220MW脱硫煤粉炉干式气力除灰系统
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发表时间：2016-04-27
河南省某电厂#2机组锅炉系哈尔滨锅炉厂生产的超高压一次再热自然循环煤粉炉,机组为220MW。根据环保要求,电厂将原#2炉设计配备的旋风除尘器改造为卧式静电除尘器(配2台双室三电场静电除尘器),除灰方式为水力除灰方式。后又根据环保要求对#2机组进行了脱硫、除尘、除灰及引风机改造,将电除尘器改造为袋式除尘器,增加NID半干法脱硫装置,将原有的水力除灰系统改造为正压浓相助推干式气力除灰系统。然后对#2炉袋式除尘、干除灰系统及脱硫系统进行了运行调试,我厂和承包厂家一起对调试运行中发现的脱硫、除尘、除灰设备系统存在的异常问题进行了分析和处理解决。
在进行脱硫系统调试、系统优化工作中,正压浓相助推干式气力除灰系统正常运行。电厂#2机组除灰采用的正压浓相助推式气力除灰系统工作原理,是一部分压缩空气通过输送泵顶部的气控进气阀进人输送泵,另一部分通过输送泵锥部电磁阀进入泵体内,将脱硫、除尘下部进入输送泵的干灰包裹并流化,加入输送泵的空气将干灰物料推进输灰管道;同时靠分段布置在管道上助推器加入管道的空气可使物料获得克服管道阻力所必需的能量,当物料在管道中发生停滞,不论输送距离有多长,助推器都能使之重新启动,推动并实现干灰物料顺利输送到灰库。
本系统是由四大子系统组成:气源系统、管路系统、输送泵系统、控制系统。采用了自动程序控制系统,实现系统协调自动运行。其中,气力输送泵是系统的核心设备,属于压力容器,主要由进出料阀、进气阀、回风阀、压力开关、锥部电磁阀及泵体等组成。#2炉布袋除尘器下共有4只流化槽,每只流化槽正常出灰量12.2m³/h,最大出灰量15.6m³/h。气力输送泵水平输送距离为150m,输送管路爬高30m后进入灰库,流化槽的灰不但能通过气力输送泵输送至灰库,而且在每只流化槽上也装有一台干灰散装机,是为了在除灰系统停用的紧急情况下(如灰库进行检修不能储灰时),用灰罐车直接将干灰拉走。大部分的灰被罐装车运至砖厂、水泥厂、筑路工地等进行了综合利用,剩余的灰加湿搅拌后,被运至8.5km外的灰场经碾压后储存起来。
压缩空气系统由3台螺杆式空压机(两运一备)、2台冷冻式干燥机、1台吸附式干燥器、储气罐和进气管道组成气源系统组成。每台空压机输气量为43.9m³/min,出口压力范围在0.5MPa~0.75MPa,经干燥净化后进入储气罐,最终经进气管道供输送用气和控制用气。空气压缩机及其净化系统的控制系统采用可编程控制器(PLC)程序控制,可实现自动、半自动、手动3种控制方式。当出口贮气罐压力低于设定值时,空气压缩机自动启动;压力大于设定值时,空气压缩机自动停止。当运行的空气压缩机故障跳闸时,备用空气压缩机自动启动。
#2炉共四个流化槽8台气力输送泵,4根输灰管。气力输送泵为浓相下引助推式气力输送泵,容积为1.98m³,出力为8.5t/h,输送平均灰气比≥25kg/kg,输送初始速度低于6m/s。每个流化槽配2台气力输送泵,一运一备(可同时运行),合用一根Φ159×7无缝碳钢输灰管道。弯头采用Φ168×12带有耐磨刚玉內衬的焊接虾米弯。管路系统主要由输灰管路、助推管道、ACM组件和助推器组成。ACM组件用于调节助推器的压力,调节范围一般为0.1MPa~0.25MPa;在每一根输灰管旁边均配套铺设了一根Φ89×4.5无缝碳钢气管,为助推器提供气源。输灰管道每隔5米左右装有一道助推器,助推器进气口通过流量调节阀与气管相连,系统在运行时平均耗气量17.5m³/min。
#2炉在一期烟囱北面,设1座直径Φ10m、高30m的钢筋混凝土平底灰库,灰库有效容积约1200m³,可供#2炉存灰24h。库顶装有真空压力释放阀和脉冲袋式除尘器,灰库储灰的底部装有空气斜槽。在烟道下面,设2台气化(罗茨)风机,一运一备,气化风经空气加热器加热后送入灰库底斜槽,使灰库的灰充分流化,便于输送。灰库下有两个出口,一个出口设有给料机和汽车散装机,另一个出口设有给料机和双轴加湿搅拌机。双轴加湿搅拌机的用水由专设的调湿增压水泵供给。灰库内的灰经加湿搅拌机搅拌后,由专用调湿灰车运至用户或转运至一期灰场碾压堆放;干灰由汽车散装机装于粉煤灰罐车,运至干灰用户。
#2炉气力除灰系统采用分散控制系统(DCS),其网络通讯速度为100Mbps,CRT采用P42.8G/512MDDR/80G)/DVD-ROM(16X)工控机,配备LCD,激光打印机,10kVA的UPS电源,工控软件采用WINCC专用组态软件。CRT能监控气力输送泵系统、输灰管路、压缩空气系统、流化槽料位和温度、灰库的料位信息等,通过DCS可实现就地设备的自动操作,并能收集现场设备的运行情况、记录各种报警参数、提供生产数据和历史曲线、打印报表等。
本系统采用连续除灰的方式,输送气灰比高,可达到30以上,消耗较少的压缩空气即可输送较多的物料;耗气量少,平均为17.5m³/min;输送速度低,一般为5米/秒~15米/秒,阀门和管路磨损较小,管道材料只需采用普通的无缝钢管即可达到较长的使用寿命;整个系统处于密封状态,可严格控制输送物料的质量;系统自动化程度高,管理方便。
流化槽的灰位过高、槽壁漏灰主要异常问题:系统运行过程中,在#2机组负荷不高的情况下,流化槽的干灰却无法正常输入输送泵,出现流化槽的灰位过高的现象。经查发现,流化槽内的流化布宽度尺寸小于正常尺寸100mm(正常为1480mm),布面窄,造成流化布压不紧,流化布的一个大角被流化风完全吹开,干灰进入了流化风母管,造成进风量小,使得流化槽的干灰无法得到充分流化后输入输送泵内。在运行中还出现流化槽壁有漏灰现象。进入流化槽内检查发现,由于流化布破洞后,干灰会在破洞处飞扬反复摩擦槽壁,造成槽壁磨穿漏灰。采取处理对策:
(1)对流化布局部的小破洞,利用上下对夹钢板的方式进行补洞;对刺伤流化布的压架角钢、出灰口法兰的尖锐面进行打磨,圆角经处理后不会再刺伤流化布。
(2)换下尺寸不合格的流化布,在新安装的流化布上烙螺栓孔时,注意工艺,不出现烙偏、扩大孔眼的现象。
(3)加宽流化槽四周的流化布压架宽度,并在流化槽的长度方向上,每隔2.5m左右新增一个压架,增强固定流化布的牢靠性。
(4)在每支流化槽进风母管上装设一个2″阀门,便于流化风管的吹堵。采取以上改进措施后,流化槽未再出现灰位过高并且无法将干灰送至仓泵的故障。
在系统运行过程中,输灰管路发生堵塞现象,如果不尽快处理,就会造成流化槽灰位过高,影响布袋除尘器的正常运行。主要异常问题及处理对策:
(1)输送泵回风阀或进气阀关闭不严,输送泵与管路压力低造成堵管。回风阀与进气阀都是气动陶瓷闸板阀。解体阀门后发现,几乎都是由于阀体内的阀座脱落造成的关闭不严。经本生产厂家人员分析后,决定在阀座上增加三个顶丝,加强阀座在阀体内的固定,从而很好的排除了此项故障。
(2)助推器损坏造成输灰管堵塞。分析后发现,助推器损坏的主要原因是输灰管在高空处固定不牢靠,输灰时产生振动,将助推器碰坏造成的堵管。一方面,助推器是塑料制品,硬度低、脆性大,很易损伤。此问题通过与厂家联系,更换或提高助推器的材质,以增加使用寿命。另一方面制订方案,加强架空输灰管道的固定。固定时,可采用滑动式固定法,增加一些膨胀节,能有效降低管道的振动磨损,减少维护量,并铺设检修维护平台便于快速检修。
(3)输送泵进气压力降低造成输灰管局部堵塞。输送泵的进气压力已降到了0.3MPa(正常进气压力应在0.45MPa以上)。经检查发现,由于螺杆空压机的故障造成了储气罐压力降低,输送动力不足造成灰管局部堵塞,使得输送泵超过了设定的输灰时间,除灰程控系统自动停运。正压浓相助推式气力除灰系统的排堵方法较为简单,当出现全线或局部堵管时,应先从近灰库端的助推器开始疏通,通过流量调节阀,增大助推器流量,分段逐步疏通;当输送泵堵塞时,可取下输送泵锥部的助推器,将灰卸掉一半后,开启输送泵运行即可。
灰库积灰无法卸灰主要异常问题:在灰库运行期间,出现卸灰装置不出灰,灰库顶冒灰现象。初步检查发现,灰库空气斜槽的所有气化风进气管不热,库顶真空压力释放阀开启卸压冒灰,布袋除尘器不出风。停运灰库后,启动调湿搅拌机,人工将灰泄净后,进入灰库内检查,查明原因是:在系统运行期间,灰库空气斜槽内的流化布破损,干灰进入了气化风母管,使得气化风管堵塞,干灰无法流化后造成棚架现象,卸灰装置无法出灰;由于输送泵还继续运行向灰库输灰,造成灰库内压力升高,真空压力释放阀抬起卸压造成的冒灰现象。
处理对策:清净灰库后,打开空气斜槽盖板,拆除流化布,对气化风管进行吹灰,清理堵灰。更换破损的流化布,运行库顶布袋除尘器,进行脉冲喷吹,清净过滤布袋的积灰,然后将灰库投运。但是从长远来看,应将空气斜槽的流化布更换为气化板装置,以防流化布破损后,干灰进入气化风管,造成母管堵塞,使得整个灰库空气斜槽瘫痪,灰库被灰压死。
干灰散装机卸灰装车时冒灰主要异常问题:流化槽下的干灰散装机在卸灰装车时,出现大量冒灰现象,运行设备被污染,人员无法在现场进行工作。经检查,干灰散装机在卸灰时,排尘风机也在工作,但是由于排尘风机入口装有8个小布袋收尘器,当灰进入罐装车时,车内乏气带的干灰将排尘风机入口的过滤布袋堵塞,造成风机流量降低,排尘风机无法将装车时出现的乏气抽净,出现冒灰现象,污染了周边空气,对设备以及人体健康十分不利。
处理对策:拆除排尘风机入口处3~4个小布袋(仍留有至少4个过滤布袋),缩短过滤布袋的脉冲喷吹周期,增加喷吹次数;将排尘风机的出口引入流化槽上部的灰斗内,其一可避免因拆除入口小布袋后,风机吸入的粉尘量增加,直接排入大气后造成的污染现象,其二可利用灰斗内的负压提高风机流量,最大限度的抽净乏气中的粉尘。经过上述处理后,基本消除了干灰散装机卸灰装车时的冒灰现象,大大改善了现场的工作环境。
电厂#2炉烟气治理工程配套的正压浓相助推式气力除灰系统,运行调试中我们对气力除灰系统出现的主要异常问题进行分析,采取了相应的处理对策后,取得了较好的效果。考虑该系统运行时间不长,各方面经验不足,今后我们还应不断加强设备运行、检修管理,提高人员的责任心和技术水平,积累经验,努力使系统更加稳定可靠经济运行。
在进行脱硫系统调试、系统优化工作中,正压浓相助推干式气力除灰系统正常运行。电厂#2机组除灰采用的正压浓相助推式气力除灰系统工作原理,是一部分压缩空气通过输送泵顶部的气控进气阀进人输送泵,另一部分通过输送泵锥部电磁阀进入泵体内,将脱硫、除尘下部进入输送泵的干灰包裹并流化,加入输送泵的空气将干灰物料推进输灰管道;同时靠分段布置在管道上助推器加入管道的空气可使物料获得克服管道阻力所必需的能量,当物料在管道中发生停滞,不论输送距离有多长,助推器都能使之重新启动,推动并实现干灰物料顺利输送到灰库。
本系统是由四大子系统组成:气源系统、管路系统、输送泵系统、控制系统。采用了自动程序控制系统,实现系统协调自动运行。其中,气力输送泵是系统的核心设备,属于压力容器,主要由进出料阀、进气阀、回风阀、压力开关、锥部电磁阀及泵体等组成。#2炉布袋除尘器下共有4只流化槽,每只流化槽正常出灰量12.2m³/h,最大出灰量15.6m³/h。气力输送泵水平输送距离为150m,输送管路爬高30m后进入灰库,流化槽的灰不但能通过气力输送泵输送至灰库,而且在每只流化槽上也装有一台干灰散装机,是为了在除灰系统停用的紧急情况下(如灰库进行检修不能储灰时),用灰罐车直接将干灰拉走。大部分的灰被罐装车运至砖厂、水泥厂、筑路工地等进行了综合利用,剩余的灰加湿搅拌后,被运至8.5km外的灰场经碾压后储存起来。
压缩空气系统由3台螺杆式空压机(两运一备)、2台冷冻式干燥机、1台吸附式干燥器、储气罐和进气管道组成气源系统组成。每台空压机输气量为43.9m³/min,出口压力范围在0.5MPa~0.75MPa,经干燥净化后进入储气罐,最终经进气管道供输送用气和控制用气。空气压缩机及其净化系统的控制系统采用可编程控制器(PLC)程序控制,可实现自动、半自动、手动3种控制方式。当出口贮气罐压力低于设定值时,空气压缩机自动启动;压力大于设定值时,空气压缩机自动停止。当运行的空气压缩机故障跳闸时,备用空气压缩机自动启动。
#2炉共四个流化槽8台气力输送泵,4根输灰管。气力输送泵为浓相下引助推式气力输送泵,容积为1.98m³,出力为8.5t/h,输送平均灰气比≥25kg/kg,输送初始速度低于6m/s。每个流化槽配2台气力输送泵,一运一备(可同时运行),合用一根Φ159×7无缝碳钢输灰管道。弯头采用Φ168×12带有耐磨刚玉內衬的焊接虾米弯。管路系统主要由输灰管路、助推管道、ACM组件和助推器组成。ACM组件用于调节助推器的压力,调节范围一般为0.1MPa~0.25MPa;在每一根输灰管旁边均配套铺设了一根Φ89×4.5无缝碳钢气管,为助推器提供气源。输灰管道每隔5米左右装有一道助推器,助推器进气口通过流量调节阀与气管相连,系统在运行时平均耗气量17.5m³/min。
#2炉在一期烟囱北面,设1座直径Φ10m、高30m的钢筋混凝土平底灰库,灰库有效容积约1200m³,可供#2炉存灰24h。库顶装有真空压力释放阀和脉冲袋式除尘器,灰库储灰的底部装有空气斜槽。在烟道下面,设2台气化(罗茨)风机,一运一备,气化风经空气加热器加热后送入灰库底斜槽,使灰库的灰充分流化,便于输送。灰库下有两个出口,一个出口设有给料机和汽车散装机,另一个出口设有给料机和双轴加湿搅拌机。双轴加湿搅拌机的用水由专设的调湿增压水泵供给。灰库内的灰经加湿搅拌机搅拌后,由专用调湿灰车运至用户或转运至一期灰场碾压堆放;干灰由汽车散装机装于粉煤灰罐车,运至干灰用户。
#2炉气力除灰系统采用分散控制系统(DCS),其网络通讯速度为100Mbps,CRT采用P42.8G/512MDDR/80G)/DVD-ROM(16X)工控机,配备LCD,激光打印机,10kVA的UPS电源,工控软件采用WINCC专用组态软件。CRT能监控气力输送泵系统、输灰管路、压缩空气系统、流化槽料位和温度、灰库的料位信息等,通过DCS可实现就地设备的自动操作,并能收集现场设备的运行情况、记录各种报警参数、提供生产数据和历史曲线、打印报表等。
本系统采用连续除灰的方式,输送气灰比高,可达到30以上,消耗较少的压缩空气即可输送较多的物料;耗气量少,平均为17.5m³/min;输送速度低,一般为5米/秒~15米/秒,阀门和管路磨损较小,管道材料只需采用普通的无缝钢管即可达到较长的使用寿命;整个系统处于密封状态,可严格控制输送物料的质量;系统自动化程度高,管理方便。
流化槽的灰位过高、槽壁漏灰主要异常问题:系统运行过程中,在#2机组负荷不高的情况下,流化槽的干灰却无法正常输入输送泵,出现流化槽的灰位过高的现象。经查发现,流化槽内的流化布宽度尺寸小于正常尺寸100mm(正常为1480mm),布面窄,造成流化布压不紧,流化布的一个大角被流化风完全吹开,干灰进入了流化风母管,造成进风量小,使得流化槽的干灰无法得到充分流化后输入输送泵内。在运行中还出现流化槽壁有漏灰现象。进入流化槽内检查发现,由于流化布破洞后,干灰会在破洞处飞扬反复摩擦槽壁,造成槽壁磨穿漏灰。采取处理对策:
(1)对流化布局部的小破洞,利用上下对夹钢板的方式进行补洞;对刺伤流化布的压架角钢、出灰口法兰的尖锐面进行打磨,圆角经处理后不会再刺伤流化布。
(2)换下尺寸不合格的流化布,在新安装的流化布上烙螺栓孔时,注意工艺,不出现烙偏、扩大孔眼的现象。
(3)加宽流化槽四周的流化布压架宽度,并在流化槽的长度方向上,每隔2.5m左右新增一个压架,增强固定流化布的牢靠性。
(4)在每支流化槽进风母管上装设一个2″阀门,便于流化风管的吹堵。采取以上改进措施后,流化槽未再出现灰位过高并且无法将干灰送至仓泵的故障。
在系统运行过程中,输灰管路发生堵塞现象,如果不尽快处理,就会造成流化槽灰位过高,影响布袋除尘器的正常运行。主要异常问题及处理对策:
(1)输送泵回风阀或进气阀关闭不严,输送泵与管路压力低造成堵管。回风阀与进气阀都是气动陶瓷闸板阀。解体阀门后发现,几乎都是由于阀体内的阀座脱落造成的关闭不严。经本生产厂家人员分析后,决定在阀座上增加三个顶丝,加强阀座在阀体内的固定,从而很好的排除了此项故障。
(2)助推器损坏造成输灰管堵塞。分析后发现,助推器损坏的主要原因是输灰管在高空处固定不牢靠,输灰时产生振动,将助推器碰坏造成的堵管。一方面,助推器是塑料制品,硬度低、脆性大,很易损伤。此问题通过与厂家联系,更换或提高助推器的材质,以增加使用寿命。另一方面制订方案,加强架空输灰管道的固定。固定时,可采用滑动式固定法,增加一些膨胀节,能有效降低管道的振动磨损,减少维护量,并铺设检修维护平台便于快速检修。
(3)输送泵进气压力降低造成输灰管局部堵塞。输送泵的进气压力已降到了0.3MPa(正常进气压力应在0.45MPa以上)。经检查发现,由于螺杆空压机的故障造成了储气罐压力降低,输送动力不足造成灰管局部堵塞,使得输送泵超过了设定的输灰时间,除灰程控系统自动停运。正压浓相助推式气力除灰系统的排堵方法较为简单,当出现全线或局部堵管时,应先从近灰库端的助推器开始疏通,通过流量调节阀,增大助推器流量,分段逐步疏通;当输送泵堵塞时,可取下输送泵锥部的助推器,将灰卸掉一半后,开启输送泵运行即可。
灰库积灰无法卸灰主要异常问题:在灰库运行期间,出现卸灰装置不出灰,灰库顶冒灰现象。初步检查发现,灰库空气斜槽的所有气化风进气管不热,库顶真空压力释放阀开启卸压冒灰,布袋除尘器不出风。停运灰库后,启动调湿搅拌机,人工将灰泄净后,进入灰库内检查,查明原因是:在系统运行期间,灰库空气斜槽内的流化布破损,干灰进入了气化风母管,使得气化风管堵塞,干灰无法流化后造成棚架现象,卸灰装置无法出灰;由于输送泵还继续运行向灰库输灰,造成灰库内压力升高,真空压力释放阀抬起卸压造成的冒灰现象。
处理对策:清净灰库后,打开空气斜槽盖板,拆除流化布,对气化风管进行吹灰,清理堵灰。更换破损的流化布,运行库顶布袋除尘器,进行脉冲喷吹,清净过滤布袋的积灰,然后将灰库投运。但是从长远来看,应将空气斜槽的流化布更换为气化板装置,以防流化布破损后,干灰进入气化风管,造成母管堵塞,使得整个灰库空气斜槽瘫痪,灰库被灰压死。
干灰散装机卸灰装车时冒灰主要异常问题:流化槽下的干灰散装机在卸灰装车时,出现大量冒灰现象,运行设备被污染,人员无法在现场进行工作。经检查,干灰散装机在卸灰时,排尘风机也在工作,但是由于排尘风机入口装有8个小布袋收尘器,当灰进入罐装车时,车内乏气带的干灰将排尘风机入口的过滤布袋堵塞,造成风机流量降低,排尘风机无法将装车时出现的乏气抽净,出现冒灰现象,污染了周边空气,对设备以及人体健康十分不利。
处理对策:拆除排尘风机入口处3~4个小布袋(仍留有至少4个过滤布袋),缩短过滤布袋的脉冲喷吹周期,增加喷吹次数;将排尘风机的出口引入流化槽上部的灰斗内,其一可避免因拆除入口小布袋后,风机吸入的粉尘量增加,直接排入大气后造成的污染现象,其二可利用灰斗内的负压提高风机流量,最大限度的抽净乏气中的粉尘。经过上述处理后,基本消除了干灰散装机卸灰装车时的冒灰现象,大大改善了现场的工作环境。
电厂#2炉烟气治理工程配套的正压浓相助推式气力除灰系统,运行调试中我们对气力除灰系统出现的主要异常问题进行分析,采取了相应的处理对策后,取得了较好的效果。考虑该系统运行时间不长,各方面经验不足,今后我们还应不断加强设备运行、检修管理,提高人员的责任心和技术水平,积累经验,努力使系统更加稳定可靠经济运行。