双套管气力除灰技术在火电厂省煤器除灰系统的应用

双套管气力除灰技术在火电厂省煤器除灰系统的应用

张晓英

晋能控股山西电力股份有限公司河津发电分公司

文摘：在中国，煤炭是主要的电力资源，而水力发电则是次要的，同时还包括了风电、太阳能。在锅炉的尾烟管道中设置节煤装置，可以有效地改善锅炉的热效率。节能装置可以从较高的烟道中吸取热能，使烟道内的烟道变得更低，从而达到节能增效的目的。锅炉省煤装置位于炉后烟道的较低位置，是大尺寸飞灰常堆积于此处的地方，在此处设有一个省煤装置，用来回收大尺寸飞灰。荥阳公司省煤器所产生的灰渣由单独的管线运输到400米之外的灰渣贮存处。由于省煤器内产生的灰粒大、磨耗大，因此，在进行风场的时候，经常发生堵塞、穿管等事故，给装置的运行带来很大困难。荥阳公司为彻底杜绝这一运营过程中存在的安全问题，成立了专项项目进行了研究。利用双层筒式输灰工艺，优化输送路线，调整控制策略，实现了从灰库到炉渣的双向输送，从根本上消除了原有的堵塞和磨损现象，为其它厂省煤器的治理提出了新的思路和经验。

关键字：省煤器；双层套筒；空气运输

前言

最近几年，发电厂的燃烧煤炭一直与设计数值相去甚远，导致了灰量大的输灰系统出力不足，导致了从省煤器中采集到的灰没有能够被及时地运送到外面，从而导致了灰斗的超负荷运转，导致了灰斗的底部焊接断裂，导致了飞灰泄漏，存在着很大的安全隐患和危险。针对以上问题，提出了对原省煤器输送灰水系统进行技术改造，以确保该系统的安全、稳定、稳定。经过改进后，可以使省煤器输送灰斗的输出功率比已有的省煤器输送灰斗的输出功率要大，并且预留充足的裕度，使省煤器的灰斗不会堆积灰尘，输送灰斗能够安全、稳定地运转，以保证单元的安全、平稳。

1现况

某电厂一台炉省煤器送灰装置的设计功率为每小时3.86吨，通过对该装置的分析，得出了该装置的运行参数。每台炉省煤器输灰系统向灰池输送两条DN125输送管线。一#锅炉的最大运程为320米，攀登海拔30米左右。二#锅炉的最大运输行程为410米，上升高度为30米左右。

2研究中出现的问题及其成因

(1)省煤器输出的灰量不足；炉省煤器风吹灰机的设计输出功率为3.86吨/小时，原有的省煤器灰容量为2.7吨/小时。目前的煤种，一台炉省煤器的消灰量为48吨/小时，远远超过了原有的送灰系统的设计能力，导致了省煤器的灰斗长时间处于较高水平状态。

(2)输送灰渣的管路出现了较大的磨损。在原有的节能装置中，由于节能装置中产生的灰粒较粗，且密度较大，不易实现高效节能[1]。该装置的初速为12米/秒，终速可达18米/秒，出灰率9。由于长时间的超载，输送灰渣的管线磨耗十分严重。

(3)体系的复杂性。为了避免输灰管道堵塞，在系统中添加了一个十分复杂的助吹设备，这就导致了控制变得更加复杂，从而导致了系统的运转不稳定。

(4)将粗粒级的灰渣运到灰场，使飞灰质量降低，从而对精粒级的灰渣进行了经济上的影响。而且，如果灰管道发生堵塞，会导致省煤器灰斗料面过高，对下游的装置会产生较大的损耗，同时也会对输送系统的正常运行产生较大的影响。

3求解的思想和方法

3.1两层筒体运输理论

双套管气力除尘是一种与传统的气力除尘方法，它的工作原理与传统的气力除尘方法一样，都是利用压力运输机，将压缩空气中的能量（压力能和动能）转移到被除尘材料上，并克服多种阻力，将其运送到预定的位置。然而，双层套筒除尘装置与普通的空气动力除尘装置有其独特之处，最大的区别在于它所使用的输油管线具有独特的结构。也就是，管道使用的是一种大管内套小管的独特结构形式，小管被安排在大管内上部，在小管中下部，在小管中下部，每隔一定的距离，就会开有一个扇形缺口，并在缺口处设有圆圆形孔板，在正常输送的时候，大管主要走灰、小管主要走气[2]。在压缩空气不断地流入和从内套小管上的开口及孔板的过程中，会产生湍流效应，持续地对物质进行抓动，从而使物质能实现低速输送而不会堵塞管。

3.2修改要点

(1)原省煤器下灰管道存在较大的倾角，存在较多的盲区，并存在由两个方型到圆形的连续转弯现象，导致了省煤器下灰不顺畅。此次改装将撤掉原有的落料管、落料阀和短接头，用平滑的方变圆整体落料管代替，并安装新的DN200手工落料阀，增加落料管的斜率，从而消除原省煤器落料不顺畅的缺陷

(2)将原有的水泵房的输送管线拆掉，换上一条抗堵塞的双层套管的输送管线。

(3)每个炉子有6个灰斗室，以三个为一群，组成2个传送装置，把省煤器的灰渣传送到灰仓。本公司的排渣方法是在高炉的前面设有干渣库，并在高炉的前面设有出渣设备。通过对原有输灰管的改进，在原有的输灰管上增设一条出灰三通，并增设一条两套的输灰线，以提高省煤器的输灰线的可靠性。如此，就可以将省煤器产生的灰渣单独运到干燥的灰仓和干燥的渣仓。其中，1炉省煤器的输灰管路与现行的线路一致，但在管路上增设了分流开关，将一条管路送入灰仓，一条管路送入渣仓，一条管路送入灰仓。因二炉省煤器渣仓位与灰斗相反，故原来的运输方式是从东边到西边到灰斗

[3]。为减少运输的能量消耗和拖曳，此次改造对2炉省煤器的灰流进行了自西向东的改变，并在运输干线上增设分流开关阀门，使省煤器的灰流能够持续地到达灰库和干渣仓库，从而达到减少运输的目的。输送至干渣库段的输送管线全部使用了一种新的双套式输送管线。

(4)为方便起见，对渣槽和灰槽开关阀门进行现场控制开关。

(5)为降低灰渣库内的灰尘，在库房底部增设一台灰渣散粒机，供灰渣卡车运送。干渣散机的输出功率为每小时100吨。并与干燥散渣设备和料仓布袋清洗机相匹配，以达到料仓对环境的要求。

(6)按照两套式控制系统的需要，对电器部件作了相应的改进，使其与原来的操作体系相适应，并能适应新建的炉渣清灰体系。

3.3改进体系的各项指标

该装置的主要技术指标：该装置的输出功率为12吨/小时；传输压力是0.2兆帕；平均空气消耗（相应的系统输出）为10.31米/分钟；最大空气消耗（相应的系统输出功率）为11.34米/分钟；传输开始速度是362米/秒；传送终端速率是10.86米/秒；每公里天然气消耗不得超过0.7牛顿（t.m)；每一段的设计压力损失为2500帕/米。

4改装后的影响

通过对改进后的脱灰装置的一些操作指标的试验，得出了以下结论：脱灰装置的脱灰能力达到了每小时13.6吨，比原装置增加了352%；采用26级的系统，可节约66%的能源消耗；可在任何时候切断管道，不会堵塞管道。

5小结

在对煤器除尘系统进行技术更新后，利用双套筒密相气力运输技术，将难以运输的粗粒径省煤除尘灰，在保持原有除尘装置不变的前提下，利用双套筒气运除尘装置，实现了对除尘装置的高效除尘，实现了对除尘装置的高效除尘，提高了除尘装置的节能效果。实践证明，利用两套空气动力清灰法对省煤器内的灰渣进行了有效的治理，取得了较好的效果。在某些有能力的电站，特别是那些已经安装了炉底风冷干渣系统的电站中，将省煤器灰料送到干渣库，可以降低运送速度，减轻磨损，减少压缩空气的使用，从而降低输送能耗。特别是，由于使用了双套管技术，输灰系统的稳定性得到了极大的提升，而且还不会出现堵塞。

参考文献

[1]何干祥,井新经,张海龙,李杨.燃煤机组气力除灰系统能耗评估及节能优化[J].热力发电112018,47(11):18-23.

[2]马丙军,李建荣.1000MW机组除灰系统节能降耗策略分析及优化[J].应用能源技术,2020(01):36-38.

[3]孙德计,张新宝,冯波涛.火力发电厂干除灰系统输灰性能优化研究[J].机电信息,2016(12):88-89.