1000MW超超临界机组双套管除灰系统一、双套管输送技术简介二、气力输灰系统简介三、气力输灰系统优化设计四、气力输灰系统运行分析五、结束语一一.双套管技术简介双套管技术简介1、气力输送是在管道中利用具有一定速度和压力的气流来输送固体物料的一项技术。相对于其它输送方式，双套管气力输灰技术可以有效地解决低速浓相输送过程中容易堵管等问题，同时还具有可适用于长距离输送等特点，因而代表了当今气力输送技术的先进水平。2、双套管输送技术其主要特点是在输送管道上部装设有一直径较小的内管，内管每隔一定的间距开设有一特定的开口。当输送管道中某处发生物料堵塞时，堵塞前方的输送压力增高而迫使输送气流进入内管，进入内管的压缩气流从堵塞下游的开口以较高的速度流出，从而对该处堵塞的物料产生扰动和吹通作用（见下图），保证管内物料的正常输送。3、双套管气力输灰技术已被国内外多个发电厂的除灰系统所采用，运行实践证实这种除灰技术在系统可靠性和技术先进性等方面与其它除灰方式相比具有明显的优点，倍受大型燃煤火力发电厂欢迎。4、1999年12月，电力建设研究所（国电富通公司）承担了原国家电力公司双套管气力除灰系统试验研究重点科研项目。通过对双套管气力除灰技术完整而深入的系统研究，完全掌握了双套管除灰系统中核心技术的理论原理和设计依据，并且制订了双套管气力除灰系统的设计计算方法。2002年5月，通过了国家电力公司的项目验收鉴定。二、气力输灰系统简介1、上海外高桥第三发电有限责任公司2x1000MW超超临界燃煤机组，采用一次中间再热、变压直流锅炉，每台锅炉设置2座3室4电场静电除尘器。该机组的气力除灰系统设计为：每台锅炉设计独立的飞灰处理系统，将锅炉第2烟道灰斗及电除尘器灰斗收集的飞灰输送至灰库，每台锅炉设置3座钢筋混凝土平底灰库（1座原灰库，1座粗灰库，1座细灰库），灰库直径皆为13m，有效容积约为 2000m3。本工程设置2座空压机房，分布在灰库和电除尘区域 。每座灰库顶部设有一台布袋除尘器，采用变频风机控制，灰库运转层设干灰散装机及加湿搅拌机。2、外高桥3期气力除灰项目具有3个显著特点。第一，输灰距离长，是目前国内1000MW机组中输送距离最长的气力除灰项目。第二，国产化程度高，系统由国电富通公司独立设计，除灰路阀门外，该项目全部采用国产产品，性能甚至超越了采用原装进口产品的外高桥2期2900MW气力除灰系统，系统维护量小。第三，输灰管道数量少，每台锅炉只有3条输灰管道，简化了布置，节省了投资。3、灰的比重较大，本期工程与二期工程燃用同种煤种，因此其灰分具有可比性，对二期工程电除尘及二烟道灰取样检测，分析报告如下 ： 表一：密度分析报告 项目电除尘一电场 二烟道 真相对密度（kg/m3） 2.452.49堆积密度（kg/m3） 1.020.97 三、气力输灰系统优化设计1、输灰系统配置及细灰管优化措施 气力输灰系统的输送出力按设计煤种的200%设计，系统总出力为80t/h。电除尘输送几何距离最远为1090m，爬高33m，90弯头15处，输送当量距离约1300m； 2烟道输几何距离为1170m，下降17m，爬高28m，90弯头20处，输送当量距离约1430m。每台锅炉共14个相互独立的输送单元，分A、B侧对称分布，如图1所示。其中：1A1、1A2、1B1、1B2、2A1、2A2、2B1和2B2这8个输送单元，分别由3个2.5 m3的输送器组成；3A、3B、4A和4B这4个输送单元，分别由6个0.75 m3的输送器组成；5A和5B这2个输送单元，分别由2个0.75 m3的输送器组成。设计了3条输灰管道（图1中粗实线），其中粗灰管2条，细灰管1条，粗灰管和细灰管都为DN200/DN225，管道出力36t/h。当一电场的一侧发生故障停运时，细灰管可满足对一电场备用。投标及初步设计时细灰管为投标及初步设计时细灰管为DN225/DN250DN225/DN250，管道出力为，管道出力为60t/h60t/h，考虑到电除尘器，考虑到电除尘器A A、B B两侧两侧完全独立且同时出现故障的机率很少，因此考虑只一电场电除尘器单侧停用及停用时完全独立且同时出现故障的机率很少，因此考虑只一电场电除尘器单侧停用及停用时10%10%灰的灰的自由沉降是合理的，此时二、三、四电场输灰量为自由沉降是合理的，此时二、三、四电场输灰量为33.6t/h33.6t/h（按校核煤种最大灰量（按校核煤种最大灰量60t/h60t/h计，计，则则60-24-2.4=33.6t/h60-24-2.4=33.6t/h），细灰管采用），细灰管采用DN200/DN225DN200/DN225管径，能满足输灰需要，最终与设计院、管径，能满足输灰需要，最终与设计院、业主方讨论细灰管优化为业主方讨论细灰管优化为DN200/DN225DN200/DN225，管道出力，管道出力36t/h36t/h。图1 气力输灰系统构成框图2、 卸灰管存在问题与解决措施 原灰库与粗灰库分别设有加湿搅拌机及干灰散装机各1台，细灰库设有干灰散装机1台，加湿搅拌机出力为50t/h，干灰散装机出力为100t/h。初期设计干灰卸灰单元自上而下配置为：手动插板阀气动插板阀电动给料机干灰散装机，这是卸灰系统常规配置。实际运行后发现，放灰结束时气动插板阀不能关到位，泄露严重。经分析造成插板阀关不到位的原因可能是：灰的堆积密度较大一电场达1000kg/m3（设计为700kg/m3），并且松散性较差，灰对阀板的压力增加，灰位高时该现象更严重；干灰散装机下料管管径为DN200而落灰管管径为DN300，卸灰时落灰管内充满灰，造成气动插板阀关闭时阻力太大而不能关到位。解决方案为调整设备的安装顺序及启动顺序。调整后的设备配置顺序为：手动插板阀电动给料机气动插板阀干灰散装机。调整后，给料机先停，给料机虽有部分泄露但很少，气动插板阀关闭时阀板上、下均无阻力，可较顺畅关闭。3、散装机风机磨损及解决措施 干灰散装机排尘风机入口设旁通，并与风机出口并联成一根排气管，接至灰库顶部，在管路上设手动切换阀，干灰装车时可通过排尘风机吸尘，也可通过库顶布袋除尘风机(变频控制)形成的负压吸尘。设计时，排尘管进灰库入口安装在紧靠布袋除尘器位置，以增加排气管出口的负压。运行初期，通过排尘风机吸尘，排尘风机磨损严重，约2个月需更换风机，后改为通过库顶布袋除尘风机形成的负压来吸尘，效果较为理想。风机选型参数为风量为155CMM，全压为280kPa。风机变频器频率30Hz时，灰库的最大压力为-1.5kPa，当3根管同时向灰库送灰时，灰库的负压值接近于0。风机变频器频率为40Hz时，灰库的最大压力为-2.5kPa，当3根管同时向灰库送灰时，灰库的压力值为-1.0kPa。此时干灰散装机卸灰时基本无扬尘，同时风机的功率还没达到额定功率，说明风机的选型能够满足要求。四、气力输灰系统运行分析 输送单元输送次数及输灰管道输灰时间配置如表1所示。从表1中可看出：5A烟道2单元装灰时间设定值比原设计值长，相应输送次数变少，输送时间实际运行值比设计值小，增加输送罐的装灰量可提高其输送效率；1A1、1A2单元输灰时间接近但优于设计值，2A1、2A2单元输灰时间比设计值略长，进料时间实际值比设计值短，降低了输送效率但提高了系统的可靠性；3A单元输灰时间与设计值相同；4A单元输灰时间比设计值增加较多，但限定在一分钟内是可以接受的。设计值与实际值各输送单元均有差别但这并不代表其理论计算偏差较大，而是设计与其实际运行方式有出入且为保证系统的可靠性增加了一些人为因素。从以上的分析及表中的数据对比可知：除灰厂家的理论计算基本接近于实际，按仓泵法计算管道出力满足要求，且系统处于最经济合理的运行状况。表二：输送单元的运行数据项目输灰单元5A1A11A22A12A23A4A灰气比12161616161616起始速度（m.s-1)4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 末端速度（m.s-1)12 12 12 12 12 12 12 每次输送量/t0.25666(0.8)6(0.8)0.84(0.59)2.7(0.2)进料设定时间/min10(20)按料位按料位30(20)30(20)30(42)30(62)每次输送时间/min1(1)10(9)10(9)2(2)2(2)1(1)0.32(1)输送次数次.h-1)6(3)2(2)2(2)2(3)2(3)1.41(1.42)1(0.97)输送时间（min.h-1)6(3)20(18)20(18)4(6)4(6)1.4(1.42)0.32(0.97)管道占用时间（min.h-1)46(39)19.44(28.78)已加B侧运行时间注：括号内数据为实测数据。A侧数据与B侧数据完全相同，本表只列出A侧数据。五、结束语1、上海外高桥电厂21000MW机组气力除灰系统，输送罐采取按电场分组横向串联、不同单元管路并联方式配置，以增大各输送单元独立性和系统运行可靠性。该系统具有出力大、输送距离长、管道走向复杂等特点。2、单一输灰母管上并联的输送单元较多，最多为8个输送单元（细灰母管）。3、通过设置多处下降点及特殊的补气方式解决了二烟道灰较难输送的难题，系统稳定运行至今。4、实践证明，双套管干除灰系统是目前较先进的除灰技术，在输送距离、能耗、系统稳定性上显示了其优越性。感谢各位领导和专家欢迎批评指正