火电厂先导栓塞式输灰系统的应用

火电厂先导栓塞式输灰系统的应用

高建富

河北蔚州能源综合开发有限公司 河北 张家口 075700

摘要：通过对电除尘一电场甲侧进行先导栓塞式输灰系统改造，与乙侧传统气力输灰系统做对比。先导栓塞式输灰系统具有单次输送量大、输送频率低、输送效率高、介质浓度高、介质流速低、对设备磨损小等优点。另外，先导栓塞式输灰系统节气率为70.37%，节能的同时还能为电厂带来经济效益。

关键词：先导栓塞式输灰，节气，提高效率

1、前言

火电厂作为我国能源体系的核心部分，其稳定运行对确保国家电力供应至关重要。近年来，煤炭价格的波动对火电企业的经营状况产生了深远影响。面对煤炭价格上涨的压力，火电企业普遍采取使用灰分大、热值低的劣质煤炭作为燃料，以期降低发电成本。由于燃煤灰分的大幅增加，这就对输灰系统产生了一些列的影响与挑战：1加剧设备管道磨损，减少设备使用寿命；2增加堵灰风险，输送效率下降；3增加输送气量，提高厂用电率；4磨损导致的泄漏频繁，对环境造成污染等。

针对这种现象，华北某火电厂采用新型的先导栓塞式输灰系统对A机组电除尘一电场甲侧进行改造，一电场乙侧维持原气力输灰系统不变，用以对比。相对于传统正压式气力输灰系统，先导栓塞式输灰系统具有不堵管、磨损小、远距离超浓相输送、节能省气等特点，可以很好的解决使用灰分大、热值低的劣质煤炭作为燃料对输灰系统的影响。

2、改造方案

2.1工作原理

先导栓塞式输灰系统是一种新型的低压栓塞输送技术，通过先导阀的精确控制，实现了介质在低压下的高效输送。系统的核心是先导阀，它能够判断输灰管道是否已经满载介质，并在需要时精准供气。先导阀以及在输灰管道上安装的供气管道，共同构成了这个系统的硬件部分。

在运行过程中，当介质在管道中输送并到达一定距离，使得管道接近满管状态时，先导阀会自动检测管道内的压力。当压力达到预设的开启值时，此先导阀会自动开启定为主动力，引入额外的助推气源；同时介质流向相邻先导阀开启定为预动力，在介质前方引入拉力。在主动力与预动力相结合的作用下，使得介质能够克服阻力和重力，继续向前流动，从而消除栓塞点，降低压力。

一旦栓塞点被清除，先导阀会自动关闭，而管道内的介质则会继续流动。这个过程是自动且连续的，大大提高了输灰效率，减少了停顿和人工干预的需要。

2.2实验方案

由于电除尘近80%的落灰会通过一电场进行输送，一电场输灰压力最大，因此针对一电场进行改造。电除尘一电场输灰系统分为甲乙两侧，每侧各有4个2.5m3仓泵共用一根DN200的输送管道连接至灰库。本项目对一电场甲侧输灰系统进行改造，乙侧用作对比。具体改造方案如下：一电场甲侧4台仓泵出料方式改为下引式，串联一条DN200输灰管道至灰库；沿输灰管道布置一条伴气管道为先导阀提供气源，输灰管道每隔3-5m安装一个先导阀；只保留主进气阀，原系统的所有流化气阀、一次气阀、二次气阀、补气阀、防堵阀等全部取消。

3、应用效果

改造完成后，经过十天运行，对一电场甲、乙两侧输灰系统的输送频率及输送耗气量进行对比。

3.1输送频率

图3.1一电场甲侧一小时输送压力曲线

图3.2一电场乙侧一小时输送压力曲线

由图3.1、3.2可看出，改造后一电场甲侧每小时输灰次数为6次，未改造的一电场乙侧每小时输送次数为15次。一电场甲乙两侧输灰量基本相同的情况下，甲侧仅输灰6次，单次输灰量约是乙侧的2倍。这是由于传统气力输灰系统每次输灰时，仓泵只能装一半容积左右的灰，再配合二次气及硫化气等辅助气将仓泵内的灰气混合物输送至输灰管道内；而先导栓塞式输灰系统可以实现满仓泵输灰，无需给二次气或硫化气等辅助气留有空间，直接通过仓泵底部进气将灰吹至输灰管道内。                                               

3.2输送气量

由上表可知，经过十天的运行统计，一电场甲侧用气量仅为109665Nm3，乙侧用气量370131Nm3，通过改造，先导栓塞式输灰系统可以比传统气力输灰系统节约70.37%压缩空气量。

厂内除灰空压机为排气量50Nm3/min，功率为300KW，对应干燥机功率约为8KW，每立方压缩空气耗能约为0.103KW.h。未改造情况下，一电场用气量约60Nm3/min，在节约压缩空气70.37%的情况下，若将一电场甲乙两侧全部改造，则改造后一电场用气量约18Nm3/min，每年可节约用电量约为235万度，按每度电0.4元计算，每年可节约电费约94万元。空压机、干燥机日常维护保养等费用，每年可节约费用约10万元。节省输灰管道补漏、更换出料阀等材料备件费用约5万元。综上所述，每年可节约费用约110万元。

4、结论

通过比较，先导栓塞式输灰系统相比传统输灰系统而言，单次输送量增加，输送频率下降，提高了输送效率；改变介质浓度、降低介质流速，减少了对设备的磨损。更为重要的是，先导栓塞式输灰系统节气率高达70.37%，节能的同时还能为电厂带来经济效益。

参考文献：

[1]邢树杰,沈春明.新型栓塞浓相输灰系统在除尘器气力输灰中的应用[J].通用机械,2019(8):5.

[2]李文成,李鹏,罗翔.等.先导式低压节能栓塞输灰系统在700MW机组应用研究[J].自动化应用,2022(003):000.

[3]苏富强,蒋闻文,郭亮.等.基于稳定输送流场的正压浓相气力输灰系统研究及应用[J].综合智慧能源,2010,32(2):1-3.