正压浓相气力输灰系统故障处理.pdf

2024 年第 2 期总 第 270 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER正压浓相气力输灰系统故障处理缑绍飞（大唐林州热电有限责任公司，河南安阳 456561）【摘要】因煤质和负荷变化，燃煤电厂的正压浓相气力输灰系统极易发生故障，造成除尘器灰斗大量积灰、堵塞，甚至出现超载坍塌事故。为解决该问题，在综合分析电袋除尘器不同灰种的输送特性、正压浓相气力输灰过程的基础上，阐述了输灰系统自动程序调整方法以及堵管故障处理措施，为系统稳定可靠运行提供了保障。【关键词】正压浓相气力输灰系统；积灰；自动程序调整；堵管处理【中图分类号】X701.2 【文献标志码】B【文章编号】1006-6764（2024）02-0102-04 【开放科学（资源服务）标识码（OSID）】Troubleshooting of Positive Pressure Dense Phase Pneumatic Ash Conveying SystemGOU Shaofei(Datang Linzhou Co-generation Power Co.,Ltd.,Anyang,Henan 456561,China)【Abstract】Due to the changes of coal quality and load,the positive pressure dense phase pneumatic ash conveying system of coal-fired power plants is very prone to failures,resulting in a large amount of ash accumulation,clogging,and even overloading and collapsing accidents in the ash hopper of dust collector.In order to solve the problem,on the basis of comprehensive analysis of the transport characteristics of different ash types of electric bag filter,positive pressure dense phase pneumatic ash conveying process,the automatic program adjustment method of the ash conveying system as well as the plugging pipe fault treatment measures are elaborated,which provides a guarantee for the stable and reliable operation of the system.【Keywords】positive pressure dense phase pneumatic ash conveying system;ash accumulation;automatic program adjustment;plugged pipe treatment前言正压浓相气力输灰系统是通过仓泵、阀门、管道以及压缩空气将灰从灰斗输送至灰库的系统。虽然系统内不同来源的灰，其输送特性存在显著差异1，但由于正压输灰系统设备基本都是固定的，只能对初始设计的灰种进行可靠输送2，操作人员必须熟悉各种灰的输送特性后，通过现场经验的积累，方能将其他灰种的输送过程变得可控。现有的各种研究虽对于正压浓相气力输灰各环节有较详细的介绍3，但对现场人员实践操作指导性却不强，检修和运行人员常因不能真正掌握气力输送的本质，导致无法切实做好设备维保工作。为此，结合多年运行和检修管理经验，在综合分析燃煤电厂电袋除尘器不同灰种的输送特性、正压浓相气力输灰过程的基础上，介绍输灰系统自动程序调整以及堵管处理方法，可使检修和运行人员真正掌握除尘器正压浓相气力输灰本质，从而保障除尘器设备安全稳定运行。1 灰的输送特性通常，燃煤电厂不同种类的灰有不同的输送特性，只有对灰的特性、故障现象充分了解后，才能对系统故障进行正确的处理。电袋复合除尘器常见的灰种有以下几类。（1）省煤器沉降灰：正常温度300 左右，颗粒大，流动性差，难输送，对管道冲刷磨损严重4。（2）烟道沉积灰：正常温度100 左右，颗粒稍小，但湿气大，且可能含有空预器金属碎片，流动性差，极难输送，且沉积越久输送越难。随着升负荷过程烟气流速的升高，沉积灰会自动进入电场输灰系统。（3）电场正常除尘灰：由电场荷电后振打剥落和自然沉降产生，灰量最大，正常温度120 左右。荷电后灰颗粒大小混合，由于同性相斥原理一般比较疏松，流动性好，最易输送，常为正压浓相气力输灰系统初始设计灰种。但此类灰必须及时输送，如长时间停留于电场灰斗中，待电荷全部释放后，灰位越高，堆积越密，流动性越差，输送越困难。（4）电场投入正常情况下滤袋收集喷吹脱落的灰：灰量较小，颗粒细，温度高，易输送，且只有喷吹后的仓室才会产生该灰，如长时间停留于灰斗，也将难以输送。（5）电场投入不正常的灰：主要为自然沉降灰，灰量较小，但颗粒大，难输送。（6）电场投入不正常情况下滤袋收集喷吹脱落的灰：灰量大，颗粒大，温度高，较易输送，但对应电场退出的后部仓室灰量大，长时间停留于灰斗也会变得难输送。（7）其他灰：检修掉落的灰、变潮湿的灰以及滤袋预涂的灰。这几种灰温度较低，掺杂有其他检修掉落物，流动性极差，容易造成仓泵压死或者管道堵死，因此，输送过程中必须尽早清除。以上各类灰，除电场正常的灰较易输送外，其他灰均相对难以输送，且在灰斗停留时间越长，压实后越难以输送。2 灰的正压浓相气力输灰过程灰的正压浓相气力输送过程主要由灰的两次移动组成。（1）灰的第一次移动是通过进料阀和透气阀的控制由灰斗移动至仓泵。透气阀的工作原理是将低处仓泵的常压降为烟道的负压，灰受自身重力的影响由高处往低处流动，正常的灰流动性极好，几秒钟即可完成装灰，其他类型的灰应结合实际，调整装灰时间。一个正压浓相气力输灰周期内收集的灰量接近下部仓泵容量，每个装灰周期可排空一次，因此，不会造成灰的长时间堆积。但如长时间大量装灰则会造成仓泵下部积灰压死，无法进行有效输送，因此，一旦高料位报警就必须立即停止进灰。（2）灰的第二次移动是由仓泵通过管道输送至灰库。此过程的动力来源为压缩空气，灰和压缩空气充分混合后在压差的作用下通过管道输送至常压灰库。该过程必须控制灰和压缩空气的混合比例和混合时间，方能保证灰的连续输送，过浓的长时间混合输送会造成管道堵塞；过浓的短时间混合输送会造成灰的分层，形成疏通的假象；过稀的混合输送会造成气源的大量浪费和管道磨损漏灰；过高的输送压力会造成气阻增大，堵塞管道（输送压力超过0.3 MPa基本都会造成堵管，对于难以输送的灰种，该堵塞压力值会略微下降）。对于容易输送的灰采用稍浓的混合比例以及合理时间，能够提高输送效率；对于难以输送的灰采用稍稀的混合比例并结合仓泵少量装灰才能保证输送正常。3 输灰系统自动程序调整为实现输灰系统连续可靠运行，系统投运前、部分阀门磨损超过临界界限或者灰的输送特性发生变化无法正常输送时，均应及时对自动系统进行调整。调整的目的主要有两个：一是为了使压缩空气和灰较好地混合；二是为了使正常的输送过程能够与自动启停压力相匹配，实现不间断输送。为减小管道磨损，正常情况下控制电场每小时输送次数小于 10 次，袋场每小时输送次数小于 5 次，以灰斗内部积灰每次全部装进仓泵为最佳状态，可以有效减少下灰不畅的情况，同时保持灰斗为空的状态，故障处理时可以有效减少灰斗高料位出现的概率。负荷升高调整原则：缩短装灰时间和等待时间，吹灰最高压力不超过0.25 MPa、吹灰时间不超过400 s。如超过则继续缩短装灰时间和等待时间，如吹灰时间小于100 s，则缓慢增加装灰时间，直到装灰时间超过一定值（通常在30 s左右），相应增加等待时间，调整输送次数，以满足要求。负荷降低调整原则与此相反，故障处理后重新投入输灰调整原则与此一致。3.1 某350 MW燃煤机组双套管正压浓相输送系统自动程序调整实例该厂设计灰份为29.45%，每台炉配2台电袋复合除尘器（一电两袋布置）。每侧电场4个2 m3灰斗设一根DN150管线，进气节流孔板20 mm，加压和流1022024 年第 2 期总 第 270 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER电袋复合除尘器常见的灰种有以下几类。（1）省煤器沉降灰：正常温度300 左右，颗粒大，流动性差，难输送，对管道冲刷磨损严重4。（2）烟道沉积灰：正常温度100 左右，颗粒稍小，但湿气大，且可能含有空预器金属碎片，流动性差，极难输送，且沉积越久输送越难。随着升负荷过程烟气流速的升高，沉积灰会自动进入电场输灰系统。（3）电场正常除尘灰：由电场荷电后振打剥落和自然沉降产生，灰量最大，正常温度120 左右。荷电后灰颗粒大小混合，由于同性相斥原理一般比较疏松，流动性好，最易输送，常为正压浓相气力输灰系统初始设计灰种。但此类灰必须及时输送，如长时间停留于电场灰斗中，待电荷全部释放后，灰位越高，堆积越密，流动性越差，输送越困难。（4）电场投入正常情况下滤袋收集喷吹脱落的灰：灰量较小，颗粒细，温度高，易输送，且只有喷吹后的仓室才会产生该灰，如长时间停留于灰斗，也将难以输送。（5）电场投入不正常的灰：主要为自然沉降灰，灰量较小，但颗粒大，难输送。（6）电场投入不正常情况下滤袋收集喷吹脱落的灰：灰量大，颗粒大，温度高，较易输送，但对应电场退出的后部仓室灰量大，长时间停留于灰斗也会变得难输送。（7）其他灰：检修掉落的灰、变潮湿的灰以及滤袋预涂的灰。这几种灰温度较低，掺杂有其他检修掉落物，流动性极差，容易造成仓泵压死或者管道堵死，因此，输送过程中必须尽早清除。以上各类灰，除电场正常的灰较易输送外，其他灰均相对难以输送，且在灰斗停留时间越长，压实后越难以输送。2 灰的正压浓相气力输灰过程灰的正压浓相气力输送过程主要由灰的两次移动组成。（1）灰的第一次移动是通过进料阀和透气阀的控制由灰斗移动至仓泵。透气阀的工作原理是将低处仓泵的常压降为烟道的负压，灰受自身重力的影响由高处往低处流动，正常的灰流动性极好，几秒钟即可完成装灰，其他类型的灰应结合实际，调整装灰时间。一个正压浓相气力输灰周期内收集的灰量接近下部仓泵容量，每个装灰周期可排空一次，因此，不会造成灰的长时间堆积。但如长时间大量装灰则会造成仓泵下部积灰压死，无法进行有效输送，因此，一旦高料位报警就必须立即停止进灰。（2）灰的第二次移动是由仓泵通过管道输送至灰库。此过程的动力来源为压缩空气，灰和压缩空气充分混合后在压差的作用下通过管道输送至常压灰库。该过程必须控制灰和压缩空气的混合比例和混合时间，方能保证灰的连续输送，过浓的长时间混合输送会造成管道堵塞；过浓的短时间混合输送会造成灰的分层，形成疏通的假象；过稀的混合输送会造成气源的大量浪费和管道磨损漏灰；过高的输送压力会造成气阻增大，堵塞管道（输送压力超过0.3 MPa基本都会造成堵管，对于难以输送的灰种，该堵塞压力值会略微下降）。对于容易输送的灰采用稍浓的混合比例以及合理时间，能够提高输送效率；对于难以输送的灰采用稍稀的混合比例并结合仓泵少量装灰才能保证输送正常。3 输灰系统自动程序调整为实现输灰系统连续可靠运行，系统投运前、部分阀门磨损超过临界界限或者灰的输送特性发生变化无法正常输送时，均应及时对自动系统进行调整。调整的目的主要有两个：一是为了使压缩空气和灰较好地混合；二是为了使正常的输送过程能够与自动启停压力相匹配，实现不间断输送。为减小管道磨损，正常情况下控制电场每小时输送次数小于 10 次，袋场每小时输送次数小于 5 次，以灰斗内部积灰每次全部装进仓泵为最佳状态，可以有效减少下灰不畅的情况，同时保持灰斗为空的状态，故障处理时可以有效减少灰斗高料位出现的概率。负荷升高调整原则：缩短装灰时间和等待时间，吹灰最高压力不超过0.25 MPa、吹灰时间不超过400 s。如超过则继续缩短装灰时间和等待时间，如吹灰时间小于100 s，则缓慢增加装灰时间，直到装灰时间超过一定值（通常在30 s左右），相应增加等待时间，调整输送次数，以满足要求。负荷降低调整原则与此相反，故障处理后重新投入输灰调整原则与此一致。3.1 某350 MW燃煤机组双套管正压浓相输送系统自动程序调整实例该厂设计灰份为29.45%，每台炉配2台电袋复合除尘器（一电两袋布置）。每侧电场4个2 m3灰斗设一根DN150管线，进气节流孔板20 mm，加压和流1032024 年第 2 期总 第 270 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER化管道共用母管DN50，各支管设蝶阀、止回阀和气化头。混灰管路 DN50，设主、辅混灰阀、手动阀和止回阀。每个袋场 8 个 1 m3灰斗设一根 DN125 管线，进气节流孔板16 mm，其他与电场一致。装灰管道设手动阀和气动阀，每根输送管路设1台混灰器、4 根透气管，设进气阀，全程双套管，平均长度 300 m。灰库高30 m，输灰启停压力设定混灰压力0.07 MPa，自动程序调整如下。第一步：检查确认压力变送器显示和压力变化正常，吹灰气源压力大于0.5 MPa，所有下料阀、透气阀已关闭，灰库下灰阀已打开，仓泵内无存灰，灰库布袋除尘器正常投运，主混灰阀后的手动阀打开约2/3开度。第二步：从进气阀近端仓泵的加压阀和流化阀依次设定开度1/2、2/5、3/10、1/5（袋场按照临近2个仓泵为1组，保持同一开度）。开度值可以实现调整对应仓泵输灰速度，当灰斗灰量发生变化可以进行正向调整（灰量大，开度增大），由大到小的顺序可以实现顺气流方向仓泵逐渐疏通（如从小到大则为逆气流疏通，易造成近端仓泵积灰对远端仓泵磨损，一般不建议）。同时打开单元进气阀和主混灰阀。第三步：调整单元进气阀前手动阀开度，使混灰压力为0.065 MPa。观察单元进气阀后压力变送器显示，如压力在0.0700.075 MPa，则调整结束，投入输灰控制程序。如压力大于0.075 MPa，同时微开所有仓泵加压阀和流化阀（开度一般不超过1/2，最大不超过 3/4），直至压力调整到 0.0700.075 MPa。如阀门开度超过3/4，压力仍大于0.075 MPa，则开大主混灰阀后手动阀（约3/4），关小单元进气阀前手动阀重新进行调整。如压力小于0.070 MPa，同时微关所有仓泵加压阀和流化阀（开度一般不小于1/5，最大不小于 1/6），直至压力调整到 0.0700.075 MPa。若阀门开度超过1/5，压力仍小于0.070 MPa，则关小主混灰阀后手动阀（约1/2），开大单元进气阀前手动阀重新进行调整。3.2 该电厂2号机组双套管改单管正压浓相输送系统自动运行情况每侧电场4个3 m3仓泵设一根DN200管线，进气母管设气动阀、减压阀、孔板，补气母管至4个仓泵各2路DN25管道，设孔板和橡胶止回阀，混灰管路 DN50，设主、辅混灰阀、手动阀和止回阀。每个袋场8个2 m3灰斗设一根DN150管线，进气母管节流孔板16 mm，混灰管路、加压和流化管道未改造。电场输灰系统设定的进气压力为 0.05 MPa。经过 4年的使用，该系统的管道磨损远小于原系统，但是系统对沉降灰的输送非常敏感，且难以疏通，正常输灰情况下补气管路采用手动阀节流状态运行，如出现沉降灰则增加另一路无节流的补气管路。4 堵管处理及实例4.1 堵管处理堵管的处理是对灰的来源变化发现不及时或者阀门内漏故障造成输送过程失控的后续补救措施，发现越早、灰的沉积时间越短，越易疏通，所以堵管后必须对管道内灰的输送状态和阀门内漏情况及时进行分析判断，采取相应措施。通常输送压力超过0.3 MPa，管道已无法进行输灰，压力会持续上升至吹灰用气母管压力，此时必须关闭所有下料阀和透气阀，携带手锤等检查工具进行堵管处理。不同堵管部位处理的方式也不相同。4.1.1 管架堵管处理步骤关闭单元进气阀、出料阀，打开主、辅混灰阀，检查混灰压力是否低于进气压力。如低于进气压力，则待混灰压力降低至 0.07 MPa 后继续正常输灰。如压力接近进气压力，关闭主、辅混灰阀，打开最末端灰斗下料阀，待混灰压力降低至0.07 MPa后继续处理，一般最多重复两次，堵灰故障即可消除。如出现严重堵管处理步骤如下：（1）混灰压力原则上不超过0.3 MPa，超过即认为堵管，必须立即停止自动输灰，关闭进气阀、补气阀、助吹阀、出料阀。（2）打开最远端灰斗下料阀，打开任一透气阀，观察进气阀后压力，如下降低于0.1 MPa，立即关闭透气阀。打开出料阀，观察混灰压力低于0.05 MPa，立即关闭出料阀、下料阀。（3）打开 2 台助吹阀，观察混灰压力持续低于0.1 MPa且无上升，打开出料阀和补气阀。观察混灰压力如仍低于0.1 MPa，打开进气阀，进气压力持续低于吹灰结束设定压力即疏通。4.1.2 仓泵堵管处理步骤仓泵堵管处理在管架管道堵塞处理完成以后进行。关闭仓泵进气手动阀、主混灰阀、辅混灰阀、未堵塞仓泵加压阀和流化阀，打开全部堵塞仓泵加压阀、流化阀，手锤敲击检查仓泵灰位，待无灰后堵塞故障消除。1042024 年第 2 期总 第 270 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER4.1.3 下料或透气管道堵塞处理步骤如系统内设置有出料阀，则关闭出料阀，打开堵塞的下料或透气管阀门，然后打开单元进气阀，待进气压力降低至 0.07 MPa时恢复正常下料。如系统内未设置出料阀，打开输送系统后部的仓泵并尽量多装灰，打开堵塞的下料或透气管阀门，然后打开单元进气阀，待进气压力降低至接近0时恢复正常下料。4.1.4 堵管处理的其他注意事项堵管停运后，当仓泵和管道内有难以输送的灰存在时，管道内灰和气容易分层流动造成疏通的假象，因此必须将输送过程由稍浓输送切换至稍稀输送。但该情况下稍稀输送可能造成压力快速上升再次堵管，所以此时必须减少管道内的存灰或调整进气压力低于堵管压力方能正常输送。管道内存灰过多时可以用管道内堵管的高压倒流将灰输送至灰斗和仓泵中，但应注意过细的透气管道不利于灰的倒流，不能作为返灰的主通道，可使用进料管道作为返灰通道。进料阀在压力过高的情况下可能无法全开，此时需要通过透气管道降低堵管压力后，再由进料管道进行灰的倒流，灰倒流结束后必须及时关闭进料阀门，否则灰会再次进入仓泵造成堵管。4.2 堵管处理实例该厂省煤器输灰管道为双套管，管架前存在 15 m的下降管道。因阀门漏灰检修，电场大量灰倒流和装灰过多造成管架管道完全堵塞，使用正常堵管处理步骤反复疏通无效。调整进气总阀，进气压力在0.12 MPa左右时，管道有少量通流，经过数十次调整，存灰减少，管道少量疏通，投入后部相连接的A列电场输灰自动，进气压力在0.35 MPa左右时，管道有一定量的流通，经过数次的开关进气阀门，管道疏通，投入输灰自动，有效避免了灰斗高料位事故的发生。5 结论输灰系统自动化程度高、阀门多、故障种类繁杂，且难以判断5，极易造成堵管故障6，如不能及时发现并有效处理，可能造成除尘器灰斗大量积灰，甚至出现除尘器过载坍塌的事故。因此，在日常工作中应结合除尘器灰的输送特性、正压浓相气力输灰过程对自动程序进行合理调整，对堵管故障进行及时处理。参 考 文 献 1 田青.正压浓相气力输送系统在蒲城电厂6#炉除灰改造中的应用 J.能源与环境，2014（2）：81-82+86.2 袁建华，支国庆，李泽慧.正压飞灰气力输送系统异常处理与优化运行 J.内蒙古电力技术，2009，27（S1）：37-39.3 林江.气力输送系统流动特性的研究 D.浙江大学，2004.4 张家玉，王福冲，闫庚.1 000 MW机组省煤器及SCR输灰系统存在问题及优化改造 J.内蒙古煤炭经济，2020（12）：13-14.5 缑绍飞.仓泵进料阀平衡阀内漏判断及预测 J.设备管理与维修，2017（5）：70-71.6 黄南生.正压浓相气力输灰系统堵管原因及处理方法 J.电力安全技术，2002（11）：16-18.收稿日期：2023-09-12作者简介：缑绍飞（1988-），男，本科，工程师，现从事电厂设备管理。105