国内燃煤电厂高钙粉煤粉输送方案
随着燃煤电站机组容量的增大，国内许多大型电站燃用神府东胜煤，或该煤种与其它煤混烧。神府东胜煤低硫、低灰分、高热值，但其熔点低，易结渣，尤其是该煤种灰分中CaO含量高，对粉煤灰的处理带来很大的困难。高钙粉煤灰同样可来自于其它型式的燃煤电厂：循环流化床锅炉电站、以石灰石粉或熟石灰等作为脱硫剂的湿法烟气脱硫电站、垃圾焚烧电站等。上述燃煤电站由于加入石灰石粉或熟石灰等脱硫剂，使其粉煤灰中的CaO含量也较高，煤粉灰的处理同样存在困难。某电厂二期工程将扩建4台600MW机组，为了选择合适的粉煤灰处理方式，确保粉煤灰输送系统安全、经济地运行，公司试验研究部分别就水力输送和汽车运输方案完成了粉煤灰输送方案的试验工作。
硫化床锅炉掺烧石灰石后，灰中CaO含量约为10%～13%。高钙粉煤灰在水力输送时容易使管道结垢，采用调湿灰运输车运输时车厢内易发生抱团、板结。某热电厂1号炉采用芬兰公司制造的炉内喷钙、炉后增湿活化的脱硫装置，其灰样中CaO含量也高于此热电厂的粉煤灰。通常认为，水力除灰系统中CaCO3垢物的形成是由于灰水中活性CaO的溶出，使灰水pH值升高，灰水中的Ca2+浓度增加，Ca2+与灰水中的HCO3-结合生成CaCO3。沉淀析出，沉淀物附着在输送管壁上，形成坚硬的灰垢。水质成分对水力输灰系统和加水调湿、汽车运输系统也有影响，尤其是HCO3-浓度。
神府东胜煤灰在不同水灰比的情况下，各成分的溶出特性可见，水灰5：1至25：1的灰水溶出特性基本相似，在一定时间内随停留时间的增长，pH值、电导率K和Ca2+含量局部上升。不同水灰比的pH值始终在12以上，而且灰水中Ca2+含量在(515～754)mg/L的范围。显然，电厂灰水的pH值和Ca2+浓度远远高于不烧神府东胜煤的电厂。而高pH值是造成水质不稳定的重要原因之一，不稳定的灰水在与新鲜的补充水混合后，更易在水力输送管前段结垢。
水力输灰系统所采用的防垢方法很多，国内燃煤电厂由于初期投资高等原因，大多在电厂投用一段时期发生结垢后才考虑防垢。近几年，随机组容量增加，防垢在电厂初期投资的比例也相对减少，已越来越引起各方的重视。目前，国内较为成熟的防垢措施通常有以下几种：
(1)炉烟处理法利用炉烟中的SO2、CO2与除灰水混合，以降低pH值，达到防垢的目的。该方法在电厂除垢中应用较早，除垢效率较高，主要存在问题是抽吸的烟气温度较低，会引起风机腐蚀。
(2)添加阻垢剂防垢该方法设备简单，操作方便，维护工作量少，只是阻垢剂的添加费用较高。它是一种较为成熟的防垢方法。由于不同电厂的煤灰成分、冲灰水质、灰水在贮灰场的停留时间不尽相同，选择阻垢剂需根据具体情况而定。
(3)磁化法物理磁化法防垢虽不如上述化学法应用广泛，但它无需维护和保养，运行成本也很低。目前，一些电厂采用电磁式除垢器，受到了较好的效果。
(4)采用防垢的复合管在输灰管的前段采用钢橡、橡塑或高分子聚乙烯复合管，是采取防垢较有效的方法之一，已为多数电厂所采用。输送神府东胜煤的粉煤灰，采用此方法运行一年半，机组大修检查，灰管未发现明显的结垢现象。采用钢橡复合管、添加阻垢剂防垢，可使灰管的结垢速率降低90%，但对DN200的输灰管，其年结垢厚度经推算仍达到22～24mm，因此，经专家审定，4×600Mw机组，建议采用汽车运输方案。
高钙调湿灰汽车运输试验目的高钙调湿灰粘结性强，采用自卸卡车远距离、长时间运输可能发生抱团、板结现象，造成卸灰困难，这主要与灰中游离CaO的析出量、调湿用水质状况、调湿灰的含水率以及高钙调湿灰在运输车中的停留时间等有关。在不同含水率、不同运输时间的条件下，对运灰车箱(罐)内的抱团、板结状况进行测定，并得出相应的结论，以决定高钙粉煤灰采用厂内调湿、自卸卡车运输方案，还是采用干灰罐车运输、灰场小区就近调湿方案。国内燃煤电厂通常采用密封罐式专用自卸卡车作为调湿灰运输车，以减少运输途中扬灰和泄漏。按照上述调湿灰运输罐车的比例缩小制作成若干小罐，罐内涂有防腐漆，以改善罐内壁的光洁度。称取一定量的粗灰、细灰，按10%、15%和20%的含水率加入调湿用工业水，搅拌均匀，制成实验室用调湿灰，并分别装入试验小罐中，存放40、60、120、240min后倒出灰样，检查罐内壁是否发生结灰、板结和抱团现象。实验室模拟试验结果表明：当调湿灰的含水量在10～15时，存放4h后调湿灰在试验罐内壁基本不发生结灰、板结和抱团现象;当调湿灰的含水量20%时，存放4h后结灰、板结现象基本不存在，但抱团现象存在，有倾倒不出的倾向。
在电厂一期锅炉燃用100%神府东胜煤3天期问，试验小组进行了调湿灰运输车的现场试验，额定装载量6.5t，运输车型式、外形与二期选用的调湿灰运输车相似(二期额定装载量较大，为16t)。在调湿灰装车皮带机的出口每隔30S取灰样10g，共3次，将3次灰样均匀混合，从中取灰样10g放入称量瓶中，在烘箱110℃温度下烘1h，称取干燥后的灰量，按下列方法计算调湿灰的水分：灰的水分=[(干燥前灰重-干燥后灰重)/干燥前灰重]×100%。调整加水调湿装置，按9%、12%和15%左右的含水率装入罐式自卸卡车，沿二期调温灰运输路线分别行驶40、60、120min后将灰倒出，观察罐车内壁结灰、板结和抱团情况。试验结果可知，当调湿灰的含水率在9%～12%时，在2h内运输车罐内的结垢、板结和抱团现象基本不存在;当含水率在15%左右时，在2h后运输车罐内出现很大的抱团现象，将会影响罐内调湿灰的倾倒。因此，工程采用密封罐式自卸卡车运输调湿灰时，调湿灰的含水率应控制在9%～12%，同时调湿灰在运灰车内停留的时间应控制在2h以内，这样，既能保证运灰车在装、卸过程中不扬灰，又能使运灰车卸灰顺畅。
比较实验室模拟试验结果，调湿灰现场汽车运输试验发生抱团现象的时间较短，要求调湿灰的含水率也小。分析其原因，主要是调湿灰在试验罐内处于静止状态，不易出现抱团，而现场实际运送调湿灰试验时，运灰车在运输过程中，由于卡车的颠簸，容易使罐内调湿灰过早地出现抱团现象。
粉煤灰在综合利用剩余时，采用水力输送环节少，可减少外界因素的影响。对高钙粉煤灰的水力输送，由于其CaO含量高，应综合分析灰的成分、水质资料、管道输送距离、灰在灰场停留时间等因素，才能决定是否采用水力输送方式。当条件限制须采用水力输送高钙粉煤灰时，应优化选择合适的输灰管道材质，通过泵前添加阻垢剂、适当提高管道输送流速、增加灰水回收率等手段，尽可能地减轻输灰管的结垢程度。有条件采用调湿灰汽车运输时，应作为首选方案。采用汽车运输高钙调湿灰时，应严格控制调湿灰地含水率，以10%～15%为宜，这样既能保证运灰车在装、卸过程中不扬灰，又能使运灰车卸灰顺畅。调湿灰的途中运输时间，通常由运输距离、道路状况等因素决定，调湿灰在运灰车内停留的时间控制在2h以内，可避免因灰抱团、板结造成的倒灰困难。