热电厂负压气力除灰系统运行与故障改进分析

       某热电厂位于山区，现有4*220t/h炉及2*50MW机，运行方式一般为三炉两机，四台锅炉均为三电场静电除尘器，同时建有气力干除灰系统和水力湿除灰系统，水力除灰是利用3台320t/h150NG90型灰浆泵（设计为一台运行，两台备用），通过Dg250输灰管送到1.5km处贮灰场，临时储存；气力除灰是利用3台真空泵，通过输灰管送到高为25m的灰库，用散装车外运，供综合利用。设计煤种为80%雁北煤和20%义马煤，实际燃用淮南、淮北及徐州等地混煤。
 

       热电厂原计划不建立永久性灰场，灰渣必须100%综合利用。三台炉全年产干灰量为12.19万吨，产渣量为1.46万吨。热电厂周围有几座大型水泥厂，干灰用作水泥的掺合料，现在周边水泥厂使用较好，同时与本工程配套的建有灰砂砖厂和水泥厂低温合成水泥改造工程。近年来干灰综合利用近6万吨，湿灰渣综合利用3万吨。后来热电厂批示本工程灰渣要100%综合利用，而高浓度、大出力的负压除灰系统尚未成熟、投资成本巨大，特别是设备制造安装调试，以及运行经验不足。起初的气力除灰系统设计在其他火电厂投用后达不到预期效果，这样经过长期的反复研究论证，最后决定气力除灰系统一定要上，先在#2、3炉上试安装，并根据本热电厂情况对系统进行了调整、简化、完善。后经过两年运行，系统运行正常，效果非常满意，然后在#3、4炉也安装了气力除灰系统。
 

       整个系统主要技术参数：

       系统出力：Q=20t/h；

       输灰管：Dg=250（φ273*10）Leg=230m（最长的）；

       真空泵：N=185kw 3台；

       空压机：N=35kw 3台；

       罗茨风机：D36*35型 4台；

       库顶除灰器：φ1000内径旋风除尘器 3台

                            φ2.2m高真空脉冲布袋除尘器 过滤面积90㎡ 3台；

       灰库：φ12m内径有效容积1350m³ 3座；
 

       除尘器与中间小灰斗，中间小灰斗与灰库均通过三通气动平衡，由上、下气动闸板阀与气动平衡阀交替运行，使除尘器分离出来的干灰顺利流入灰库。旋风分离器内衬耐磨护套，高真空脉冲布袋除尘器脉冲喷吹系统可连续运行，也可根据布袋内外差来自动控制喷吹。

       三台真空泵在正常情况下一台运行两台备用，也可两台运行一台备用。三台真空泵母管制连接，可以根据需要通过气动真空闸阀切换运行。在正常情况下，#1真空泵对#1灰库系统，#2真空泵对#2灰库系统，#3真空泵对#3灰库系统。真空泵技术要求介质温度不超过40℃，在真空泵前设置复喷冷却器。
 

       #1、2炉电除尘12只灰斗与#1灰库组成一个系统，#3、4炉电除尘系统12只灰斗与#2灰库组成一个系统，#3灰库系统由#1、2灰库备用系统及细灰收集系统组成。卸灰器是负压除灰系统的受灰器，直接补冷空气。在电除尘灰斗上，卸灰器吸口上方及对面各装一块气化板，用热气吹松干灰，增加干灰流动性，在卸灰器前设置检修闸板。系统输灰母管采用φ273*10无缝钢管，卸灰器出口到输灰母管采用φ159*10无缝钢管，除尘器出口至真空泵，排尾气管采用φ325*10无缝钢管，弯头、三通均采用特殊的耐磨材料，负压气力除灰系统控制系统采用6台PLC为控制中心。
 

       系统内的气动阀门采用配套供给型带电磁阀气缸控制，气源由3台空压机统一供给，根据气动阀门安装地点，压缩空气分别经压缩空气过滤器，调节阀，油雾器等净化后向气动阀门缸供气。系统运行操作采用集中和就地相结合的方式，整个系统操作可以在操作台上完成，控制台上设有系统投入开关、自动/手动切换开关、状态开关、对象选择开关及启停按钮等。就地设有控制柜，就地操作控制各设备。
 

       原设计有一套加热系统，把空气加热到100℃±10℃作为卸灰器的补气源。根据气候环境和调研情况可不需要这套系统，可直接从大气中补冷空气。这样减少系统阻力，利于系统负压建立，减少故障源，便于运行维护，同时还可以节约投资近20万元。
 

       原设计三个独立单元系统：#1、2炉电除尘器Ⅰ电场干灰斗配置一套灰库组成一个独立单独系统；#3、4炉电除尘器Ⅰ电场干灰斗配置一套灰库组成一个独立单元系统；#1、4炉电除尘器Ⅰ、Ⅱ电场干灰斗配置一套灰库组成一个独立单元系统。这样设计利于干灰的综合利用，能分出粗、细干灰，但存在除尘系统没有备用手段，系统复杂，弯头多阻力大等弊端。从调研情况看，负压气力除灰系统能够正常运行，关键有两点：一是系统的负压能否建立，二是灰库除尘装置能够正常工作，往往是除尘装置特别是高真空布袋除尘器不能达到要求，故障率高，造成系统被迫停运。因此考虑其备用手短十分必要。在原设计的基础上对系统做了调整，系统既有备用手短也能分出粗细干灰，还可以节约投资37万元。

       负压气力除灰系统经过两年运行，产灰量能满足销售需要，但要达到除灰以干除为主，湿排为事故备用的除灰设计要求，干除灰系统还存在一些问题：目前布袋使用寿命仅3-4个月，每年需大修两次，龙骨架刚性差，威胁真空泵安全运行。
 

       布袋使用寿命短，一是布袋的材质不好，二是气流分布不均，局部流速过快，三是喷吹系统安装不正确，喷吹中心与文丘里缩管中心不对准。龙骨架部分弹性退化，支撑不了布袋，影响喷吹效果。
 

       除尘器下面的平衡闸板阀，动作频繁，闸道有结灰，常动作不到位。闸板磨损严重，常磨穿，目前故障率最高的就是平衡闸板。真空泵系统的切换真空闸板阀关不到位也是因为闸道有结灰，无法清理，所以现在真空泵系统切换不成，只能系统单独运行。真空泵所排尾气，直接进大气，运行中，如有个别布袋破损，造成高真空脉冲布袋除尘器效率降低，尾气含尘浓度大，污染环境。散装车装料口扬飞，因没有洗尘装置，散装卸车时，灰尘飞扬，造成装车环境恶劣。总体来说整个负压气力除灰系统还需边运行边完善，以期达到最佳效果。