西柏坡发电有限责任公司#3、#4炉气力除灰系统改造

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1、河北电力技术HEEILRIC OWER第2卷第1期西柏坡发电有限责任公司3、4炉气力除灰系统改造高志刚,徐贵林，史青玉,戚 浩,杜栓成(西柏坡发电有限责任公司,河北 平山 050400） 摘要：文章针对西柏坡发电有限责任公司#3、4炉原有气力除灰系统的缺陷和局限性，具体简介了新型气力除灰系统的改造过程,涉及设备选型、系统配备及系统的工作原理和特点。改造后获得了良好的经济效益与社会效益。 核心词：流态化小仓泵；改造；论述；气力除灰 1概况1.1 系统概况 西柏坡发电有限责任公司（如下简称西柏坡发电厂)#3、4机组分别于1998年0月及19年6月投产发电，锅炉所配烟气净化妆置为4台2FA345M6

2、81A2型双室电场干式一般型静电除尘器。锅炉燃烧的煤质特性见表1,在额定工况下分别计算的设计煤种与校核煤种灰渣量见表2，各排放点产生的灰渣量见表3。.2 工作流程 3、#4炉原有1套总排灰量设计为5%的微正压气力除灰系统。从电除尘器分离下来的干灰经卸灰装置和刮板输灰机进入仓泵,每个电场1台仓泵，每台炉共4台仓泵，3用备，然后用压缩空气将干灰吹到灰库内,通过灰库顶部的布袋除尘器将干灰与空气分离后,空气排往大气,干灰落入灰库，再通过灰库下的干灰散装机装车外运，供综合运用。机组还设计套有00%除灰能力的水力除灰系统,电除尘器分离下来的干灰通过锁气器进入水封式搅拌器制浆，再通过高架灰浆溜槽转运至灰浆池

3、，由水隔离泵将灰浆送往灰场。1.3 存在问题 自#3、4炉投产以来，水力除灰系统运营状况良好,但微正压气力除灰系统却无法长期稳定运营，重要问题体现为： a故障率高 刮板输灰机在设计选型、制造、安装上存在诸多缺陷,常常浮现断链、跳槽等问题。 .系统出力低微正压气力除灰系统的出力仅为2t/h（2台炉）,只能承当电除尘器总下灰量的50左右，不可以完全实现干式除灰。微正压气力除灰系统运营时,水力除灰系统也要运营,导致整个除灰系统运营不稳定。 c磨损严重 微正压气力除灰系统工作时，灰气的流速高达 m/s,加剧了对输灰管道、阀门的磨损，导致漏灰严重。 虽然进行过多次检修，但仍然无法从主线上解决问题，设备的

4、不安全隐患时刻存在,加之河北省鼓励粉煤灰综合运用的政策颁布，周边市场对粉煤灰的需求量迅速增长，因此西柏坡发电厂决定对原有干除灰系统进行彻底改造。2改造选型 为保证、#4炉气力除灰系统改导致功,使电除尘器及省煤器排出的干灰完全实现气力输送,西柏坡发电厂进行了认真的研究和多次调研选型。根据煤种变化较大、灰份高、输送距离较长等特点，最后拟定选用正压浓相流态化小仓泵系统进行改造。.系统工作原理正压浓相流态化小仓泵系统运用成熟先进的“流态化拟流体”理论,使干灰颗粒被气体充足流化而形成“拟流体”，从而充足改善了干灰的流动性，使干灰颗粒出力大、低速可靠并可长距离输送。这是目前国际上较先进的飞灰气力输送系统，

5、重要由仓泵、气源、管道等部分构成，采用了自动程序控制方式(PL+PC)，实现系统协调自动运营。其中流态化小仓泵是系统的核心设备,属于低压容器,重要由进料阀、进气阀、流化盘、出料阀、回风阀及泵体等构成。压缩空气通过气控进气阀进入仓泵底部的气化室，干灰颗粒在仓泵内被流化盘透过的压缩空气包裹，形成具有流体性质的“拟流体”,使其具有良好的流动性，实现顺利输送。流态化小仓泵的基本构造见图。2.2系统工作流程 浓相流态化小仓泵系统采用仓泵间歇式输灰方式，每输送泵干灰为1个工作循环，每个工作循环由个阶段构成。2.2.1 进料阶段 进料阀及回风阀呈启动状态，进气阀及出料阀呈关闭状态。干灰由除尘器灰斗进入仓泵，

6、当泵内干灰灰位高至与料位计探头接触时,则料位计产生料满信号并通过阀门控制箱进入PLC程序控制器,在程序控制器控制下,系统自动关闭进料阀及回风阀,进料阶段结束。.2.2流化阶段 进料阀关闭,延时打开进气阀，此时出料阀及回风阀呈关闭状态。压缩空气通过流化盘均匀进入仓泵，仓泵内飞灰被流化。同步，仓泵内压力升高,当压力达到双压力开关上限压力（指开泵压力）时,出料阀自动打开,流化阶段结束,进入输送阶段。.3输送阶段出料阀、进气阀呈启动状态，进料阀、回风阀呈关闭状态。此时仓泵一边进气,一边把气灰混合物输送到灰管中，当仓泵内飞灰输送完毕,管路阻力下降,仓泵内压力减少，当减少到双压力开关事先整定的下限压力（指

7、吹扫压力）时,输送阶段结束，进入吹扫阶段。224吹扫阶段 此时进料阀及回风阀仍呈关闭状态,出料阀、进气阀呈启动状态。这一阶段重要作用是通过纯压缩空气把残留的飞灰送入灰库,最后呈纯空气流动状态，系统阻力下降至稳定值。此阶段为定期输送,吹扫时间一到，进气阀及出料阀关闭,进料阀、回风阀打开,这一过程结束，将进入下一种工作循环。2. 系统特点 正压浓相流态化小仓泵系统采用了流态化技术和动压加静压联合输送的原理，可实现高浓度、高效率、低速度的输送，其重要性能指标和特点为： a输送灰气比高 其输送灰气比一般可达到251351,空气消耗量仅为微正压系统或负压系统的/312。 输送速度低 输送速度仅为612

8、s,仅是微正压系统或负压系统的1/312,大大减少了灰气对管道、阀门的磨损,因此输灰管道采用一般无缝钢管就可以满足长期正常运营的需要。 c输送距离长 正压浓相流态化小仓泵系统可实现长距离输送，其单级输送距离可达到当量距离 50 ,大大高于微正压系统或负压系统。 d.输送压力低 一般为.150.2 MPa，也大大低于微正压系统或负压系统。 改造系统配备 月5日月28日西柏坡发电厂对#3、#4炉气力除灰系统进行了改造。拆除原有气力除灰系统的刮板输灰机、仓泵及相应的管道，保存原有空压机系统和2座灰库及灰库附属设备。改造后的3、#4炉气力除灰系统见图2。 新建的#3、4炉气力除灰系统按满足2台锅炉排灰

9、量设计,每台锅炉配套气力除灰系统,原有水力除灰系统备用。除灰系统的设计出力根据既有空压机出力核定,即在持续运营时，2套除灰系统的出力不不不小于5 t/。3仓泵与灰管配备方案 每台电除尘器每个电场的每只灰斗挂台仓泵,省煤器每只灰斗挂1台仓泵，每炉共5台仓泵。每台仓泵配支架,支架用膨胀螺栓固定,仓泵设检修平台和爬梯。电场的4台仓泵和省煤器的3台仓泵合一根灰管，、电场的8台仓泵合一根灰管，2台炉共配根灰管。具体配备为：a.每炉的电场：15 3仓泵套，合1根1335灰管（出口处）。b.每炉的电场:1 m3仓泵套,合1根105灰管（出口处)。 c每炉的电场：05 3仓泵套，合1根105灰管（出口处)。

10、d.每炉的省煤器：0.5m3仓泵套,合1根133灰管（出口处)。.2仓泵接口工艺布置 灰斗检修插板阀伸缩节气动进料阀仓泵气动出料插板阀灰管灰库。33 灰管配备灰管直管选用一般无缝钢管,为减少流速，采用一级变径。电场及省煤器的133变为1596，共2根。、电场的85变为35,共2根,灰管弯头采用内衬陶瓷的耐磨弯头。并且对省煤器与电场仓泵以及灰管进行保温。灰管的热胀冷缩量由伸缩节补偿，每根灰管设立个不锈钢伸缩节。3.4自动防堵装置 在每根灰管入口处设一进气旁路,在灰管上设立1个压力传感器、1个气控阀、1个调压阀。在输送过程中，如果灰管有堵管倾向，灰管内压力升高，当超过正常输送压力时,表白有堵管也许

11、,传感器就发出信号，气控阀动作,仓泵停止工作，旁路开通，进行纯空气吹堵，直到堵管倾向消除,压力回落到正常值时，气控阀关闭，旁路就停止工作。这种防堵方式使管路在尚未堵管时即被吹通,可保证输灰管道不堵灰。.5 控制部分 3、4炉气力除灰系统采用RT+PC的控制方式，RT与LC采用以太网方式进行信息互换，PC主机采用日本O公司VMD系列可编程序控制器,R选用台湾研华P866/6420G4工控机，配备台21彩色显示屏、3 k W的UPS电源及HP-6L激光打印机,工控软件采用组态王6.版。T将仓泵系统、输送管路、压缩空气系统(含空压机、冷干机)、灰斗(含电除尘器、省煤器）高料位计、灰库顶灰管切换阀、布

12、袋除尘器、灰库高料位计等的监控引入PLC程控，并可实现对就地设备的程控、远方软手操和就地手操种控制方式。主控系统收集被控对象的多种运营状况，记录多种报警参数，提供生产数据、操作参数的输入与查询，直观的监控界面和工艺流程图，打印报表，并可发出多种声光报警。4改造效果及效益分析4改造效果 改造的、#4炉气力除灰系统自月28日顺利投产至今,运营安全可靠，可以实现00干灰气力输送，并且大大改善了系统运营指标，改造前后有关参数见表4。42 经济效益4.2直接经济效益 西柏坡发电厂锅炉各排放点灰渣量（表3)，按每台炉产生干灰26/h、机组年运营 000 h、干灰的价格为2元t计算(从卸灰口卸下的价格)，则

13、#3、4炉干除灰改造后每年发明的直接经济效益为:26 th7 000h22元/t800.8万元。4.22节电效益 #3、炉干除灰系统改造后,仍使用原有的空压机系统,且空压机的运营方式未变化(2台运营，1台备用）;但是水力除灰系统的动力泵、喂料泵等设备所有停运，动力泵的功率为800 ，喂料泵的功率为75 ,电的价格按0.8元（k Wh)计算，则每年可至少节省电费:(800 W75k W）7 0 h0.28元/（k Wh)1715万元。423节水效益 系统改造后，水力除灰的水隔离泵系统停运,每可节水20 t，每t水3元，水力除灰系统每年运营按7 00 h计，则每年可节省水费：200t/h7 000h0元/t=2万元4.3社会效益 3、#4炉干除灰系统改造后,干灰所有外销，实现了废物的综合运用，减少了水力除灰占用土地及其对环境导致的影响,有效地保护了生态环境，并且节省了大量珍贵的水资源。5结束语 西柏坡发电厂原微正压气力除灰系统改造为正压浓相流态化小仓泵系统是成功的，既解决了机组的干除灰问题,又发明了经济效益和社会效益，并且系统运营稳定、可靠,维护费用低,具有广泛的推广应用前景。