660MW燃煤机组先导式气力输灰系统改造及性能试验.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 24 日 作者简介:张久龙(1984),男,满族,河北遵化人,大学本科,国家能源集团国源电力有限公司,工程师,主要负责化学、环保管理,曾参与国神府谷电厂脱硫、脱硝、除尘系统超低排放改造,府谷电厂先导式气力输灰改造等。-122-660MW 燃煤机组先导式气力输灰系统改造及性能试验 张久龙 赵健安 国家能源集团国神集团,北京 100000 摘要:摘要:鉴于现行双套管浓相输灰系统能耗大、易堵灰、磨损严重等问题,本文提出对 660MW 燃煤机组输灰系统进行先导式气力输送技术改造,以提升系统出力,减少系统耗气量,降低灰气混合物在管道内的流速
2、,降低系统磨损,同时对改造后系统进行性能试验,性能试验包括系统耗气量、平均输送速度和系统最大出力的测定与计算,并与改造前的数据对比。关键词:关键词:先导气力输灰;性能试验;节气率;输送流速;系统最大出力 中图分类号:中图分类号:TM7 0 引言 在国内大型火电厂输灰系统主要以双套管浓相气力输送为主。其中输灰管道的堵灰和磨损是制约输灰能力的最直观的影响因素。输灰管道磨损除了与灰粉的颗粒度、管道的材质有关外,还与输送流速密切相关,磨损与流速的 2.5 次方成正比,流速越大,磨损越剧烈。而在远距离输送中,需要减小灰气比,增大气源压力(0.5Mpa),增大流速(正常运行情况下的平均流速 10m/s),
3、避免发生堵管。因此堵管和磨损必将相互制约,致使整个输灰系统效率低下。鉴于现行输灰系统存在的种种问题,本文将依托于国内某 660MW 超超临界机组,利用先导气力输送技术对原输灰系统进行改造,并从耗气量、输送流速、输送最大出力三方面对先导气力输灰系统进行性能试验。1 原输灰系统介绍 该 660MW 超超临界机组原输灰系统采用克莱德贝尔格曼正压双套管输送技术。其中一个机组电除尘器为双室五电场,共计 40 个灰斗,每个灰斗下设置一台输灰器。省煤器 6 个灰斗,设 6 台输灰器,省煤器灰接入二电场 A 侧输送管道。一电场每 4 个压力输灰器为一组,8 台泵分组成 1A 电场输灰单元和 1B 电场输灰单元
4、,各通过 1 根母管输送到原灰库或粗灰库,共 2 根管道。二电场每 4个压力输灰器分为一组,8 台泵分组成 2A 电场输灰单元和 2B 电场输灰单元。省煤器接入 2A 电场输灰单元输灰母管。气力输灰控制系统每炉单独设 1 套,2 台炉形成一个控制单元,合用 1 个控制室。共有输灰空压机 6 台,当两台机组高负荷运行时,需同时运行 6 台输灰空压机,导致耗气量及耗电量居高不下,对输灰管道弯头、管道、阀门等造成较大的磨损。2 先导式气力输灰技术介绍 先导式气力输送系统设备是以压缩空气作为动力,通过密封管道切割输送粉粒状物料的装置系统。气力输送系统设备主要涉及火力发电厂锅炉飞灰、石子煤、石灰石、循环
5、流化床锅炉床砂及炉底渣的输送,亦可用于水泥、化工、塑料、粮食和食品行业的物料输送,具有广泛的使用性。先导式气力输送系统在燃煤电站主要用于代替常规气力输送系统及水力输送系统。常规输灰系统存在管道磨损严重、输送管道频繁堵管、输送压力高、压缩空气耗量大、输送距离能力有限等诸多问题,而先导式气力输送系统采用切割式低压满管输送方式,不仅彻底解决了系统堵管问题,输送压力、管道流速大大下降、系统的输送能力大大提高,由于采用切割式输送方式,输送距离不受限制。水力除灰系统主要缺点是冲洗水的二次污染和灰浆的难以综合利用,输送距离有限,先导式气力输送系统采用干法输送方式,将灰输送到储灰仓,使用时将灰通过卸灰系统放出
6、,避免了环境污染,节约了水资源,也为企业创造了收益。先导式气力输灰系统仓泵采用下引式配置,运行流程为飞灰通过仓泵入口进料阀利用重力作用将灰排中国科技期刊数据库 工业 A-123-至仓泵中,仓泵多余气体通过仓泵顶部排气阀排至烟道中。仓泵所有进料阀、排气阀关闭后,开启输灰管道出料阀,输灰管道出料阀开到位后开启进气和伴气阀,将仓泵物料输送至输灰管道中。当物料输送至管道中后,发出输送管道压力下降的信号,当输送管道压力降至设定压力值时,关闭进气和伴气阀,延时关闭输送管道出料阀。至此,一个输送循环输送过程结束。先导式气力输灰系统主要设备是先导式自动成栓阀,当除尘器灰斗下方仓泵满料后会系统迅速升压,以启动栓
7、塞系统工作,先导式系统触发,向介质流动方向的各成栓阀会依次启动。因其先导功能该输灰系统可实现满泵满管运行,增大灰气比,可低流速输送,从而降低管道磨损,耗气量大大减小,系统出力增大,还可以实现远距离输送。先导阀为全机械式机构,无任何电控元件,可靠性高。每一个先导发均能智能感知输灰管道的输送压力。当输灰压力大于 0.2MPa 时,先导阀自动起座,压缩空气通过先导阀进入输灰管道,提供输送动能;若输送舒畅,输灰压力达不到 0.2MPa 或降低到 0.2MPa以下,先导阀自动回座,不再向输送管道提供输送动力。鉴于此,整个输灰系统从布置在输灰管道上的先导阀,可以实现点进气,即输送不畅的地方,或输送发生堵管
8、而灰气流速下降的地方,输送压力升高,先导阀智能感知到这个压力后,起座进气,推动向前输送。当输灰管道内灰气流速上升,相应的输送压力也下降,输灰压力低于 0.2MPa 后,先导阀回座,压缩空气不再进入通过先导阀进入输灰管道。这样可以有效控制输灰管道内灰气混合物的流速,当流速低于某个值时,输灰压力升高,先导阀进气,推动灰气混合物向前流动;当流速低于某个值时,输灰压力降低,先导阀回座。控制灰气混合物的流速在一个相对较低的值(一般为 6-8m/s),可以大大减少输灰管道的磨损。同时输灰系统可以做到点进气,让气都用在需要的地方,显著的降低了输灰系统的耗气量。3 基于先导式气力输灰技术对原输灰系统进行改造
9、基于先导式气力输灰技术的原理,为解决该机组输灰系统耗气量大,磨损严重的问题,对该机组电除尘一电场、二电场和省煤器输灰系统进行了先导输灰技术改造情况如下:(1)简化原输灰系统,保留 1 个主进气,所有的流化气、二次气、防堵气等全部取消。(2)输灰用压缩空气母管上安装智能涡街流量计,以计量输灰压缩空气用量。(3)从压缩空气母管引出各电场输灰用气管,安装除油除水过滤器、阻灰器等压缩空气净化装置,并在压缩空气母管上安装减压阀。(4)电除尘一电场 8 台仓泵串联,一根输灰管道至灰库,所有输灰管道更换为新管道,新管道规格型号为 DN225,原管架上的旧输灰管道全部拆除;电除尘二电场 8 台仓泵串联,使用一
10、条输灰管道至灰库,省煤器并入二电场输灰管道。省煤器输灰管道更换为新管道,新管道规格型号为 DN150。(5)沿输灰管道敷设安装伴气管道,给自动成栓阀提供压缩空气。同时在伴气管道末端安装排污阀,相对低点安装疏水阀。(6)沿灰管道每隔一定距离安装自动成栓阀,仓泵间一般为 1-2m/个,水平段或垂直段一般 3-5m/个。(7)将输灰控制系统纳入 DCS 系统控制,对输灰组态画面及控制系统程序修改,根据运行要求对输灰步序和优先级等进行了优化。4 性能试验 4.1 试验内容(1)耗气量测量:统计该机组先导输灰系统全天的耗气量。(2)输灰性能:测试该机组先导输灰系统的最大出力及输送流速。(3)改造后节气率
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