紊流浓相飞灰处理系统在三河发电厂的应用
详细内容
摘要：国华三河发电厂1号、2号机组干除灰输送系统为全套引进德国MOLLER公司生产的双套管式输灰管的飞灰处理系统，此系统为紊流浓相输送，其输灰管独特结构基本避免了在输灰过程中输灰管堵塞问题，其功能是其它输灰管所不能比拟的。由于我国干除灰设备的设计、制造刚起步，在这方面还不成熟，本文内容对干除灰方面工作有借鉴作用。
关键词：双套式输灰管；飞灰处理系统；运行；压力罐；堵塞
1概述
三河发电厂一期工程的1、2号机组均为引进日本三菱重工生产的350MW汽轮发电机组，其中锅炉为1175t／h亚临界强制循环汽包型燃煤锅炉，
该锅炉为单炉膛、П型布置，切圆燃烧，一次中间再热，平衡通风，半露天布置。锅炉燃用设计煤种(MCR)141.8t／h，灰分19.77%，燃用校
核煤种(MCR)169.8t／h，灰分27.78%，锅炉除渣为意大利MAGALDI公司干排渣系统，飞灰处理系统为德国MOLLER公司生产的双套式输灰管飞灰处理系统。两台电除尘器灰斗和空预器灰斗的飞灰进入飞灰处理系统。
2飞灰处理系统设备的设计参数、布置及主要设备结构
2.1飞灰处理系统主要设备设计参数
(1)飞灰处理系统最大输送量：65t／h，100%裕度。
(2)空预器和电除尘器灰斗下压力罐容积及数量：
空预器：1.0m3，3个；
第一电场：4.0m3，8个；
第二电场：4.0m3，8个；
第三电场：1.6m3，8个；
第四电场：0.3m3，8个；
第五电场：0.3m3，8个。
(3)飞灰输送距离(电除尘器至灰库)：1号炉，850m；2号炉，934m。
(4)灰库数量及容量：3个，2100m3。
(5)灰库底部卸灰容量：100t／h。
(6)1号炉输灰空压机容量：74m3／min，最大工作压力：0.325MPa。
(7)2号炉输灰空压机容量：85m3／min，最大工作压力：0.325MPa。
(8)灰库袋式除尘器过滤面积：170m2，排气体积：300m3。
(9)灰库气化风机进气量：11.8m3／min，压差：0.04MPa。
(10)灰库仪用空压机容量：2.5m3／min，最大工作压力：0.6MPa。
2.2飞灰处理系统的整体布置
三河发电厂一期工程飞灰处理系统为我国引进德国MOLLER公司的第二套设备，第一套引进的为浙江嘉兴电厂。其飞灰处理系统即Multiturbuflowtransportsystem(多紊流输送系统)，简称MultiTTS系统，主要特点是不易堵灰，输送气灰比较高。
每台炉的飞灰处理系统有两条输灰管道，一条为粗灰输送管道，一条为细灰输送管道。
有3条支线进入粗灰管道：一条支线来自空预器的6个灰斗，每两个灰斗的灰经斜槽进入1个
压力罐，共有3个压力罐；另两个支线来自第一电场的8个灰斗，每条支线4个灰斗，灰斗下
均有压力罐，这3条支线将空预器和第一电场粗灰经粗灰管道输送至两个粗灰库。
有8条支线进入细灰管道：这8条支线分别为两台电除尘器的第二电场至五电场灰斗，每条支
线有4个灰斗，灰斗下设1个压力罐，细灰管道将细灰输送至任意1个灰库。
每条支线的压力罐即形成1个组，系统共11组。如图1所示。
储灰卸灰系统设有3个灰库，其中有2个粗灰库，1个细灰库。灰库顶部设有引风机的排气过滤器，在灰库内部设有8个气化风槽，气源由气化风
机供给。有3种卸灰方式：干灰经流化通过卸料头至罐车，干灰经湿式搅拌机至敞式卡车，干灰经湿式搅拌机至灰渣皮带。
灰库设有控制空气系统，主要是灰库内的气动阀、排气过滤器反吹清理、仪表等使用气源。
输灰用空压机为AtlasCopco公司生产的无油螺杆式空压机，输送空气的温度通过带有变频式风机的空气冷却器进行温度调节。空压机上的电子控制器设有调节、报警保护、运行定值的设定等功能。空压机内有消音器、进气过滤器、安全门、空气冷却等设备。2号炉空压机容量比1号炉大，是因为2号炉飞灰输送距离相对较远。
整个飞灰处理系统由除灰控制室的PLC控制，设在灰库的PLC通过通讯电缆与其相连。系统监视与控制操作通过除灰控制室的CRT进行。灰库卸灰
由就地操作盘控制。
2.3飞灰处理系统主要设备的结构特点
2.3.1电除尘器下压力罐进料阀的结构
如图2所示，进料阀为半球体表面，阀门关闭时球体将管道关闭，球体与阀门壳体之间缝隙
靠压缩空气将胶圈膨胀进行密封。当阀门旋转90°打开时，胶圈内空气卸压，同时球体转动
，灰斗的灰可进入压力罐。此阀门结构设计特点是密封严密，阀门不易磨损，寿命较长，是其它类型阀门所不能比的。关断阀结构与之类似。
2.3.2飞灰处理系统压力罐的结构
图3为1组压力罐中的1个，所有压力罐的结构是一样的，每个压力罐均设有气化装置，即
经由带1个弹簧逆止阀的输送空气管进入压力罐中心，其作用是在输送灰时将灰、气进行混
合流化，在压力罐上还设有1个输送空气进气管，主要是在输送灰时增加罐内输送气量，有利于灰进入管道。
压力罐顶部设有排气阀，与电除尘器灰斗相通，此阀在压力罐装料时与进料阀同时开启，作用是减少压力罐内压力，有利于装料。
在空预器、第一、二、三电场灰斗下压力罐内设有料位计。所有压力罐外设电加热及保温，
由温控器调节温度，要求温度在110℃左右，以防止压力罐内的灰结垢、板结。
空预器、第一至五电场压力罐容量分别为1.0m3、4.0m3、4.0m3、1.6m3、1.6m3、0.3m3。
2.3.3输灰管道的结构设计
飞灰处理系统最有特色的就是双套管技术(见图4)，设计独特，是其它类型输灰管所不能比的。
输灰管内有一个较小的空气管道(内套管)，且每隔一定距离都有一个开口，在开口处管内设一节流孔板，这个内套管的作用就是保持输灰管内紊流，内套管内只有空气流动，流速比外管大，内套管开口就是使空气与灰强烈混合流化，有利于输送。如若管道某段发生堵塞，输送的空气便经内套管通过堵塞之处，从后面逐渐向前将堵塞的灰冲散，使灰充分流化，这种管道能在输灰的过程中将可能产生的堵塞自行消除，即自身有调节气灰比的能力，其它类型的输送管是不能自行解决的，必须停止输送来进行疏通。另外，粗灰管和细灰管的内套管位置有所不同，如图5所示，粗灰管的内套管位置偏下，主要考虑粗灰颗粒粗，流动一般靠近管的底部，易沉降，因此，内套管也靠近管的底部，有利于粗灰的输送。
1号炉输灰管道有3种规格的管径，分别为DIN200、DIN250、DIN300；2号炉输灰管道也有3种规格的管径，分别为DIN200、DIN250、DIN350。
3飞灰处理系统的运行
飞灰处理系统由PLC通过设定的程序控制，通过CRT监视操作，整个系统在正常情况下自动启动、运行、停止，无需运行人员操作。系统主要是装料与输送，对每组压力罐装料时，进料
阀(3号)和排气阀(4号)同时打开，当时间到或有料位信号时，进料阀(3号)和排气阀(4号)同
时关闭，关断阀(12号)、主进气阀(6号)、大小旁路阀(8号、10号)打开，进行输送，并根据
阀门设定的定值调节输灰管压力。输灰完毕时，关断阀(12号)、主进气阀(6号)、大小旁路阀(8号、10号)关闭，又开始装料。
当某1组压力罐输灰时，其它支线处于等待或装料。任何一组压力罐均可退出程控进入检修状态。
粗灰管路的3个支线共用1个旁路，细灰管路的8个支线共用1个旁路。
3.1飞灰处理系统的设定定值
飞灰处理系统在运行过程中，气动阀门的开关由空压机出口管道上压力变送器传送的压力值通过PLC进行控制，装料与输送均有时间设定，装料时压力罐料位信号比装料时间优先，输送时间以管道压力优先，表1为飞灰处理系统主要的设定定值。
3.2飞灰处理系统输灰管道压力调节
3.2.1气动主进气阀后手动阀门挡板角度调节
主进气阀后的手动阀门调节主要是调节进入每个支线(组)压力罐的输送气量，进气量是根据在满负荷情况下灰量多少来确定的。支线进气量太小，而通过旁路进入输灰管的气量大，造成输送时间较长，反之，则输送时间较短，易造成堵塞。如图3所示，进气阀(7号)和旁路阀(9号、11号)的挡板角度是根据空预器、第一至五电场灰量不同及运行经验进行调节的。
3.2.2压力罐上手动进气阀的调整
由于压力罐上气动进气阀为全开全关方式，气量需要手动阀门调节，如图3所示。手动进气
阀(1号、2号)的调节原则为对储存量大的压力罐，如第一、二电场其手动门要全开或开得大一些，确保压力罐内灰、气充分流化，及在输送时
增加罐内气量，使灰能顺利进入输灰管道，而后几个电场由于灰量少阀门逐步关小，直至关闭。
3.2.3飞灰处理系统的输灰管道压力曲线每条输灰管线输送空气压力调节是根据上表的定值通过主进气阀、关断阀、大小旁路阀开、关进行的。图6为第一电场管道压力的典型曲线，一般来说，满负荷情况下，输灰时间约定15min，最高压力约0.28MPa；第二至五电场输灰曲线压力基本与一电场相似，时间约3min，最高压力约0.13MPa。当负荷或煤种有变化时，输灰时间会有所不同。
3.3飞灰处理系统在运行中出现的一般情况
3.3.1气动阀门故障
飞灰处理系统有100多个气动阀门，在长期运行时不可避免会出现电气或机械故障，若是进料阀或排气阀出现问题，可将这组压力罐退出程控，
进入检修状态。
若是某一支线主进气阀或关断阀出现故障，则其它相关支线均受影响，将全部退出程控，即停运粗灰管道或细灰管道。
3.3.2输灰管道堵塞
虽然输灰管采用了双套式输灰管，使管道堵塞的发生机率大大降低，但也难免偶尔发生。即使有堵塞，处理也相对比较简单。在运行过程中若
管道压力p＞0.31MPa，则PLC柜出现堵塞信号，系统停止输灰，需要运行人员将压力罐手动排气阀打开，使罐内压力降至0.02MPa以下，关闭手动阀，与此同时，将管道排气阀打开，将管内压力泄至电除尘器内，管内压力下降后关闭手动阀，运行人员就地将堵塞信号复位，系统又开始自动输送[1][2]下一页