熱電廠氣力輸灰系統(tǒng)的改造

曹生平,呂萬勇，杜 瀟

(內(nèi)蒙古蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司,內(nèi)蒙古阿拉善 750333)

1 前言

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，以及國家綠色環(huán)保理念不斷深入,鍋爐輔機(jī)系統(tǒng)的改造和完善越來越受到關(guān)注及重視。內(nèi)蒙古蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司熱電分廠(以下簡稱“熱電分廠”)鍋爐是從2017-08開始調(diào)試使用。使用初期熱電分廠氣力輸灰系統(tǒng)出現(xiàn)許多問題，為了保障鍋爐連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行，經(jīng)過研究分析，就原有輸灰系統(tǒng)進(jìn)行改造創(chuàng)新。新型輸灰系統(tǒng)不僅保障了鍋爐的正常運(yùn)行，還大大減輕了系統(tǒng)維護(hù)工作量，解決了舊系統(tǒng)存在的問題。

2 氣力輸灰系統(tǒng)存在問題分析

熱電分廠輸灰系統(tǒng)分兩路(電場和布場)，灰斗6個(gè)(電除塵2個(gè)、布袋除塵4個(gè))，氣動(dòng)控制閥16個(gè)，其中，帶有密封圈的氣動(dòng)閥(落料閥)6個(gè)。

2.1 系統(tǒng)工藝流程

該系統(tǒng)由除塵器、倉泵、氣源、管道、灰?guī)斓冉M成，采用PLC集中控制方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備協(xié)調(diào)有序運(yùn)行。系統(tǒng)采用倉泵作為關(guān)鍵輸送設(shè)備，倉泵直接連接在各除塵器灰斗下，接受電除塵和布袋除塵收集的灰塵，同時(shí)采用壓縮機(jī)作為動(dòng)力源，通過密閉管道，在高濃度、低流速的狀態(tài)下把飛灰輸送至貯灰?guī)臁Ｈ鐖D1所示。

圖1 輸灰系統(tǒng)工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of ash conveying system

2.2 故障分析

2.2.1 系統(tǒng)各個(gè)氣動(dòng)閥輸灰過程中不能正常開關(guān)

氣力輸灰控制系統(tǒng)主要是靠氣動(dòng)閥控制，所以氣動(dòng)閥的正常動(dòng)作對(duì)輸灰系統(tǒng)至關(guān)重要。熱電分廠投產(chǎn)初期氣力輸灰系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)氣動(dòng)閥開關(guān)不靈敏。經(jīng)過多次的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)利用壓縮空氣將倉泵中的灰塵輸送至灰?guī)爝@一環(huán)節(jié)中，壓縮空氣的壓力會(huì)急劇下降，同時(shí)儀用氣壓力也隨之下降，使各個(gè)氣動(dòng)閥不能正常開關(guān)從而導(dǎo)致輸灰系統(tǒng)失控。所以，穩(wěn)定的儀用氣壓是保證輸灰系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

2.2.2 PLC自動(dòng)控制程序缺陷

熱電分廠氣力輸灰采用PLC集中控制實(shí)現(xiàn)對(duì)輸灰系統(tǒng)的手動(dòng)和自動(dòng)控制。在自動(dòng)控制過程中每個(gè)環(huán)節(jié)都環(huán)環(huán)相扣，自動(dòng)運(yùn)行過程中總是會(huì)出現(xiàn)突然停止的現(xiàn)象。經(jīng)過對(duì)控制程序和控制過程的研究和觀察，發(fā)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)過程中每兩個(gè)循環(huán)之間都是緊緊相連無時(shí)間間隔，輸送過程會(huì)消耗大量的壓縮空氣，導(dǎo)致壓縮空氣氣源壓力下降太快，一方面造成空壓機(jī)一直處于加載狀態(tài)，負(fù)荷過重；另一方面會(huì)使下個(gè)循環(huán)過程中，由于壓縮空氣壓力低氣動(dòng)設(shè)備無法正常工作，導(dǎo)致循環(huán)無法繼續(xù)進(jìn)行。除此之外，循環(huán)過程過于頻繁，也會(huì)大大的降低氣動(dòng)設(shè)備的使用效率。

2.2.3 落料閥密封圈損壞頻繁

氣力輸灰系統(tǒng)落料閥采用氣動(dòng)圓頂閥，它是由一個(gè)球形閥芯和一個(gè)充氣的橡膠密封圈組成。熱電分廠6個(gè)落料閥的密封圈每隔3 d～5 d就有破損。當(dāng)密封圈破損后，一方面灰塵會(huì)通過圓頂閥的排氣孔排出，造成現(xiàn)場環(huán)境污染；另一方面，在輸送環(huán)節(jié)中由于倉泵中壓力高灰塵會(huì)通過密封圈氣源管倒吹至閥島污染氣源，影響其它氣動(dòng)設(shè)備的正常工作；同時(shí)密封圈頻繁破損使維修人員和操作人員的工作量大幅度增大，加之密封圈的購買成本高，頻繁損壞對(duì)熱電分廠也是一筆不小的開支。經(jīng)過查閱資料和對(duì)現(xiàn)場反復(fù)的觀察、分析、研究，發(fā)現(xiàn)密封圈的損壞與其工作壓力有關(guān)，壓縮空氣壓力為0.7 MPa，壓力過大，這是密封圈頻繁破損的原因之一。

3 氣力輸灰系統(tǒng)存在問題的改進(jìn)措施

(1)經(jīng)分析掌握了各個(gè)氣動(dòng)閥在輸灰過程中開關(guān)不靈敏的原因是沒有穩(wěn)定的儀用氣壓。經(jīng)過討論研究決定在儀用氣管路上選擇合適的位置添加一個(gè)儀用氣儲(chǔ)罐，給氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

(2)完善和優(yōu)化PLC自動(dòng)控制。經(jīng)過對(duì)整個(gè)控制流程的分析，決定增設(shè)氣力輸灰系統(tǒng)自動(dòng)控制循環(huán)間隔時(shí)間。在PLC自動(dòng)控制程序中增加定時(shí)器/計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，通過電腦控制畫面組態(tài)中設(shè)置后，可以在控制畫面中現(xiàn)實(shí)循環(huán)間隔時(shí)間的調(diào)節(jié)。工作人員可以通過鍋爐負(fù)荷大小靈活調(diào)整間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)輸灰系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行。自動(dòng)控制流程見圖2。

圖2 自動(dòng)控制流程圖Fig.2 Flow chart of automatic control

(3)為了能給密封圈提供可靠的工作壓力，研究決定就地改善改變密封圈的控制方式，將密封圈的控制氣壓降低，即把密封圈輸出從閥島組隔離出來對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立控制，并在其氣路中安裝一個(gè)過濾減壓閥，對(duì)氣源再次隔離凈化，將氣源壓力由0.7 MPa逐漸降低，如圖3。經(jīng)過多次試驗(yàn)，確定0.4 MPa為密封圈的最佳工作壓力。此項(xiàng)改進(jìn)于2018-01-16在氣力輸灰系統(tǒng)電場的兩個(gè)落料閥進(jìn)行改進(jìn)試行。從試行以來電場輸灰系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，密封圈的破損明顯減少，大大延長了密封圈的使用壽命。有了在電場改善試行的成功，在2018年大檢修期間把布場的6個(gè)密封圈氣路控制進(jìn)行全部改造。

圖3 密封圈控制方式示意圖Fig.3 Schematic diagram of sealing ring control mode

4 效果驗(yàn)證

(1)加裝儀表工作氣源的不間斷儲(chǔ)氣罐后，儀用氣源穩(wěn)定，氣動(dòng)設(shè)備運(yùn)行流暢。

(2)完善和優(yōu)化PLC自動(dòng)控制后，實(shí)現(xiàn)輸灰系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行，節(jié)能降耗，減小空壓機(jī)加載負(fù)荷。

(3)節(jié)約成本，延長了密封圈的使用壽命。

(4)大大降低了故障頻次，減輕了運(yùn)行和維修人員的工作量。

(5)改善了現(xiàn)場環(huán)境。