石灰石排气圆顶阀卡涩问题的研究与治理

任全兴 刘斌 国能亿利能源有限责任公司电厂

一、设备概况

循化流化床锅炉炉内石灰石输送系统运行原理：在系统运行过程中，排气圆顶阀打开，收料泵中的压力被排出，排气10秒后，该压力下降到设定值，收料泵的进口圆顶阀打开，石灰石物料在重力的作用下进入收料泵；在填料的过程中收料泵压力均衡阀打开，起到气化作用，以防止物料板结。

收料泵上的料位开关显示物料已被填满时，进口圆顶阀和排气圆顶阀都将关闭。收料泵将开始增压，当装在两泵上的压力传感器显示两泵的压力相同时，收料泵的压力均衡阀关闭。给料泵的进口圆顶阀将打开，物料由收料泵落入给料泵中，由旋转给料机向炉膛给料。

二、设备运行现状

我厂石灰石排气圆顶阀在运行期间频繁出现卡涩、排气管堵塞等石灰石系统故障，造成机组降出力，影响机组稳定运行，严重时导致SO2排放超标。因此，本次QC小组要通过探究石灰石排气圆顶阀卡涩、排气管堵塞的根本原因，寻求解决石灰石排气管堵塞、排气圆顶阀卡涩的方案，避免石灰石系统频繁故障，提高石灰石系统可靠性，避免机组出现环保异常事件，提出改造可行性方案并进行实施，彻底解决排气圆顶阀卡涩的问题。

三、存在的问题

1.石灰石排气圆顶阀卡涩故障频繁发生，造成机组在中高负荷时SO2排放极不稳定，由于石灰石无法正常给料，运行人员不得不降负荷运行以保证环保达标排放，严重影响机组接带高负荷能力；

2.检修人员为了确保排气圆顶阀开关顺畅，需要不间断敲击排气管道，造成排气管道变形严重，同时也加大了检修人员的劳动强度。

四、改造过程

1.原因分析：石灰石排气圆顶阀卡涩的原因有以下几个方面

①石灰石排气管道角度过大，进入排气圆顶阀的压缩空气裹挟的石灰石物料无法在重力的作用下返回收料泵，堆积在排气圆顶阀处，造成卡涩。

②石灰石收料泵排气缓冲立管高度过小，压缩空气裹挟的石灰石物料没有垂直落入收料泵中，而是大量的进入斜管，造成斜管内石灰石物料堆积卡涩圆顶阀。

③石灰石排气圆顶阀与收料泵距离过近，斜管返回的石灰石物料停留在排气圆顶阀处，排气圆顶阀关闭时造成卡涩。

通过对以上原因的排查，即对比四台机组石灰石系统排气圆顶阀安装情况表明：

①四台机组石灰石排气圆顶阀管道角度安装都存在差异，安装角度小的#4机组石灰石排气圆顶阀卡涩缺陷远远小于安装角度大的#2机组，因此石灰石排气圆顶阀管道安装角度过大是原因之一。

②检查四台机组石灰石收料泵排气缓冲立管高度，四台机组各不相同，缓冲立管越高压缩空气裹挟的石灰石返回收料泵的越多，石灰石排气圆顶阀卡涩次数越少。

③四台机组排气圆顶阀与收料泵距离越大，排气圆顶阀卡涩缺陷相对较少。

石灰石排气圆顶阀卡涩造成石灰石系统下料不畅的主要原因为：石灰石排气圆顶阀管道内压缩空气裹挟的石灰石物料不能及时返回收料泵，聚集在排气圆顶阀处，卡涩排气圆顶阀，收料泵无法增压，石灰石系统不下料。

2.改造过程

根据分析，石灰石排气圆顶阀卡涩的主要原因是管道内石灰石无法正常返回收料泵造成圆顶阀卡涩，针对上述原因实施改动。

第一，将石灰石排气管道角度进行最大化调整，由于场地限制无法再进行改动。

第二，石灰石收料泵缓冲立管由原来800mm高度加高到1200mm，由于石灰石粉仓位置限制无法再加高。

第三，将石灰石排气圆顶阀位置向上移动800mm（见图1）。

图1 排气圆顶阀位移前后对比

综合以上几点要素以及改造效果总结，最终，确定改造方案为：在排气圆顶阀后安装压缩空气辅助吹扫装置，在排气圆顶阀开启后压缩空气辅助吹扫，将管内残留的石灰石吹入收料泵内；同时增加收料泵缓冲立管体积，用一个下底直径80mm，上底直径300mm，高度800mm的椎体代替缓冲立管（见图2），利用气体扩容流速降低的原理使压缩空气裹挟的物料尽可能多的返回收料泵，从而解决排气圆顶阀卡涩的问题。

图2 缓冲立管改为缓冲罐

五、实施效果

1.排气圆顶阀优化改造前后运行曲线对比图

调取2018年优化改造前的石灰石收料泵压力曲线，从曲线观察，收料泵压降变化极不稳定，出现长时间不泄压的时间段比较多，严重时最长出现6小时不泄压的情况，机组不得不降负荷运行（见图3）。

图3

调取2019年优化改造后一个月内的石灰石收料泵压力曲线，从曲线观察，收料泵压降稳定，压力升降迅速，没有憋压不泄压情况出现（见图4）。

图4

2.降低缺陷发生率

2018年全年石灰石排气圆顶阀卡涩缺陷共发生37次，造成环保超标次数4次；

2019年截至11月30日石灰石排气圆顶阀卡涩缺陷共发生16次，尤其在2019年9月本QC项目实施以后排气圆顶阀卡涩缺陷共发生1次。通过优化改造后石灰石排气圆顶阀卡涩缺陷大幅减少。

3.综合效益

①提高石灰石设备可靠性，降低石灰石系统故障率。

②提高机组接带高负荷能力，为电厂提质增效提供保障。

③降低检修人员劳动强度。

六、结论

通过对神华亿利电厂四台机组石灰石系统排气圆顶阀及排气管道的优化改造，调取相关数据证明了，排气圆顶阀卡涩的主要原因为排气过程中气体裹挟的物料不能返回收料泵而存积在排气管道及圆顶阀处，致使圆顶阀不能打开和打开后不能排气现象频发，改造后，利用气体扩容流速降低的原理使压缩空气裹挟的物料返回收料泵，从而解决排气圆顶阀卡涩的问题。