低低温电除尘器配套输灰系统的优化设计

低低温电除尘器配套输灰系统的优化设计

(浙江菲达环保科技股份有限公司浙江诸暨311800)

摘要:常规电除尘器改造为低低温电除尘器后,粉尘性质发生较大变化,粘性增大,对配套输灰系统造成很大影响,输送时间加长,输送阻力增大,压缩空气消耗量增加。因此对输灰系统也应做相应改造,并进行优化设计。

关键词:低低温电除尘器;输灰;优化设计

1引言

近年来,随着燃煤电厂排放标准的不断提高,低低温电除尘器逐步得到推广和应用,为达到节能提效的目的将原有常规电除尘器改造为低低温电除尘器成为很多燃煤电厂的第一选择。但改造后很多除尘器配套输灰系统出现输灰不畅、出力不足等现象,对机组正常安全运行造成较大影响。

2常见问题、原因分析及解决方案

以某电厂2x600MW机组电除尘器低低温改造为例,针对出现的问题探索问题产生的原因及解决方案。

600MW机组输灰系统基本参数:

烟气量(每台炉):3650000m³/h

入口烟尘含量:35g/Nm³

烟气温度:120℃

低低温改造后烟气温度:90℃

电场数:5

每个电场灰斗数量:8

一、二、三、四、五电场仓泵容积:2.5m³/2.5m³/1.0m³/0.5m³/0.5m³

输灰管道配置:一电场A单元、二电场A单元合用一根管道;一电场B单元、二电场B单元合用一根管道;三、四、五电场合用一根管道。

2.1出现的问题

电厂于2016年1月份完成电除尘器低低温改造,改造后低低温电除尘器各项性能参数均达到设计要求,但配套输灰系统出现以下问题:

2.1.1落灰不畅,灰斗壁处有积灰板结现象。

2.1.2一电场仓泵每次输灰时间加长,每小时内输送次数减少,导致系统出力不足。

2.1.3三、四、五电场输灰有轻微堵管现象,输送过程中经常出现输送压力长时间达不到输送压力下限。

2.1.4压缩空气消耗量增加,母管压力频繁出现压力过低现象。

2.2原因分析及解决方案

针对以上问题,结合理论分析及现场大量调试经验,提出产生这些问题的可能原因,并提出相应的解决方案。

2.2.1电除尘器低低温改造时,灰斗应做相应改造,灰斗壁与水平地面夹角应不低于65°,以保证下灰顺畅,灰斗加热宜用蒸汽盘管加热,且盘管敷设高度不低于灰斗高度的2/3。

机组运行时,由于蒸汽量不足,灰斗壁实测温度在80℃以下,低于烟气酸露点温度,灰的粘性变大,流动性很差,造成粉尘在灰斗壁的粘结及落灰不畅。

因此机组运行时应保证灰斗壁温度高于烟气酸露点温度5~10℃,同时灰斗气化风经电加热器加热后也应高于酸露点温度5~10℃。

2.2.2电除尘器经低低温改造后,烟气温度降低,但由于灰的特性变差,粘性变大,输送时阻力增大,输送时间加长,相同时间内输灰次数减少,导致系统出力不够。

原一电场输灰系统每次输送时间在6min左右,低低温改造后输送时间增加到了8~9min,输送时间明显加长。在机组运行过程中曾出现灰斗高料位报警现象对机组正常安全运行造成很大隐患。针对这种情况考虑从以下两方面进行优化设计:

a增大仓泵容积

一电场原仓泵容积为2.5m³,根据现在输送情况经设计核算将原2.5m³仓泵更换为3.25m³,这样每次输送量大大增加,但相应每次输送时间增加不多,因而可以增大系统出力。

b仓泵间管路增加助推装置

仓泵容积增大后,每次输灰量增加,且由于粉尘特性变差,堵管倾向加大,为保证输灰顺畅,在仓泵间管道处增加助推装置。助推装置布置位置宜距仓泵中心线500~1000mm处。

助推装置所需气源从压缩空气母管直接引入,根据系统运行情况,在末仓泵出口50~100m的输灰管道上也可适当设置助推装置。

2.2.3本输灰系统中,三、四、五电场合用一根输灰管道。由于三、四、五电场灰量很少,原程控系统中进料时间分别设定为40min、120min、240min。

在低低温改造后,输送过程中经常出现输送压力长时间维持在0.06~0.08Mpa,达不到设定的输送压力下限0.05Mpa,最后输送时间过长,超过设定的最大输送时间而出现堵管报警。

打开仓泵锥部手孔,发现仓泵内壁有积灰粘结现象。拆开输灰管道,发现管道底部有很厚的积灰层,用手去摸,飞灰潮湿且有很大的粘性。

经分析,电厂地处北方地区,冬季气候寒冷,由于三、四、五电场进料时间很长,飞灰在仓泵内长时间积累,灰温基本上等于外部环境温度,仓泵内甚至有飞灰结块现象,飞灰在仓泵及管道内粘结,流化效果不佳,输送特性变的很差,部分飞灰集聚在管道底部,很难输送出去。

出现上述问题的原因主要是灰温过低,为解决这个问题应从下面两个方面进行考虑:

a对三、四、五电场仓泵、落料管及仓泵间管道进行保温处理。

保温层厚度宜不低于100mm,且应选用保温性能良好的材料,使飞灰温度在仓泵内不至降低过多。

b对程控系统进行调整,进料时间调整为20~30s,增加循环等待时间,即每次输送结束后进入循环等待时间,而不是开始下次进料,让飞灰长时间在灰斗内积累,而不是在仓泵内,从而保证飞灰温度。

在条件许可的情况下,尽可能采用第二种对程控系统进行调整的办法,这样改造起来工作量少、成本低。

2.2.4电除尘器低低温改造后,飞灰特性变差,输送阻力增大,时间加长,灰气比降低,因此压缩空气消耗量也相应增加。若原压缩空气系统无备用空压机或备用余量较小,则需新增空压机以保证管网压力稳定。

本工程输灰系统设定的允许启动压力为0.45Mpa,但改造后系统运行时压缩空气管网压力经常在0.4Mpa左右,峰值用气时压力更低。开启备用空压机后压力仍不能满足要求,且空压机房内全部空压机均需满负荷运转,给日常检修也带来不便,因此电厂方面新增两台35Nm³/min空压机,从而保证管网系统压力维持在要求范围内。

另外程控系统也应进行相应的优化改进,尽量避免或减少三根管道同时输送,降低瞬时耗气量,使管网压力持续维持在系统设定压力之上。

3小结

随着低低温电除尘器的普及,越来越多的常规电除尘器将被改造为低低温电除尘器。而配套输灰系统也必须进行相应的改造及优化设计,针对不同的工程特点和工况进行相对应的优化和改造。主要有以下几个方面:

a要保证灰斗加热温度高于烟气酸露点5~10℃以上。

b一电场仓泵容积进行适当增大,并在仓泵间管道上增加助推装置。

c对三、四、五电场仓泵进行保温或调整程控逻辑,尽量减少飞灰在仓泵内的停留时间。

d对原空压机系统进行扩容,必要时新增空压机以保证压缩空气管网压力稳定。

参考文献:

[1]陈宏勋管道物料输送与工程应用[M],北京,化学工业出版社,2003.8.

[2]孙欣林,高进.论电除尘器灰斗及排灰系统的升级优化[J].第15届中国电除尘学术会议论文集,2013.10

[3]原永涛火力发电厂气力除灰技术及其应用[M],北京中国电力出版社2002.

[4]孙士莉,郭晓勇.气力输灰系统常见故障原因分析及处理方法[J].科技信息2009,35:1206-1207.

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