火力发电厂气力除灰系统中的几个问题

火力发电厂气力除灰系统中的几个问题

徐敬亮

徐敬亮

中国电建集团核电工程有限公司山东省济南市250100

摘要：随着科学技术水平的不断发展，人们对火力发电厂气力除灰系统的作用需求越来越大。然而，系统在实际运行使用过程中易受飞灰堆积密度、平均粒径、阀门以及空压站设备的影响，而出现系统出力明显下降问题。为此，相关人员应加大灰质灰量、系统设备应用控制问题的研究，并注重对外界环境影响的控制，来提高系统建设使用的安全稳定性。这是实现当前现代化经济建设背景下工业快速稳定发展目标的关键，建设人员应将其作为重点研究对象。因此，本文对火力发电厂气力除灰系统中的几个问题进行分析。

关键词：火力发电厂；气力除灰系统；问题

在当今火力发电厂中，气力除灰系统运行不正常：一方面直接影响电除尘器、引风机等重要辅机设备的安全、正常运行；另一方面引起锅炉排放烟气飞灰含量超标，影响当地空气质量和人居自然环境，不符合环保要求，情形严重时，有可能导致机组被叫停。

1气力除灰系统的基本类型

根据飞灰在管道中的流动状态，气力输灰方式可分为悬浮流（均匀流、管底流、疏密流）输送、集团流（或停滞流）输送、部分流输送和栓塞流输送等。传统的大仓泵正压气力除灰系统属于悬浮流输送，小仓泵正压气力除灰系统和双套管紊流正压气力除灰系统界于集团流和部分流之间，脉冲“气刀”式气力输送属于栓塞流输送。

根据输送压力种类，气力输灰可分为动压输送和静压输送两类。悬浮流输送属于动压输送，气流使物料在输送管内保持悬浮状态，颗粒依靠气流动压向前运动。典型的栓塞流输送属于静压输送，物料在输送管内保持高密度聚集状态，且被所谓的“气刀”切割成一段段料栓，料栓在其前后气流静压差的推动下向前运行，小仓泵正压气力除灰系统和双套管紊流正压气力除灰系统既借助动压输送，又有静压输送。

《火力发电厂除灰设计规程》是根据系统输送压力的不同，将气力除灰方式分为正压系统和负压系统两大类。其中正压气力除灰系统包括大仓泵正压输送系统、气锁阀正压气力除灰系统、小仓泵正压气力除灰系统、双套管紊流正压气力除灰系统、脉冲气力式栓塞流正压气力除灰系统等。把利用抽气设备的抽吸作用，在输灰系统内产生一定的负压，使灰与空气混合，一并吸入管道，这种输送方式称为负压气力输灰系统。

2当前我国火力发电厂气力除灰系统中存在的问题

2.1空压站设备

空压设备的出力一般是特定情况下的理论值，实际出力受气压、温度等环境因素的影响会偏低，如果空冷式空压机通风不畅，夏季时出力会明显下降，有时还会因排气区域高温而出现电路跳闸的现象。大部分空压机都或多或少存在出力小于铭牌数值的情况，所以研究人员还要综合考虑空压设备中干燥系统和管道系统的真实损耗情况，及在恶劣灰质下的输送情况。经过实验研究，科研人员建议空压机在设计选型时，铭牌出力不应低于系统实际耗气量的150%，且在夏季时还要格外注意空压机的温度。夏天温度过高时，可选择水冷式空压机进行作业，其目的也是为进一步保证空压机的正常运行。

2.2阀门

在火力发电厂气力除灰系统中，灰路阀门的运行条件是非常恶劣的，而阀门质量会直接影响后续系统运行的稳定性。当前国内火力发电厂气力除灰系统采用的灰路阀门主要有气动圆顶阀、双闸阀及一些普通耐磨的阀门，其中圆顶阀的主要问题有以下几点：第一，圆顶阀无法在空预器等高温场合使用，即便是采用水冷式密封圈，其效果也不是很好。第二，圆顶阀的维护成本非常高，且很多圆顶阀的密封性不是很好，再加上一部分电厂更换圆顶阀的频率非常快，也使劳动强度逐渐增大。第三，圆顶阀的制造工艺和材质问题相对其他阀门的问题多很多，再加上其没有气体泄露报警装置，很多时候都是在造成系统堵管后，运行人员才发现问题，没有提前预警可能会造成阀门失效，从而引发更大的事故。

采用普通耐磨损材质阀门也存在诸多问题，如抗沾灰能力弱。现阶段我国有很多生产阀门的厂商，其所生产的阀门质量各不相同，因此火力发电厂采购人员在进行阀门采购前，要先对电厂运行的各个机组进行细致考察，了解机组配件及维护费用，有针对性地选择阀门类别。

2.3管道、弯头

目前国内几大公司采用的输灰管道、弯头质量基本过关，管道磨损的主要原因是安装偏心或弯曲。弯头磨损主要跟系统设计不合理、管道流速过快有关。在设计中应根据灰分特性合理选择灰气比，并对灰管的变径点认真核算。采用双套管的系统尤其要注意控制流速，有个别电厂存在内管完全脱落的现象。

2.4控制与仪表

输灰系统自动控制仪表通过料位计以及压力变送器来实现，但是不论哪一种料位计，都存在一定程度的误报警情况，所以在系统运行时以及设备日常运行过程中，都应该及时的调整料位计的灵敏度，清理沉积的灰尘，通过上述方式来保证料位计的正常工作。飞灰会随着时间的推移，对压力开关造成更大的影响，所以相关的压力开关必须安装于输送管道气源方向。在对控制程序进行设计的时候，首先就要考虑到特殊工况时的输送需求，预存控制方案。一些控制系统的上位机组截面可调的项目仅仅在时间上略有相隔，若飞灰变粗，那么不论如何对运行间隔进行调整，都会堵塞输送管道，导致火电厂只能通过手动输送的方式来除灰，不仅会影响到火力发电厂除灰系统的正常运行，同时也会增加发电厂的运行成本，影响经济效益。

3火力发电厂气力除灰系统故障状态下的应变控制问题

火力发电厂气力除灰系统中省煤器灰与电除尘飞灰不同，其属于利用自然手段进行沉降灰应变控制的。最为明显的差异为，其堆积密度和平均粒径均远大于电除尘飞灰。就目前来说，省煤器灰输送有两种输送方式，即独立灰管以及并入一电场灰管。其中并入以电场灰管的输送方式虽然能够节约气量，但其具有占用一电场灰管出力和因异物造成一电厂灰管堵塞的运行缺点。为此，国内一些机组在投入使用运行后，省煤器灰斗内部存在异物现象较为普遍。这种情况下，火力发电厂气力初会系统故障工况下，省煤器灰的输送应采用灰管独立输送的方式，来提高应变控制的效果。

当某一电厂因事故停运而出现的飞灰输送问题时，由于停运后的飞灰为自然沉降灰，这就意味着其堆积密度和平均粒径都远大于正常电除尘飞灰。据相关数据统计，虽然因事故停运状态下的灰量少，但是由于要采用稀相输送，所以系统总耗气量增大。因此，系统应变控制人员应通过开启备用空压机，来实现飞灰的正常输送。除此之外，气力除灰系统在故障状态下，还应调整电场输灰系统进气量防止堵管，这是因为沉降灰灰量不稳定，宜采用手动输送。值得注意的是，对于火电场灰量增大的应变控制问题，相关人员应通过调整输送频率以此来增大出力。但在前期的设计过程中要对火电场仓泵容积留有充分余量，即不能采用过小仓泵，来进行火电厂气力除灰系统的应变控制。

结束语

气力除灰是比较适合我国火力发电厂的一种送灰方式，现阶段我国已掌握这一技术，且相关设备也非常成熟，基本实现飞灰处理系统的国产化。但目前的气力除灰系统，在运行和维护上还存在一些问题，需要研究人员认真探索，攻破这些难题，进一步促进我国火力发电厂气力除灰系统的多元化发展。

参考文献

[1]气力除灰实际应用中应注意的事项[J].陈鑫.企业技术开发.2014（19）

[2]燃煤电站正压气力除灰系统出力不足原因分析[J].邵德让，袁明，杨小刚.山东电力技术.2015（08）

[3]火电厂气力除灰系统的现状及其发展[J].于威.科技创业家.2014（09）