内旁通密相气力输灰系统技术特点及应用

hujianjun64679

内旁通密相气力输灰系统技术特点及应用
Technical Specialities and Application of Forced-draft and dense State
Ash Handling System with Internal By-pass
谢海峰，骆曦云，徐丽琴，谭晓英
XIE Hai—feng，LUO Xi—yun ，XU Li—qin ，TAN Xiao-ying
(合山电厂，广西合山546501)
(He~han Power Plant，Heshan 546501，China)
摘要：内旁通密相气力输送技术与其它气力输送技术明显不同是干灰不需要悬浮输送，因而其系统的设计、运行方式有
其鲜明的特点：输送能力大，需要的输灰管道很少，输送速度低，对系统的磨损轻。该技术在合山电厂改扩建工程2×330 MW
机组2号炉的输灰系统中得到了成功应用。
关键词：内旁通；浓相；气力输送；干灰；悬浮速度
Abstract：The technology for forced--draft and dense state ash handling with intemal by--pass differs from
others because the dry ash doesn’t need to be transported suspendedly．Therefore the design an d operation of
such a system have their obvious specialities：more transportation ability，less ash tran sportation pipelines，lower
velocity of tran sportation，and less abrade wear on the system．The technology has been successfully applied on
the ash han dling system of No．2 boiler in 2×330 MW Generator Sets at He—shan Thermal Power Plan t．
Key words：internal by—pass；dense state；forced—draft transportation；dIy ash；velocity of suspended trans—
portation
中图分类号：TK223．27 文献标识码：A 文章编号：1671—8380(2005)01—0018—03
1 引言
合山电厂改扩建工程2×330 MW 机组锅炉为
DG1004／l8．5一Ⅱ1亚临界、自然循环固态排渣煤
粉炉，配套安装四室四电场电除尘器。电除尘器的
干灰，包括省煤器、空气预热器的干灰均采用内旁通
密相气力输送方式，设置有两条内旁通管输送到灰
库。省煤器、空气预热器和电除尘器一电场的干灰
共用1条(2号)输送管道(DN200)，二、三、四电场
的干灰共用1条输送灰管道(1号)(DN115)，输送
最远几何距离约600 m。按设计要求，在BMCR工
况下输灰系统出力为不小于设计灰量的150％，即
75 t／h，其中省煤器、空气预热器和电除尘器一电场
干灰共用的输送管道出力设计为62．1 t／h，二、三、
四电场干灰共用的输灰管道出力设计为21．8 t／h。
下面就内旁通密相气力输灰系统的技术特点及在合
山电厂的应用情况进行介绍。
2 内旁通密相气力输送技术原理和特点
内旁通密相气力输送也是一种浓相气力输送技
术，但与其它输送技术所不同的是其输送管道采用
内旁通管(通常简称双套管)。该技术是德国
MOLLER公司专利气力输送技术，其内旁通管道是
由主输送管和内通管组成。其结构如图1所示。
在内旁通管道内，当气灰混合物以较低速度进
入灰管时，由于其速度低，干灰发生积聚并可能发生
堵管时，由于阻力增大，进入旁通管的空气流量大量
增加，旁通管内空气流速迅速增大，导致其中两个开
口气流射流产生的压差大于输送两点间的料段压
力，使堆积的飞灰被分割吹散，输送空气重新流入主图1 双套管结构示意图
输送管，重新流入主输送管的空气在此区域形成紊
流。这样堆积的干灰不断分割、移动、吹散，将干灰
不断向前输送。
对气力输送，其理论的精髓就是干灰的悬浮速
度。即如果干灰在输送过程中不因灰的沉降导致堵
管，必须使干灰保持一定的运动速度以使其能悬浮
在灰管中不发生沉降，这个速度即是灰的悬浮速度，
也是保证不产生堵管的最低流动速度。灰的悬浮速
度主要与其粒径、密度有关⋯ 。正因如此，气力输
送系统的设计，实际就是其输送速度的设计，其它设
计参数则根据输送速度而确定。
比较可见，内旁通密相气力输送与气力输送理
论最大的不同点就是干灰不需要悬浮输送，是通过
内旁通管的气流将已积聚的、沉降堆积的灰堆逐步
吹走而输送。简单说内旁通密相气力输送技术就是
在即将堵管但未完全堵塞的状态下进行输送。正因
如此，该技术有着其鲜明的特点：
①输送能力大。由于输送管道可以在基本满管
状态下进行输送，充分利用了其管道的空间，其输送
能力很大，即使对600 MW 的机组，1台炉通常也只
设置2条灰管(其目的主要是粗灰与细灰分别输
送)，而其它气力输送系统，至少需要4-6条或更多
灰管才能满足要求。
②输送速度低。由于干灰不需要悬浮输送，其
输送速度远较其它气力输送方式低。而输送速度
低，一方面可减少对系统的磨损，同时可提高灰气
比，降低其能耗。
③不堵管。即使堵管，也能依靠内旁通管将其
吹通。
3 合山电厂内旁通密相气力输送系统的设
计及运行方式
3．1 输灰系统的设计
由于内旁通密相气力输送技术与其它气力输送
技术的不同，因而其系统设计也有其鲜明的特色。
典型的系统设计如图2所示，不同的电厂则根据具
体情况略有改变。
缩
审
L
{吐
图2 内旁通密相气力输送系统典型设计图
对合山电厂改扩建工程2×330 MW 机组的气
力输灰系统，省煤器、空预器和电除尘器每一灰斗下
布置1台仓泵。每个仓泵内配有1个压缩空气喷
嘴，输送时起流化作用，1条背压管，以将干灰从仓
泵顶出。每台炉设有5个输送单元：
一单元：4个空气预热器仓泵串联；二单元：2
个省煤器仓泵+一电场2个仓泵串联；三单元：2个
省煤器仓泵+一电场2个仓泵串联；四单元：二电场
4个仓泵串联；五单元：4个三电场仓泵+4个四电
场仓泵共8个仓泵串联。
其中一、二、三单元共用1条输灰母管，四、五单
元共用1条输灰母管。每个输送单元当其中1个仓
泵发出料位满讯号时，本单元所有仓泵进料阀同时
关闭进行送灰；输灰母管所带的输灰单元按程序设
定交错运行，在运行输灰单元输送完毕后再进行满
足输送条件的单元输送。两条输灰母管的输送不相
互影响，可同时进行输灰。输灰母管的起端设有1
台混灰器，正常运行时只打开1个副进气阀，目的是
调整输送灰气比。如果输灰母管道内压力过高而接
近堵管时，则打开主进气阀补气进行疏通。
从其设计来看，内旁通密相气力输送技术与其
它气力输送技术的不同有：
①输灰管道少。由于其输送能力大，1台炉通
常只设置2条，其中一条是输送细灰(二、三、四电场
干灰)，一条输送粗灰。由于输灰管道少，布置相对
简单，特别对远距离输送其投资的经济性更明显。
②在输灰母管的起端设有1台混灰器。这混灰
器，对输送起到极为重要的作用。
3．2 运行方式
对内旁通密相气力输送，其运行简要控制流程框图如图3所示。由于系统的设计不同，内旁通密
相气力输送的运行方式与其它气力输送方式也有明
显的不同。
l 仓泉料位
I___。··____-。_____。·。__。一
发高料位1
{进料阀rJ
出料阀打开
仓泵背j 、流
化进气阀打开
混灰器副
进气阀打歼
进气阀打开
进气阀关闭
图3 内旁通密相气力输送简要控制流程框图
3．2．1 出料阀不带压开启
系统不需要象其它输送技术那样先打开进气阀
对干灰进行流化，待仓泵压力达到整定高压值时出
料阀才能打开。也就是说干灰在仓泵内不需要先期
流化，而在输送的同时，利用仓泵的流化喷嘴及混灰
器副进气阀进行流化。该运行方式优点有：
①开启容易。显然出料阀在系统不带压的情况
下开启较带压下开启容易得多。
②避免磨损。如果出料阀在带压下打开，特别
在刚打开的一瞬间，此时灰管流通面积很小，在出料
阀处形成干灰浓度很高的高速流动气流，对出料阀
产生非常强的磨损作用。相反，在不带压下开启出
料阀，对出料阀的磨损几乎没有。而出料阀的磨损
是气力输灰中的一个顽症，在带压下开启的出料阀，
其使用寿命通常只有1个月。
3．2．2 输送时灰气比调节灵活
虽然内旁通密相气力输送可以在即将堵管但未
完全堵塞的状态下进行输送，但如果输送的空气量
过少，灰气比过高，不能使堆积的飞灰分割吹散亦会
产生堵管。为此该系统在输送母管起端设置混灰器
就是用于调节其输送时的灰气比。通过调节其手动
门可方便随时调节输送空气量大小，在避免堵管前
提下尽可能减小用气量。
3．2．3 压力取样及压力开关设置在输送压缩空气母管
内旁通密相气力输送系统的各种压力取样及压
力开关均安装在输送压缩空气母管上。这种设置方
式优点是压力表、压力变送器及压力开关只与干净
的常温压缩空气接触，保证这些表计的使用寿命和
精度。
但这种设计方式在运行时很容易产生一个内旁
通密相气力输送特有的“假输送”现象：就是系统中
每个进气阀前都设置有手动阀，其作用就是调节各
路进气量的大小。如果手动进气阀调节不合适或不
配，很容易造成输送压力已降到输送结束的关泵压
力，但实际上仓泵中的干灰大部分并没有输送的“假
输送”现象。这种现象产生的根源是输送系统各种
压力及压力开关的压力取样是输送压缩空气母管上
的压力。如混灰器副进气阀前的手动阀开度过大，
根据流动阻力最小原则，大部分压缩空气则通过压
缩空气母管到副混灰器进气阀到输送母管，压缩空
气母管上的压力很快就降至关泵压力，输灰系统停
止运行，而仓泵中的灰却没有被输送。对仓泵的背
压进气管、喷嘴流化进气管的手动阀也亦一样，如果
靠出料阀最近的一个仓泵，其背压进气管、喷嘴流化
进气管的手动阀开度过大，当这个仓泵中的灰输送
完毕后，大部分压缩空气则通过此两管道进入输送
母管，压缩空气母管上的压力也很快就降至关泵压
力，但实际上其它仓泵中的灰并没有输送完毕或根
本没有输送。
仓泵的背压进气管、流化喷嘴进气管的手动阀，
混灰器的主、副进气手动阀开度，主要与输送距离和
串联仓泵的数量有关，另外与仓泵容积和输灰管道
内径等因素亦有关。消除这种“假输送”现象的方法
就是在输送过程中对这些手动阀开度进行细致调
试，并且在调试过程可能会出现多次的堵管现象。
正因如此，内旁通密相气力输送的调试需要的时间
较长，工作量也大得多。
4 合山电厂内旁通密相气力输送系统运行
情况
合山电厂改扩建工程2号机组在7月8日进入
整套启动调试，9月15日通过了168 h整套启动调
试。经过精心调试，其气内旁通密相气力输灰系统
在机组满负荷运行期间正常投运，运行平稳，出力也
满足锅炉排灰的需要。对二、三单元，在仓泵满灰输
送隋况下(其灰量约6 t)，输送1个周期需时约6
min；四、五单元在仓泵满灰输送情况下(其灰量约3
t)，输送1个周期需时约7 min。在输送母管上没有
出现堵管现象。
但是该系统在锅炉负荷较高水阀。
⑤在热态和极热态启动时，如主汽管道、再热热
段管道、再热冷段管道或一段抽汽管道需进行疏水，
先打开启动疏水扩大容器冷却水电动门喷水，再由
运行人员在就地手动打开相应的各疏水气动阀旁路
一
、二手动门进行疏水，当机组负荷大于ll％额定
负荷后关闭各疏水气动阀旁路一、二手动门。各旁
路一、二手动门均关闭后，再关闭启动疏水扩容器冷
却水电动门。
⑥机组在运行过程中，当主汽或再热汽温急降
至450℃ ，相应打开主汽管气动疏水阀或再热热段
管道气动疏水阀进行疏水，同时联开疏水扩容器冷
却水电动门喷水。当机组负荷大于1l％额定负荷
后关闭相应气动疏水阀，联关启动疏水扩容器冷却
水电动门。
⑦ 为确保中压缸启动初期高压缸维持真空状
态，只有在高压缸排汽管疏水罐高水位时(此时表明
疏水罐有水，且机械疏水器已失效)，才打开高压缸
排汽管气动疏水门，延时10 S又关闭该疏水门。
6 效果与结论
对启动疏水扩容器的运行方式改变后，不仅满
足汽轮机的运行要求，同时也保护了启动疏水扩容
器。在2004年9月18日意外发生的二次甩负荷过
程中(负荷从330 MW 降至0 MW)，没有发现引起
启动疏水扩容器损坏的任何迹象。该事实表明，可
以通过改变启动疏水扩容的运行方式来实现其安全
稳定运行。