爱华网1干除灰系统简介 某公司锅炉设计煤种灰份为11.19%（校核煤种灰份为22.35%），干除灰系统设计出力为单台炉120t/h。因煤质变化灰份大于30%，在燃用劣质煤后，造成电除尘器灰斗出现大面积积灰的现象，最严重时机组被迫降负荷运行。所以干除灰系统的增容改造迫在眉睫，经多次论证后，建议在现有设备基础上将干除灰系统的输送能力提高到235t/h。 2 干除灰系统改造前设备状况 仓泵配置：一电场仓泵容积2.5m3、二电场仓泵容积2.5m3，三电场仓泵容积1.0m3，四电场仓泵容积1.0 m 3，五电场仓泵容积为1.0m3。 输送单元配置：一电场有2根DN175/DN225输灰管道和二电场1根DN175/DN225输灰管道。三、四、五电场共用1根DN125/DN150输送管道，但本单元与二电场输送单元互锁，同一时间内只有一根输灰管道可以运行。其具体设计如下所述：一电场的1号、2号、3号、4号仓泵串联使用一根输灰管道，一电场的5号、6号、7号、8号仓泵串联使用一根输灰管道，二电场1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号仓泵串联后使用一根输灰管道，三、四、五、电场各8台仓泵串联后并联使用一根输灰管道。一电场2根输灰管道输送出力96t/h，二电场1根输灰管道输送出力19.2t/h，三、四、五电场1根输灰管道输送出力4.8t/h，总输灰出力为120 t/h。 3 干除灰系统改造的必要性 为了彻底解决由于入炉煤煤质变化造成的灰量增大及电除尘器严重偏流导致的对气力输送系统的影响，在原设计基础上提高系统出力及系统运行的安全和稳定性，加大干除灰系统的输送能力并尽量降低输送压缩空气的使用量，降低除灰系统单耗。 电除尘器在运行过程中，因原理论设计要求在电除尘器入口烟道内加装导流板，在电除尘器入口喇叭处加装烟气均流装置。在实际运行过程中发现电除尘器入口烟道内导流板效果不佳，造成电除尘器内部烟气出现偏流现象，飞灰大量积存在3、4、5、6号灰斗内。 燃用劣质煤时，尤其灰分达到36%以上时，干除灰系统因灰量大及灰质的变化，无法将所有干灰及时输送到灰库，势必造成电除尘器灰斗内部大量积灰。 电除尘器灰斗大量积灰时，运行人员将电除尘器的除尘效率降低，来减少灰斗积灰量，但此做法将大量飞灰直接送入脱硫吸收塔内，造成吸收塔浆液质量变化，影响脱硫效率。灰斗积灰严重时，电除尘器高压柜因内部极板、极限的短路，造成高压柜发短路或欠压故障报警跳闸。 电除尘器内部出现大量积存灰时，因干除灰系统的输送能力不能达到燃用煤种的灰分，为防止电除尘器高压柜跳闸或内部积灰因短路电流造成的飞灰琉化，只有降低机组负荷，等待灰斗内部飞灰输送干净。 干除灰系统设计容量较小，因原设计按设计煤种的灰分22.35%计算，每台炉只有四根不同管径的输灰管道，一电场两个输送单元各自有一条输灰管道、二电场两个输送单元并联，三、四五电场并联使用一条输灰管道。因管道设计和节能方面原因，二、三、四、五电场输送单元管道间还存在互锁关系，更加降低了单位时间内的输送量。 燃用劣质煤后，为增加干除灰系统输送量，只有通过修改进料时间、等待时间等设定参数来缩短运行周期，这样增大了输送压缩空气的使用量，导致压缩空气的压力一直在低限运行。 4 干除灰系统的改造 仓泵配置：一电场仓泵容积2.5m3、二电场仓泵容积2.5m3，三电场仓泵容积1.0m3，四电场仓泵容积1.0 m 3，五电场仓泵容积为1.0m3。 输送单元配置：一、二电场在现有3根DN175/DN225输灰管道的基础上新增1根相同规格的输灰管道。改造后每台机组除尘器一电场设计4根输灰管可同时输灰，其具体设计如下所述：一电场的1号、2号仓泵和二电场1号、2号仓泵共用一根输灰管，一电场的3号、4号仓泵和二电场3号、4号仓泵共用一根输灰管，一电场的5号、6号仓泵和二电场5号、6号仓泵共用一根输灰管，一电场的7号、8号仓泵和二电场7号、8号仓泵共用一根输灰管，共4根输灰管，每根灰管的输送出力48t/h，确保一、二电场输送总出力为192t/h。新增加的粗灰管在两座粗灰库（#1、2）和细灰库（#3）都设置接入口并安装切换阀；新增加的细灰管在#2粗灰库及细灰库（#3）间切换。 三电场每4台仓泵作为一个输送单元，为保证下料顺畅每台仓泵均配置平衡管，2个输送单元共享一根新增加的DN125/DN150输送管道。 四、五电场则同一电场的8台仓泵作为一个输送单元，平衡管按原配置不变，四、五电场2个输送单元共享一根DN125/DN150的灰管，交替进行输灰 一、二电场输送单元每2个仓泵配一组一次气进气系统，每个输送单元配一组三次气进气系统。三电场输送单元每4个仓泵配一组仓泵一次气进气系统，每个输送单元配一组输送单元三次气进气系统。四、五电场每个输送单元配一组一次气进气系统、一组输送单元三次气进系统。 系统每根输灰管道都配置一组清堵料阀，一组清堵气阀（一、二电场输送单元的助吹气阀在输送管道发生堵管时，作为清堵气使用）。 改造后需要的运行气量要求:5号机组输送所需的气量为4×18.25＋8.1=81.1m3/min，6号机组输送所需的气量为4×15.7＋6.8=69.6m3/min。考虑到有关因素及安全系数，总用气量（未包括省煤器部分）为：（81.1＋69.6）/0.95/0.95×1.3=217m3/min。 5 改造后的输灰运行工艺简述 一个输送单元完整的输送过程依次分为6个工艺阶段：等待进气（简称待气）、进气、输送、吹扫、等待、进料，各个阶段特征为： 待气阶段：这是一个临时阶段，这个阶段发生在当输送单元完成进料后，因为下列原因之一导致输送单元不能继续输送而产生：1、与当前输送单元共用输灰母管的其他输送单元正在利用输灰母管[即当前单元无合法输送令牌]。2、堵管。3、气源压力低。4、禁止远程控制。5、允许手动。6、输送母管上的库顶切换阀正在切换。在本阶段，当前输送单元的所有阀门均处于关闭状态。 进气阶段：本阶段实现仓泵的充压，将仓泵中的灰进行预流化，持续时间由 进气时间设定值 决定。本阶段仓泵的进气阀和三次气阀为打开状态，其他阀门仍然处于关闭状态。 输送阶段：本阶段将仓泵内的灰输送到目标灰库，本阶段结束条件为 1、输送定时器持续时间≥输送时间设定值 2、安全输送定时器持续时间≥安全输送时设定值 且 输送压力≤输送结束压力设定值；受本阶段影响的阀门有：出料阀、三次气阀、进气阀、助吹气阀，其他阀门处于关闭状态。出料阀与三次气阀在整个阶段持续时间内保持开启状态；进气阀控制方式为进入本阶段时打开，当 输送压力≥流化临界压力设定值（运行工艺说明中的输送压力上限设定值）时关闭一直到 输送压力≤复位压力后才再次开启；助吹气阀控制方式为 当 输送压力≥助吹压力设定值 时开启一直到 输送压力≤复位压力 后关闭。 吹扫阶段：本阶段的作用是在输送阶段结束后将残余在管道中的灰吹到目标灰库；持续时间由 吹扫时间设定值 决定，本阶段出料阀、三次气阀、进气阀、助吹气阀持续开启，其他阀门处于关闭状态。 卸压阶段：本阶段的主要目的是将仓泵内的残余压力通过输送管道释放，保持输送结束后仓泵内的压力与外部压力保持一致。本阶段持续时间为5秒，本阶段内出料阀开启，其他阀门处于关闭状态。 等待阶段：本阶段存在的主要目的是调节输送循环周期，自动运行模式时本阶段内阀门均为关闭状态，手动模式时由CRT操作状态决定，本阶段结束的必要条件是： 等待定时器持续时间≥等待时间设定值 输送管道压力 ≤ 输送结束压力设定值 仪用气源压力 ≥ 仪用气源压力低设定值 输送气源压力 ≥ 输送气源压力低设定值 输送管连接的灰库有空间可用（灰库料位计无高料位报警） 输送单元的运行模式为自动状态 仓泵就地操作箱的远控/就地信号为真（允许远控） 管道检修挂牌状态为假（非检修状态） 管道堵管状态标志为假 进料阶段：本阶段仓泵完成装料，本阶段内受影响的阀门是进料阀和平衡阀，其他阀门均处于关闭状态，本阶段的持续时间由下列两个因素决定：1）进料时间设定值，2）仓泵高料位计报警（存在料位计时）；当进料定时器持续时间≥ 进料时间设定值 时 或 输送单元内所有的仓泵料位计均出现报警时本阶段结束。阶段内平衡阀持续开启，进料阀控制方式分两种情况 1）所有仓泵均配有平衡阀，进料阀延时开启定时器定时结束后（定时时间5秒）且对应的仓泵料位计无报警时开启，否则关闭；2）只有部分仓泵配有平衡阀，在进料阀延时开启定时器定时结束后（定时时间5秒），输送单元内离配有平衡阀最远的仓泵首先开启进料阀，延时 错位进料时间设定值 设定的时间后打开次远仓泵上的进料阀，最后打开配有平衡阀的仓泵上的进料阀。 6 改造后的输灰逻辑说明 改造后的输灰逻辑由任务P511-P517、P53、P54及P611-P617、P63、P64组成。每个任务内均由Main[主过程]、fun_Base[工艺过程]、fun_BaseN(扩展工艺过程N:每个单元的仓泵数)、fun_Cleanup[自动清堵过程]、sub_check[参数检测过程]、sub_valve_out[阀门控制过程]这6个子过程组成。 Main：主过程，这是任务的主过程，工作步骤为：1、调用sub_check检测与当前任务有关的主要参数；2、用D1数据块作为主要参数调用Fun_BaseN实现当前任务第1个输送单元的逻辑；3、用D2数据块作为主要参数调用Fun_BaseN实现当前任务第2个输送单元的逻辑；4、用CLS数据块作为主要参数调用Fun_Cleanup实现自动清堵逻辑；5、根据2、3、4步骤的结果调用sub_valve_out实现相关阀门的控制。 sub_Check：参数检测过程，本过程实现与当前输送任务相关的核心参数的检测，主要工作步骤为：1、堵管压力设定值、清堵压力设定值、运行令牌的初始化；2、影响当前任务的外部条件检测[如与其他管连锁时，其他管运行状态的检测等]；3、堵管状态检测；4、管道使用状态监测；5、当前任务对应管道上的输送单元统一进行自动/手动切换的实现；6、当前任务对应管道停机检修的实现。 fun_BaseN：扩展工艺过程；本过程根据每个单元不同仓泵数实现仓泵输灰逻辑，主要工作步骤为：1、检测有效仓泵高料位数；2、调用fun_Base实现仓泵输灰逻辑；3、需要采用错位进料时，计算各仓泵的错位进料时间；4、合并仓泵阀门的自动/手动控制逻辑 fun_Base：工艺过程；根据工艺要求实现自动控制逻辑，步骤为：1、仓泵运行参数初始化；2、检测输送令牌,检测到 输送令牌值＝当前输送单元令牌设定值 时确定当前输送单元具有合法输送令牌；3、检测复位压力、补气压力、临界压力设定值是否合法，若不满足 输送结束压力设定值≤复位压力设定值≤补气压力设定值≤临界压力设定值 则纠正相应的错误值；4、检测是否允许远程控制，即检测到就地控制箱远控/就地信号为真且当前管道是否处于非检修状态时确定为允许当前输送单元远程控制；5、非正常工作阶段检测，检测到上电第1个同期，或检测到当前管道堵管状态或检测到当前输送单元禁止远控则确定当前为非正常工作阶段检测；6、输送压力低检测,检测到输送压力≤输送结束压力设定值时确定为输送压力低；7、纠正异常工作状态，当检测到上电第1个同期，或检测到输送单元禁止远控，或检测到当前输送单元处于进气-卸压状态之间但无合法输送令牌时确认为当前输送单元处于异常工作状态，此时将纠正当前工艺状态为等待进气阶段；8、出现堵管时调整当前工艺阶段；9、检测输送单元运行模式（手动/自动）；10、各工艺阶段的实现及转换检测；11、输送单元堵管检测；12、输送阶段流化及助吹的检测；13、自动运行模式下相关阀门的控制逻辑实现；14、令牌传递；15、循环异常报警 fun_Cleanup：自动清堵，输灰管道出现堵管后，当手动/自动清堵标志设定为自动清堵时，系统将调用本过程实现自动清堵，自动清堵由 卸压反吸阶段 与 充压阶段 两个阶段组成， 其工作原理为：1、卸压反吸阶段，打开清堵料阀，利用清堵管释放管道压力的同时排出部分堵塞在管道内的物料，当管道内的压力释放后关闭清堵料阀，转换为充压阶段；2、充压阶段，打开清堵气阀，并启动清堵定时器，在清堵定时器工作期间，若 管道压力≥清堵压力高设定值 则结束本阶段关闭清堵气阀转回 卸压反吸阶段，若清堵定时器定时结束后 管道压力 ＜ 清堵压力高设定值 则确定管道已清通，复位堵管标志，否则发出清堵异常报警。 sub_valve_out：阀门控制逻辑，本过程实现与实际阀门对应的输出点的控制逻辑。 7 增容改造结论 本次改造只对干除灰系统机务方面进行了改造，程序控制只是针对改造增加的输灰单元进行了程序编写。现每台机组共有输灰管道6根，耗气量为75.35m3/min，只比改造前的62.25m3/min增加了13.1m3/min，改造后入炉煤灰份年累计31.7%，未发生降负荷以及堵灰不安全事件。
根据改造前的实际运行状况，公司决定增加两台75m3/min水冷除灰空压机作为主力空压机，原设计安装的6台风冷40m3/min空压机中的两台作为备用空压机，大大提高了干除灰系统输送气源的可靠性。在燃用煤种变化时，还是需要足够的压缩空气作为输灰后盾。 改造后的干除灰系统能够满足灰分40%输灰需要，不需要机组根据输灰情况进行负荷的调整。将干除灰系统的运行可靠性提上一个新的台阶，一、二电场干除灰系统本次改造后，有效的解决了除灰受限，电除尘器高压柜可以正常的按节能方式运行，有效的降低了但除尘器的运行单耗，电除尘器出口浊度可以控制在设计值以内。使两台炉的干除灰运行状态更加安全、经济、稳定。 改造后运行参数： 参考文献： [1] 许 华．大型机组电厂除灰渣系统设计优化和节能降耗．北京：电力建设出版社，2007 [2] 原永涛．火力发电厂气力除灰技术及其应用． 北京：中国电力版社，2002． [3] 正压浓相气力输送系统运行维护使用说明书. 福建龙净环保股份有限公司
