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实例分析:电厂输灰系统调试期间堵管原因及应对措施

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实例分析:电厂输灰系统调试期间堵管原因及应对措施

发布日期:2018-06-15 作者: 点击:

实例分析:电厂输灰系统调试期间堵管原因及应对措施

摘要:针对兰州铝厂自备电厂3×300 MW机组正压浓相气力输灰系统调试期间出现的堵管问题,环锤破碎机煤仓混煤器分析了输灰系统堵管的原因,并提出了输灰系统防堵管措施及堵塞疏通方法,可为电厂除灰运行人员判断堵管原因、采取快捷的处理措施提供参考。

关键词:气力输灰;堵管原因分析;防堵措施

0 引言                            

煤仓混煤器

兰铝自备电厂3×300 MW机组飞灰输送系统采用正压浓相气力输送方式,调试期间,该系统曾发生多次管道堵塞。由于输灰管线长并且架空布设,检修难度大,堵管严重时每疏通一次管道就需7~8 h。堵管使输灰系统出现了一系列问题,主要表现为电除尘灰斗一直在较高灰位运行,灰位高导致气力输灰系统堵管较频繁,进料阀和透气阀磨损较严重,进而影响进料阀、密封圈及透气阀的使用寿命,严重时造成电除尘器阳极振打损坏、极间短路、阳极板脱落等故障,同时灰斗也因积灰过多而变形[1]。为避免灰斗灰位高,堵管后需将电除尘器相应电场全部停运,导致电除尘器效率降低,对环境造成污染。

1 堵管判断与堵管原因分析


兰铝自备电厂每台锅炉配2 台双室四电场电除尘器,共设16 个灰斗。每个灰斗下设1 台输送仓泵。仓泵选用XCM型下引式密相泵,以同一电场的4 台仓泵作为1 个输送单元,设置1 个出料阀。同一输送单元的仓泵为一个运行整体,采取同步运行的方式,对其控制如同单台仓泵的控制。一电场管线仓泵的结构示意图[2]如图1 所示。

1.1堵管判断



在输送气灰混合物的过程中,当执行防堵过程无效时输送压力会继续上升,仓泵压力变送器达到设定的堵管压力值,此时控制系统判断为该输灰管线堵管,会自动关闭防堵阀、进气阀、输送阀,打开排堵阀。输灰堵管频繁时典型的输送压力-时间曲线如图2所示,而正常输送时的输送压力-时间曲线如图3所示。

1.2 堵管原因

管道堵塞的原因非常复杂,灰源和气源性质改变或系统和零部件故障都会导致堵管[3]。因此,可将影响灰管堵管因素分为外因和内因,外因包括人为因素,如空压机空气流量压力不足,输送管道、阀门漏气,灰库背压过高等;而干灰堆积密度、干灰粒度及压缩空气性质等都是影响灰管堵管的内因[4]。

1.2.1 压缩空气含水过多

空压机后处理装置除水效率下降,会造成压缩空气中含水量增大,使空气露点温度升高,水分影响灰的气化。兰铝自备电厂压缩空气的净化靠冷干机除水,在冰冻季节时,冷干机的除水能力有限,处理后的压缩空气的标准露点温度是1.7 ℃ ,当温度低于1.7 ℃时,压缩空气就会析出冷凝水,一旦冷凝水结冰,使一些阀门、节流孔板、法兰等处出现了冰堵现象,严重时导致仓泵输送气量不足,甚至气化装置冰堵后灰无法气化,造成堵管。

1.2.2 沉降灰粒径和密度过大

锅炉点火阶段,锅炉低负荷未投入电除尘器时间较长,沉降灰是单纯的、表面粗糙的大颗粒,其单颗质量或是整体密度都超过了仓泵气化的要求极限,因而很容易在系统运行时沉积下来。锅炉点火、煤油混烧阶段,高温油烟经电除尘器进入灰斗并附着在输灰管道内壁,烟灰越积越多,同时由于煤、油混烧灰粘性大、颗粒大、其所受重力也大。在输送过程中,随着压力的逐渐降低,灰粒则会逐渐沉降,造成输送阻力增大,飞灰滑移状态变缓,上部流道缩小,最终发生堵管[5-6]。

1.2.3 系统参数设定不当

一般情况下,仓泵压力上限值设定为仓泵满泵输送时的稳定压力值加上0.02~0.04 MPa,仓泵压力下限值设定为系统输送完毕的压力加上0.01~0.03 MPa。兰铝自备电厂1 号机组输灰系统带灰调试初期,由于沉降灰的粒径和密度较大,导致所需输灰速度增加,使仓泵输送需要的实际开泵压力比设计值要高。系统参数如果按常规干灰设定,由于开泵压力偏低,造成输灰系统堵管现象频发,严重时几乎达到实际进料2 s即堵的程度。调试初期系统参数设定不当主要表现为:

(1)压力上限设置过低(180 kPa),压头出力不足。

(2)压力下限设置过高(50 kPa),由于余压高,单个输灰流程完成后管道内残余灰量较多。另外,因未设定最小出料时间,使输灰系统吹扫时间不够,造成管道积灰越来越多。

(3)一电场输送阀开度设为70%,气量不足。

(4)进料时间设置过长,沉降灰进灰量过大。

1.2.4 灰库的影响

兰铝自备电厂1 号机组输灰系统调试过程中,因袋式除尘器消灰装置失灵,造成灰库排气量减小,库压升高,使仓泵与灰库压差降低,输灰压头不足从而造成堵管。

1.2.5 压力变送器的影响


兰铝自备电厂2 号机组输灰系统输灰过程中,4条输灰压力曲线均在原输灰压力基础上出现频率

很高(约1 次/s)不间断脉冲跳变信号,其值为30~80 kPa,使一电场管线出料阀因压力信号受干扰跳变影响而短时间内频繁开启、关闭,出料阀闸板与密封圈间隙进灰,摩擦阻力增大,使闸板行程不足,出现闸板口径与管道内径错位,严重节流,造成输灰管道内的压力不足而引起堵管,如图4 所示。对比就地仓泵压力表读数与压力变送器传输数据,发现两者有较大偏差(约100 kPa),为查找信号跳变的原因,调试现场采取了以下措施:

(1)因压力变送器引压管接在仓泵入口的输灰管上,在进灰量较大、压力变送器引压管有泄漏的情况下,仓泵在反复加压气化、降压输送的过程中,可能使飞灰大量进入引压管,长时间运行后引起引压管堵管,易造成压力信号出现误差。将引压管中积灰吹出,再仔细用肥皂水涂抹查漏,管道间接头处加设密封垫,接口处缠聚乙烯胶带等气密性处理后,信号跳变幅度虽有所减小(30~50 kPa),但仍旧不间断,频率也较高。

(2)因压力变送器损坏也可引起压力信号不准,更换压力变送器后,跳变现象仍然无法消除。

(3)使用手操器、万用表等仪表彻底检查压力变送器信号控制、传输系统。首先将就地压力表读数和就地压力变送器输出值进行比对,偏差不大。但测出压力信号线输入可编程控制器(programmable logiccontroller,PLC)模块的电流信号不断跳变,怀疑为信号受干扰所致。检查屏蔽双绞电缆已接地,但电缆夹层中的压力变送器信号电缆与动力电缆(380 V)未分开隔离,故确定原因可能为强电干扰。试将一、二电场压力变送器信号改走临时线,不经过电缆夹层,监控画面压力曲线跳变消失。

1.2.6 排堵装置选型不当

由于1 号炉除灰系统排堵阀采用了膨胀式蝶阀,堵管后整个输送系统内部压力较高(大于350 kPa)

时,阀门扭矩过小,出现了无法开启或开启不完全的现象,系统无法进行自动排堵程序,致使堵管程度加剧。用双闸板阀替换膨胀式蝶阀作为排堵阀后,上述问题消失,满足了实际工况需要。

1.2.7 其他影响因素

在兰铝自备电厂输灰系统调试过程中还出现过气源空压机及全厂仪用气气源空压机因无冷却水而

跳机的事故,储气罐压力随之迅速下降;进料阀密封圈因调试圆顶阀行程开关时磨损、安装不当、人为原因[7]等造成多次破损;透气阀也因厂家缩短活塞推杆两行程开关间的距离而使得气缸进灰卡涩,活塞推杆实际行程不足而使透气阀关闭不严。这些问题有的使气源压力、输送气量不足,有的使系统泄漏点处的压头降低,漏点后部灰的推力不足,但均会反映为灰气比增大,输送浓度过高,造成输送慢,易堆积,管道阻力增大,严重时引起堵管。虽然这些故障无法从上位机输灰程序报警中反映出,但均可通过观察输灰压力曲线在气化过程中的斜率变小,仓泵压力上升缓的现象来判断,并通过现场巡视检查设备,及时发现和处理。

1.3 假堵管判断

假堵管主要是指在输送气灰混合物的过程中,输灰管线压力达到上限值时,出料阀未正常打开导致灰未能输出。此时仓泵压力将继续升高达到排堵压力,控制系统则误判断为堵管。

造成出料阀未开启的原因有:(1)控制气源压力过低,无法推动气缸内活塞活动,从而未能带动出料阀闸板;

(2)活塞密封不好,造成气缸内无压差;

(3)控制气源管道泄漏,压力不够;(4)电磁阀失灵。

2 防堵措施

2.1 提高输送速度

提高输送速度是有效防止因灰径增大而产生堵管的措施之一。当2 号机组电除尘器一电场未正式

投运时,除灰系统一电场管线输送沉降灰时提高了开泵压力,设压力上限至220 kPa(1 号机原为180 kPa),使粗重沉降灰的输送速度大于悬浮速度,避免了其易沉积于垂直管道底部(如爬升灰库底部弯头处)形成的堵管。

2.2 减小灰气比

当灰半径增大时,如果输送速度不变,降低输灰管道内干灰浓度即灰气比是防止堵管的有效措施之

一[8]。2 号机组输灰系统一电场管线输送沉降灰时,将流量调节阀提高到85%;进料时间缩短到8 s,此时仓泵装1/3 仓灰就进行输送,相应的输送灰气比降低了一半多,从而避免了堵管;降低压力下限到30 kPa(1 号机原为50 kPa),并设定了最小出料时间150 s,这样相应增加了吹扫时间,减少了管内余压积灰,避免了堵管。

2.3 加强输灰管助吹

2 号机组输灰系统一电场管线输送沉降灰时降低了开防堵阀压力(由260 kPa 降至230 kPa)和关防

堵阀压力(由200 kPa 降至80 kPa),使防堵阀起到助吹的作用,从而增加了输送管线的气量和输送压力。但在加强输灰管道助吹后,耗气量以及对管道的磨损将相应增加[9-10]。

3 堵塞疏通方法

对于低碳钢管,可以在堵塞位置的管外采用锤击的方法,使堵塞位置的灰受到震动而疏松,再输送压力吹通。此法适用于堵塞不太严重的工况,锤击时注意不要损坏钢管。铸铁管、合金钢管等脆性材料不适合此法。在堵塞不严重、程序自动排堵无效的情况下,可采用手动排堵。以兰铝输灰系统堵管后的调试为例:

(1)关闭进气阀、流量调节阀,只开启出料阀及防堵阀判断大致堵塞位置。如果系统压力持续上升,则堵塞出现在防堵阀后的输灰管线上;如果压力一直维持在一个压力值附近,则证明堵塞出现在防堵阀前的仓泵系统。

(2)打开出料阀,当后部输灰管线堵管时打开排堵阀;当前部仓泵系统堵管时则打开透气阀,针对不同位置的堵塞把管道内的堵灰抽松动。

(3)几min 后,关闭透气阀、出料阀,打开流量调节阀到100%开度加大气量,打压至0.5 MPa。

(4)关闭排堵阀,打开出料阀,防堵阀。

(5)如压力下降缓慢,需反复执行上述过程,直至管道排通为止。

4 结论

(1)加强运行监视,确保输灰空压机及其后冷干机的自动排水装置正常运行,最大限度地减小压缩空气中的含水量。

(2)定期对各空压机储气罐放水排污,减少输送压缩空气的含水量。

(3)在冬季时,储气罐、压缩空气管道加设保温;在冷干机后面,设置加热装置,以提高压缩空气的温度。如有必要,对系统进行改造,在冷干机后串联一级吸干机。

(4)对于库顶的袋式除尘器,应定期检查清灰装置,并确定袋式除尘器的压差不超过1.2 kPa,定期更换布袋。

(5)锅炉点火前2 h 需正常投入灰斗电加热和气化风机。设灰斗电加热上下限分别为100,80 ℃;气化风电加热上下限分别为150,120 ℃ ,避免冬季气温低时飞灰结露导致灰的粘性增加。


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关键词:煤仓混煤器,煤仓混煤器采购,煤仓混煤器销售

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