正压密相气力除灰系统的特点及应用

摘要：本文结合工程实例，对火电厂正压密相气力除灰系统的特点进行阐述，并着重对其应用及应该注意的事项进行探讨，以供参考。

关键词：锅炉；除灰系统；正压密相气力输送；仓泵

中图分类号：C35 文献标识码： A

引言

目前，随着科技的发展，气力输送技术已广泛地应用各个工业领域，火力发电厂普遍采用的是正压密相气力输送方式，它具有密封性好、输送效率高、可输送较远距离、自动化程度高等优点。

一、正压密相气力输灰技术分类及特点

（一）、正压密相气力输灰技术分类

1、小仓泵密相气力输灰技术

小仓泵密相气力输灰技术，既是世界上成熟可靠的气力输灰技术之一，也是最早在国内推广的浓相输送技术，国产化程度很高，如浙江菲达环保、上海水工机械厂都有类似产品。国内大部分电厂的气力输灰系统采用该技术，尤其是300MW及300MW以下机组基本上采用该技术。

2、双套管低速密相气力输灰技术

双套管低速密相气力输灰技术最早是由德国Moller公司在1980年代推出的气力输灰技术。国内最早引进该技术是浙江嘉兴电厂于1994年引进的气力输灰系统，效果良好。该技术在国内的生产厂家有北京富通，华电环保，长沙慧林等。

3、克莱德密相气力输灰技术

克莱德气力输灰技术源于英国克莱德公司，在输送距离不太长（300m以内）的条件下，灰在管道中的输送呈柱塞状，输送浓度较高，输送速度较低。若输送距离再加长，则采用中转站加仓泵接力的二级系统，严格来讲，该二级系统不属于“密相”系统。在国内由电规总院和克莱德公司合资组建的克莱德华通公司生产的产品在国内多家电厂有应用。

（二）、正压浓相气力除灰系统的特点

1、气灰比较高，灰气比可达20～100kg/kg，而常规稀相系统为5～15kg/kg。北海电厂一期工程设计灰气比为25kg/kg。因此，其空气消耗量大为减少，在多数情况下，浓相正压气力除灰系统的空气消耗量约为其它系统的1/3～1/2。其特点是：①供气不必使用大型空气压缩机，采用性能可靠的小型螺杆式空压机。供气系统投资降低；②输灰系统输送入灰库的气量较少，因而灰库上的布袋过滤器排气负荷大大降低，从而为布袋过滤器的长期运行提供了可靠保障，延长了布袋过滤器的使用寿命；③在相同出力的情况下，所用管道管径大为减小。用轻型管道支架，安装方便，投资省。

2、输送速度低，浓相系统平均流速在8～12m/s，为常规稀相系统的1/3～1/2。输灰管道磨损大为减小，采用普通无缝钢管即可，只在弯头部位采用耐磨材料或增加壁厚。

3、输送距离远，单级当量输送距离可达1500m，对于更长距离的输送，可采用中间站接力的方式解决。

二、工程概述

某火电厂一期工程2×320MW于2004年11月投产，该机组配置了双室四电场电除尘器，电除尘的效率为99.71%。除灰方式设计为下引式正压浓相气力除灰系统，该气力除灰系统实际设计的最大出力为27.1t/h。锅炉设计煤种产生的灰量为18.067t/h，校核煤种产生的灰量为23.553t/h。

气力灰系统采用正压浓相气力输送方式，以一台炉为一个单元，每台炉设一套正压浓相气力输送系统，分别将两台炉的省煤器灰及除尘器灰按粗、细分开的原则输送到两座粗灰库和1座细灰库中。

三、正压气力除灰系统的主要设备选型

（一）、正压气力输送系统

该工程共3台锅炉，每台锅炉尾部配备1台袋式除尘器，锅炉产生的飞灰通过袋式除尘器收集、贮存于除尘器的灰斗中，再通过正压浓相气力输送系统输送到灰仓。

（二）、输灰系统配置

系统采用目前国际先进的多泵串连制正压浓相气力输送系统。系统选用下引式输送发送器，其输送原理为栓流式。下引式发送器的动力源为压缩空气，输送物料为粉（粒）状物料，它的输送风量和风压可根据运行工况进行调整。其显著优点是：1）输送压力低，单管出力大。2）系统配置简单。对于进气阀门、出料阀门以输送单元进行配置，数量减至最少，极大地降低了系统的运行维护量。3）输送管道少。由于系统实行串连输送，几个发送器作为1个输送单元，合用1根输送管道，支管数量少。4）输送速度低。磨损与速度的三次方成正比，输送速度低可减小管道、发送器及阀门的磨损，进而保证设备长时间的免维护。5）系统无开泵压力。在系统加压输送前，先打开出料阀。

1、除灰系统的主要技术参数

输送系统设计出力：60.51（t/h）。

每单元压缩空气设计耗气量及相应的每炉每电场设计出力及最大出力：

2、灰系统运行计算数据

灰系统运行计算数据表：

（二）、输灰系统输送过程

1）系统处于进料状态，这时进料阀、排气阀打开，进气阀、出料阀关闭，物料在重力作用下落入泵内。2）当1个或多个泵内料位计被覆盖，或达到设定落料时间时，进料阀、排气阀关闭。3）在进料阀、排气阀关闭并且充气密封结束后，进气阀、出料阀打开，物料进入管道开始输送。在输送过程中，应根据压力调整气阀的开关状态，以控制管道的输送压力，防止堵管。4）当管道输送压力低至设定值时，进气阀、出料阀关闭，经过一个停止时间延迟，循环复位，等待下一循环开始。

（三）、灰仓系统及灰仓卸料设备

灰仓又称灰库，位于气力除灰系统的末端，是气力除灰系统所共有的设施，具有收集、存储和卸料功能。灰仓由上至下一般分为4个建筑层：库顶层、仓室层、机务层和库底层。库顶层主要安装仓顶袋式除尘器、压力真空释放阀等设备。仓室层即储灰仓，从建筑材料上可分为钢结构和混凝土结构；从形状上分为锥斗仓和平底筒仓。锥斗仓多为钢结构，平底筒仓多为钢筋混凝土结构。机务层安装有电动锁气器、双轴搅拌机和干灰散装机以及检修平台和就地控制装置等。库底即0m层，是灰的外运通道，因此库底应具有足够的空间高度。根据DL/T5142-2002《火力发电厂除灰设计规程》规定，贮运灰库宜满足贮存24～48h的排灰量，所以，灰仓容量按2台锅炉最大排灰量24h设计。由于每台锅炉的灰量为2.73t/h，2台锅炉的灰量为5.46t/h，充满系数为0.7，灰的堆积密度为0.75t/m3，则灰仓容积V=249.6m3。

（四）、灰仓气化风系统

为保证灰仓卸灰通畅，设置有气化风系统，经加热后的气化空气通过灰仓仓底的气化装置进入灰仓，对灰仓存灰进行充分流态化，使其顺利流出。1）气化风机。气化风机通常选用罗茨鼓风机。根据DL/T5142-2002《火力发电厂除灰设计规程》规定，灰库应设专用的气化风机，当1～3台风机运行时，可设1台备用。故该工程气化风系统选用2台气化风机，1台运行，1台备用。选取气化风机：Q=6.8m3/min，P=78.4kPa；附电动机N=22kW，U=380V，2套，1用1备.2）空气加热器。根据DL/T5142-2002《火力发电厂除灰设计规程》规定，气化空气应为热空气。因此，在系统中应装设专业空气加热器，加热器应靠近灰库布置。故选用1台空气加热器.选取空气加热器：Q=7.5m3/min；附电动机N=45kW，U=380V，1套。

四、火电厂应用正压密相气力除尘系统流程

当启动一次输送循环时，控制系统将检查下列循环启动联锁条件是否完全满足：主电控屏幕上的启动/停止/吹扫开关置于“启动”或者“吹扫”位置。就地气控箱上手动/程控按钮置于“程控”位置。输送管道压力小于0.03MPa。其他联锁条件正确。输送供气压力大于0.55MPa。主泵入口和排气圆顶阀关闭并且密封。所有副泵的入口和排气圆顶阀关闭并且密封。最小循环周期定时器关闭或手动旁路按钮按下。管路确定可用。输送目标灰库有空间可用。当上述条件均为真值时，将触发一次输送循环并且按照以下步骤运行：

1）所有泵的入口和排气圆顶阀通过相应的电磁阀得电开启。

2）当任一个MD泵中的高料位计已被覆盖，启动该泵的过量充填定时器。

3）当过量填充定时器完成，该泵的进口和排气圆顶阀通过相应的电磁阀失电关闭。

4）当所有的进口和排气圆顶阀已被关闭且密封，管路出口圆顶阀打开，启动输送空气阀延时开启定时器。

5）当输送空气阀延时开启定时器已完成，输送空气阀将通过相应的电磁阀得电开启。

6）当初始输送空气定时器到时，初始输送空气阀通过电磁阀EV14失电关闭。

7）物料通过管道输送到目标灰库。

8）当循环复位定时器已完成，则输送循环完成。

结束语

总而言之，正压密相气力除灰系统的运行状况直接影响着机组的安全运行，严重时可造成机组停运。为确保机组安全稳定运行，应加强运行过程的监视和现场巡视，及时发现和消除系统中出现的各类缺陷，保证气力除灰系统正常运行。

参考文献

[1] 杨伦，谢一华.气力输送工程[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 王启概， 吴成光， 涂 虬.正压气力除灰管道设计及工程应用[ J] .电力环境保护， 2005（1）.