600 MW機(jī)組省煤器輸灰系統(tǒng)常見故障及對(duì)策

時(shí) 巖，孫 良，劉 娟

(1．寧夏大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 青銅峽 751607;2．鄭州鍋爐股份有限公司，河南 鄭州 450001;3．遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006)

省煤器輸灰系統(tǒng)采用壓縮空氣濃相輸送方式，由卸料圓頂閥、倉泵、輸送管路、補(bǔ)氣閥等組成。從省煤器灰斗下方收集飛灰中的大顆粒，在輸灰程序控制系統(tǒng)的控制下，各倉泵依次落灰后，統(tǒng)一輸送至灰?guī)臁?/p>

2011年7～9月，寧夏大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司B級(jí)檢修中加裝的省煤器輸灰系統(tǒng)配置如下。

a． 倉泵配置:倉泵容積為0.75 m3，每臺(tái)爐配7臺(tái)倉泵，2臺(tái)爐共配14臺(tái)倉泵。

b． 輸送單元配置:每2臺(tái)倉泵為1個(gè)單元，共用1根輸灰管。

c． 輸送距離:5號(hào)爐實(shí)際長度約為310 m，下降高度約為20 m，爬高約為24 m，900 mm彎頭共12個(gè)，輸送管道總長度約為446 m;6號(hào)爐實(shí)際長度約為220m，下降高度約為20 m，爬高約為24 m，900 mm彎頭共12個(gè)，輸送管道總長度約為356m．

1 輸灰系統(tǒng)簡介

正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于火電廠除灰系統(tǒng)中，具有系統(tǒng)簡單、布置靈活、運(yùn)行可靠、自動(dòng)化程度高、系統(tǒng)投資省、輸送灰氣比高、流速低、維護(hù)工作量小和年運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，系統(tǒng)包括進(jìn)料裝置、倉泵、管道、閥門、庫頂除塵裝置、庫底氣化裝置、庫底卸料裝置、動(dòng)力氣源和程序控制裝置等［1］。

正壓濃相流態(tài)化氣力除灰系統(tǒng)是結(jié)合流態(tài)化和氣固兩相流技術(shù)研制的，倉泵以邊流化、邊輸送的方式輸送物料，系統(tǒng)運(yùn)行一般由如下5個(gè)階段組成［2］。

a． 進(jìn)料階段:倉泵平衡閥開啟，延時(shí)3 s后打開倉泵進(jìn)料閥，同時(shí)開始進(jìn)料時(shí)間 (預(yù)設(shè)值為20 s，上位機(jī)上可視、可調(diào))計(jì)時(shí)。在進(jìn)料計(jì)時(shí)期間，如果輸送單元的某個(gè)倉泵料位計(jì)發(fā)出料滿報(bào)警信號(hào)，則關(guān)閉該倉泵進(jìn)料閥，完成其進(jìn)料過程，輸送單元內(nèi)的其它倉泵則繼續(xù)進(jìn)料，直至輸送單元內(nèi)的所有倉泵都完成進(jìn)料過程。當(dāng)進(jìn)料計(jì)時(shí)時(shí)間到，輸送單元的進(jìn)料階段結(jié)束，關(guān)閉輸送單元內(nèi)開啟的倉泵進(jìn)料閥、平衡閥，輸送單元的進(jìn)料階段結(jié)束后，該輸送單元進(jìn)入充氣階段。

b． 充氣階段:打開輸送單元的一次氣閥，同時(shí)開始充氣時(shí)間 (預(yù)設(shè)值為5 s，上位機(jī)上可視、可調(diào))計(jì)時(shí)，延時(shí)5 s后打開三次氣閥。當(dāng)充氣計(jì)時(shí)時(shí)間到，充氣階段結(jié)束 (輸送單元一次氣閥、三次氣閥保持開啟狀態(tài))，輸送單元進(jìn)入輸送階段。

c． 輸送階段:打開輸送單元出料閥、管道補(bǔ)氣一次氣閥和補(bǔ)氣二次氣閥，同時(shí)開始輸送時(shí)間(預(yù)設(shè)值為225 s，上位機(jī)上可視、可調(diào))計(jì)時(shí)，物料通過管道輸送到灰?guī)?。?dāng)管道輸送壓力下降到設(shè)定的輸送壓力 (預(yù)設(shè)值為0.03 MPa;上位機(jī)上可視、可調(diào))或輸送計(jì)時(shí)時(shí)間到，輸送階段結(jié)束，輸送單元的輸送過程進(jìn)入管道吹掃階段。

d． 吹掃階段:輸送階段結(jié)束后，開始吹掃時(shí)間 (預(yù)設(shè)值為10 s，上位機(jī)上可視、可調(diào))計(jì)時(shí)。當(dāng)吹掃計(jì)時(shí)時(shí)間到，關(guān)閉輸送單元的一次氣閥、三次氣閥、管道補(bǔ)氣一次氣閥和補(bǔ)氣二次氣閥，延時(shí)5 s后關(guān)閉出料閥，吹掃階段結(jié)束。

e． 等待階段:當(dāng)輸送單元倉泵進(jìn)入等待階段時(shí)，開始等待時(shí)間 (預(yù)設(shè)值為0 s，上位機(jī)上可視、可調(diào))計(jì)時(shí)，輸送單元的進(jìn)料閥、平衡閥、出料閥、一次氣閥、三次氣閥全部處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)?shù)却?jì)時(shí)時(shí)間到，輸送單元倉泵進(jìn)入進(jìn)料階段。

2 倉泵及管道頻繁堵塞原因及對(duì)策

由于省煤器灰斗落灰顆粒大、粗灰含量多，往往造成倉泵或輸灰管道堵塞，給運(yùn)行和維護(hù)帶來很多麻煩，同時(shí)也大大減少了設(shè)備的使用壽命［3］。

2.1 堵塞原因

a． 氣源的影響

氣源壓力必須克服倉泵、管道的阻力及灰?guī)斓膲毫?，氣源壓力不足，使灰氣比增大，輸送濃度過大，造成管道阻力增大，易發(fā)生堵管。

b． 灰源的影響

省煤器灰斗落灰為重力自由下沉，灰分顆粒度大，表面粗糙，造成輸灰堵塞的概率增加。且時(shí)常有灰塊掉落，可直接造成堵塞。

c． 管道泄漏的影響

正壓濃相輸灰系統(tǒng)的輸灰管道除彎頭外均可采用無縫鋼管。因輸灰管內(nèi)輸灰流速在8～12 m/s，長期運(yùn)行后，會(huì)使輸灰管道磨損進(jìn)而泄漏，造成泄漏點(diǎn)后部因壓頭降低而發(fā)生堵管。

d． 雜物較多

由于檢修時(shí)遺留許多焊條頭、鋼管、鐵絲等雜物，掉入倉泵后積聚使輸灰系統(tǒng)堵塞。因此檢修期間應(yīng)做好雜物收集工作，防止雜物進(jìn)入輸灰管路造成堵塞。

2.2 防止堵塞的對(duì)策

a． 保證氣源壓力和輸送時(shí)間，由于倉泵內(nèi)粗灰較多，如果氣源壓力不足會(huì)直接影響流化，導(dǎo)致輸送不徹底，粗大的灰粒沉積較多后就會(huì)發(fā)生堵塞?；翌w粒大會(huì)使輸送速度減小，因此應(yīng)適當(dāng)延長輸送時(shí)間，使管道內(nèi)的粗灰全部被送到灰?guī)臁?/p>

b． 管路泄漏后氣源壓力不足，無法將灰送走，就會(huì)發(fā)生堵塞。盡量減少倉泵和輸送管路的泄漏，檢修時(shí)保證檢修質(zhì)量，管道連接處的密封墊及磨損嚴(yán)重的管道應(yīng)及時(shí)更換。

c． 設(shè)計(jì)安裝管路時(shí)應(yīng)盡量減少輸送距離及管路彎頭數(shù)量，以減小阻力損失。可在落灰管路膨脹節(jié)上部開人空門，如果雜物堵塞，可直接打開人空門進(jìn)行清理，減少檢修工作量［4］。

d． 使用雙套管輸送管路，可有效提高輸送效率，同時(shí)減小輸灰母管堵塞的可能性［5］。

3 輸灰管路磨損原因及改進(jìn)措施

3.1 磨損原因

a． 氣力輸送倉泵運(yùn)行方式不合理

氣力輸灰倉泵及管路設(shè)計(jì)使用壽命應(yīng)大于200 000 h，省煤器灰斗下安裝7臺(tái)倉泵。工作時(shí)設(shè)定倉泵的圓頂進(jìn)料閥處于開啟狀態(tài)，出料氣動(dòng)蝶閥、增壓閥和進(jìn)氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)，采取倉泵等灰方式，省煤器灰斗不存灰。

飛灰通過灰斗進(jìn)入倉泵，當(dāng)灰位接觸到安裝在倉泵中的高料位計(jì)時(shí)，高料位計(jì)發(fā)出信號(hào)，先關(guān)閉圓頂進(jìn)料閥，然后按順序打開出料氣動(dòng)蝶閥、增壓閥、進(jìn)氣閥，這時(shí)開始?xì)饬λ突?，持續(xù)數(shù)分鐘，當(dāng)倉泵的壓力值降至設(shè)定值時(shí)，表明倉泵的灰已送完，壓力變送器動(dòng)作進(jìn)入下一個(gè)工作過程的進(jìn)料階段［6－7］。

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行應(yīng)按照料位計(jì)為主的運(yùn)行方式，而不是以進(jìn)料時(shí)間為主進(jìn)行輸灰，否則倉泵灰量不足會(huì)變成稀相輸灰，加劇管道磨損。

b． 煤質(zhì)變化

目前受到外界條件的限制，入爐煤種頻繁變化，煤質(zhì)下降，煤的含灰量大大增加，且隨著煤種的變化含灰量也會(huì)隨之變化，這也是促使設(shè)備加速磨損的主要原因之一。

c． 倉泵清堵系統(tǒng)頻繁運(yùn)行

輸灰管道及倉泵堵灰后，一般清堵氣源壓力大，系統(tǒng)頻繁反抽清堵，高壓氣體帶灰以極快的速度通過輸灰管路返回灰斗，造成的磨損很嚴(yán)重。

3.2 改進(jìn)措施

a． 合理調(diào)整倉泵輸灰的運(yùn)行方式，根據(jù)實(shí)際情況加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行調(diào)節(jié)，使設(shè)備相對(duì)處于高效低損耗的運(yùn)行狀態(tài)。

b． 合理調(diào)節(jié)入爐煤的配比，減少飛灰對(duì)設(shè)備的磨損。

c． 改進(jìn)設(shè)備管道材料，使用先進(jìn)的耐磨材料，如陶瓷耐磨合金鋼等［8］。

d． 合理調(diào)整管路走向，提高檢修維護(hù)質(zhì)量，及時(shí)消除缺陷，延長設(shè)備使用周期。

e． 因省煤器雜物較多，且進(jìn)行鍋爐吹灰時(shí)有大的灰塊落入倉泵系統(tǒng)，最好是在系統(tǒng)沒有壓力情況下打開倉泵人空門取出雜物，而不要強(qiáng)行憋壓反抽清堵。

f． 每個(gè)灰斗的除灰系統(tǒng)均在上位畫面設(shè)置了“等待時(shí)間”(操作人員可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活設(shè)定時(shí)間)，如果灰量不是太大，可設(shè)置等待時(shí)間，進(jìn)行灰斗等灰，當(dāng)灰斗灰量累積到一定程度再進(jìn)行倉泵進(jìn)料、輸送。此方法可有效減少除灰系統(tǒng)的使用頻率，也滿足了濃相輸灰條件，因此可以大大減少系統(tǒng)磨損。

4 結(jié)束語

通過對(duì)省煤器輸灰系統(tǒng)的深入分析，針對(duì)省煤器輸灰系統(tǒng)頻繁堵塞及磨損速度快等問題，分析了原因及相應(yīng)解決方法，能有效提高運(yùn)行維護(hù)水平及延長輸灰系統(tǒng)的使用壽命，可有效減少維護(hù)工作量及維護(hù)費(fèi)用，減少了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

［1］ 李錄新，邱岳山，孟尚虎．600 MW機(jī)組省煤器輸灰系統(tǒng)存在問題及改造［J］．吉林電力，2009，37(3):50－51．

［2］ 劉 海．正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)在華能珞璜電廠中的應(yīng)用［J］．東北電力技術(shù)，2006，27(7):50－52．

［3］ 李建國，王成軍．燃煤電廠輸灰管道除垢機(jī)器人設(shè)計(jì)［J］．東北電力技術(shù)，2007，28(9):51－52．

［4］ 梁國建．600 MW大型燃煤機(jī)組省煤器輸灰管路的設(shè)計(jì)與改進(jìn) ［J］．中國電力，2002，35(8):12－15．

［5］ 劉富宏．雙套管輸送原理及其在省煤器飛灰輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用 ［J］．設(shè)備管理與維修，2009，30(10):38－39．

［6］ 林 江，樓建勇，駱 章．正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)輸送特性的試驗(yàn)研究 ［J］．浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，6(20):93－97．

［7］ 劉富宏．某600 MW鍋爐省煤器飛灰輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］．江蘇電機(jī)工程，2010，29(1):76－78．

［8］ 王學(xué)堅(jiān)，何建波．新型防磨省煤器輸灰管彎頭設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究 ［J］．能源與環(huán)境，2012，31(1):24－25．