【摘要】简述正压浓相气力输灰系统的工艺流程，分析冬季低温条件下正压浓相气力输送系统输灰故障成因及治理方案。
【关键词】冬季; 气力输灰系统; 输灰故障; 治理方案
1. 概述
每台炉安装一套正压浓相气力输送系统，两台机组公用一套输灰空压机站。每台炉的输灰能力为38t/h，以满足b-mcr 工况下燃用校核煤种时灰量的120%的出力裕量要求。每台炉的输灰系统入口通过膨胀节与省煤器灰斗闸板门、电除尘灰斗闸板门连接，共连接省煤器灰斗6个，电除尘灰斗32个。省煤器输灰管线通过钢支撑和抱箍固定在锅炉钢结构上，在电除尘处并入电除尘一、二电场输灰母管管线，电除尘三四电场输灰管线在末端仓泵出口处合并为一根输灰管线。干灰储存采用粗细灰分别贮存，每两台炉共用一座原灰库、一座粗灰库和一座细灰库，每座灰库的有效容积为1500m? 。
飞灰输送系统的控制室布置在两台炉电除尘器之间，飞灰输送系统采用连续运行方式，飞灰输送系统通过可编程控制器可以设置为根据出力自动运行方式或人为调整运行方式。 该干灰系统两炉设一座输灰空压机站，每座输灰空压机站有四台输灰空压机，设计为两台机组运行时，4台空压机3用1备，输灰空压机型号为ga250-8.5。
该系统采用正压浓相气力输灰，通过压缩空气将物料以柱状形式进行输送，输送距离长，效率高，与传统的稀相系统相比有比较明显的技术优势。
其优势主要由以下四点：
a. 系统简单、安全、可靠。整套系统中除去仓泵圆顶阀外，没有其它转动部件，设备磨损小，维护费用低;
b. 输送速度较低，管道磨损较小，可以采用普通钢管;
c. 输送物料浓度大，处理量大;
d. 输送系统全封闭的特性满足日益提高的环保要求。
2. 冬季输灰故障及其治理方案
该正压浓相气力输灰系统2002年9月投入生产，投产之初运行是平稳的，投产两个月后，系统运行非常不顺畅，最严重时电除尘四个电场有三个电场均报高料位，严重的影响电除尘的正常运行，甚至直接危及到机组的安全运行。经过设备治理和改造，系统和设备的稳定性明显提高，在2003年彻底消除该隐患，确保机组在满负荷下的长期稳定运行。本文将就其故障成因及其治理方案予以阐述，以期抛砖引玉。
2.1 干除灰系统故障现象
干灰系统自投产以来，多次发生输灰不畅的事件，致使电除尘器各电场频繁发生高料位报警，迫使电除尘各相关电场被迫停运，严重影响后续的脱硫系统的运行，造成吸收塔浆液中毒，脱硫效率下降。
2.1.1 造成电除尘电场退运
因该电厂涉及燃煤为晋西贫煤，燃煤的灰分较高，因干灰系统排灰不畅，大量的灰尘积存在灰斗中，灰斗的设计容量为满负荷运行8小时的灰量，当灰斗装满后，灰尘会因电除尘振打而继续堆积，逐渐堆积至极板和极线，致使二者短路，造成该电除尘电场退出运行。
2.1.2 造成吸收塔浆液中毒
正常情况下，烟气自锅炉排出后经过省煤器后进入空气预热器，而后进入静电除尘器，经过静电除尘器捕捉除尘后，进入增压风机，之后进入吸收塔，经过烟气脱硫后进入烟囱，排入大气。
但是当电除尘电场因灰料位较高退运后，电场便失去了对烟气的除尘效能，造成大量的含尘烟气进入脱硫系统，对增压风机的叶片、风机壳体造成冲刷、磨损，同时大量的含尘烟
气进入吸收塔，使吸收塔的浆液中毒，降低了吸收塔的脱硫效率，使排放的烟气中的粉尘和硫化物超标，对环境造成污染。这不符合当前的环保政策，也不符合排放要求。
2.2 干除灰系统故障的成因
在解体处理过程中发现灰管线内有大量灰尘沉积，灰管线截面的三分之二几乎都是满灰的。检查供气压力是正常的，各管线疏通处理结束后，重新启动该干灰输送系统，检查控制室输灰曲线在系统运行初期是正常的，输灰曲线逐渐的偏离正常的轨道，一般在启动气动干灰输送系统持续3～4小时即再次发生该缺陷。
经多次排查后发现气动干灰输送系统各仓泵辅助流化风管路节流孔板处有水滴、冰屑，且节流孔被积灰堵塞，检修初期现场工作人员没有对此现象引起足够的重视，其实这正是症结所在。
正常的运行流程如下：输灰空压机制造的压缩气体暂存于三个储气罐中，由供气联络母管分别对两台炉气力干灰输送系统供气，压缩空气经管道过滤器至干灰系统仓泵压缩空气管路气动门，在干灰系统输送时，各仓泵气动门打开，主输灰管线压缩空气经逆止阀、节流孔板进入输灰管线，各辅助输灰压缩空气沿辅助流化风管路经节流孔板、逆止阀、气化伞进入干灰仓泵，辅助干灰输送。该循环结束后，干灰系统各仓泵压缩空气管路气动门关闭，系统启动下灰程序，开始下一个输灰循环。
实际的输灰运行中，由于输灰空气中含有较多水分，在低温环境下，水分在管路内部凝结成水滴，甚至凝结成冰附着在管壁上，在干灰系统仓泵压缩空气管路气动门开启时，水滴会随输送气沿节流孔板进入辅助风管路或者附着在节流孔板上，节流孔板上的节流孔直径仅为3mm ，当关闭干灰系统仓泵压缩空气管路气动门，停止输送风时，灰尘有瞬间的回吸，灰尘与水滴就混合成灰浆，将节流孔堵塞。如果是脱落的冰晶可能就会瞬间堵塞节流孔板。从实际的解体中发现，节流孔板及以下的辅助风管路中灰尘堵塞较重，在节流孔板上方发生过整根管路被冰堵塞的情况
2.3 针对干除灰系统故障成因的解决方案
根据输灰压缩空气含水较高的现象制定相应措施，首先要减少水分的来源，因空压机房设在外围，距离凉水塔较近，空气湿度相对较大，受限于客观条件，只能从除去输灰压缩空气中的水分和防止输灰压缩空气中的水分结露两方面入手。主要从以下三个方面七项措施入手开展治理工作： 2.3.1 强化压缩空气疏水
输灰压缩空气中的水分是造成干灰系统运行不畅的重要原因，如何降低输灰压缩空气中的水分是治理气力干除灰系统治理的重要内容之一。主要开展了以下三项措施：
2.3.1.1 改进空压机疏水措施
原空压机疏水系统是浮球式自动疏水阀，其原理是利用积水的对阀体内部浮球的浮力，当积水达到一定高度时，浮力推动浮球从而打开疏水阀，当水泄出后，浮力降低，浮球落下，关闭自动疏水阀。
从实际情况观察，自动疏水器的打开时间约为两秒，两次疏水的间隔时间约为15分钟。 为强化疏水效果，更改为电磁疏水阀，通过时间设定，疏水周期间隔三分钟，疏水时间为5秒，强化其疏水的频次和疏水的时长，通过强制疏水，降低空压机输水系统的积水量，从而降低空压机输出的压缩空气的含水量。
2.3.1.2 改进冷干机疏水措施
冷干机的冷凝水疏放方式原设计为人工疏水，空压机房无专门值班员，需巡检员定期巡检时手动疏水，疏水时间间隔为2小时，疏水周期间隔偏长。
从现场的定期巡检疏水情况看，在进行手动疏水时，冷凝水水量较大。
为强化冷干机的疏水效果，同样改为电磁疏水阀，通过调整电磁阀动作时间，强化疏水的频次和疏水的时长，降低冷干机的冷凝水量，减少其对输灰压缩空气的影响。
2.3.1.3 改进储气罐疏水频次
储气罐的冷凝水疏放方式原设计为人工疏水，需巡检员定期巡检时手动疏水，原规程规定运行每班下班前疏水一次，疏水周期间隔偏长。
重新修订规定，运行每班疏水两次，时间间隔为4小时，完善巡检路线，增加小神探巡检点，巡检记录定点上传。通过强化运行人员的巡检疏水，减少储气罐中的积水，从而减少压缩空气的含水量。
2.3.2 增加保温措施
输灰压缩空气系统原始设计中对管路未设计保温，通过对现场的定期定点监测，该厂冬至期间一个月地面温度约为-15℃左右，极端情况下曾测得-25℃。
在这种冬季低温天气条件下，压缩空气中的水分在管路内壁结露、凝结成冰都是很迅速的。所以增加保温措施是十分必要的措施。
2.3.2.1 增加室外储罐的保温措施
由于储气罐直接安装在室外，在低温天气下，凝结水在储气罐罐底凝结成冰，曾多次发生储气罐无法输出积水的状况。
为此对储气罐整体进行保温处理，从实际情况观察，自罐体保温工作整体完成后，管内积水没有在发生结冰现象。
2.3.2.2 增加室外输灰空气管路的保温措施
室外的输灰压缩空气管路没有保温措施，且管径较细，鉴于此，对室外的输灰压缩空气管路施加电伴热带+保温岩棉的保温措施，实际实施效果较好。
2.3.2.3 增加疏水管路的电伴热措施
储气罐的疏水管路阀门安装在管路末端，压缩空气的冷凝水就会在输水管路中凝结为冰，因此对此疏水管路自储气罐罐体底部出口开始敷设伴热带，同时外敷保温岩棉，手动疏水阀门处将操作手柄引出，确保伴热带对阀体的加热有效，消除罐内积水在管路中结冰的可能性。
2.3.3 变更节流孔板材质
输灰压缩空气中含水分较多，使输灰系统的各节流孔板逐渐堵塞，输灰管线输灰效果降低，管线频繁堵塞，维护工作量极大。
经深入分析，产生此类现象的主要原因为：当输灰压缩空气经由节流孔板进入输灰管道，节流孔板的节流孔直径为3mm ，输灰压缩空气通过节流孔板后由0.8mpa 降到不足0.3mpa ，输灰压缩空气中的水分在通过金属材质的节流孔板时直接结露或凝结，这一现象在模拟试验中得到验证。
针对以上原因，解决方案如下：
节流孔板属于系统配置，通过节流孔板合理调整系统配气，使气灰配比最优化，节流孔板的配置不可变更。
金属材料的导热率极高，尤其是外界温度较低时，压缩空气的水分凝结的更快。为此，需要一种耐磨且导热率低的代替材料来替代金属材料。
最终选定聚四氟乙烯板作为钢板的替代品，通过现场安装测试，聚四氟乙烯板材完全能够胜任，聚四氟乙烯材质的节流板上仅有水滴，并无结冰现象。
通过以上方案的实施，解决了压缩空气中含水造成的干灰系统严重不畅的问题。
3. 结束语
通过对正压浓相气力输灰系统的治理，安全的度过了之后的寒冷冬季，从抽样检查情况看，聚四氟乙烯板材的节流孔板在运行两年后，其孔径仅平均增大约35丝，是符合要求的。目前系统运行良好。正压浓相气力输灰系统的治理和改造工作将是一个长期的、持续的工作，需要在做好各项定检、定维工作的前提下不断的改进。
作者简介：王大鹏，工程师，现供职于浙江宁波长三角电力工程有限公司。