增大出力从而解决灰量增多的问题，但这同时就要求在最初进行设计时后电场的仓泵容积内必须留有充分的余量，绝对不能采用较小的仓泵。

4 结束语

气力输送系统是一种符合国情的并且已经基本发展成熟的输灰技术系统。电力专家们应从近几年的运行使用情况中总结经验，并针对这一系统在某些方面的缺陷进一步进行设计方面的改进，避免重复出现类似的问题，从而保证火电厂的整个除灰系统设备的正常运行，顺利将灰渣清除。

参考文献

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[2]张宇，周连升，王桂林，等.基于燃煤电厂运行经济性的烟气污染物排放技术优化研究及应用[J].资源节约与环保，2015（9）：19-20.