燃煤電廠對(duì)于煤炭燃燼后所排放的大量粉煤灰的處理問(wèn)題，是關(guān)系到電廠的環(huán)境保護(hù)與降本增效的重大課題。而儀化熱電廠對(duì)技術(shù)落后的倉(cāng)泵收灰系統(tǒng)改造的方案優(yōu)化與節(jié)能的實(shí)踐，不僅實(shí)現(xiàn)了干灰全部收集的環(huán)保目標(biāo)，還達(dá)到了節(jié)氣、節(jié)水的節(jié)能效果，并為實(shí)現(xiàn)沖灰水閉路循環(huán)創(chuàng)造了條件。
為減輕水力除灰使煤灰堆場(chǎng)庫(kù)容量日益減少的壓力，擁有6臺(tái)220t/h鍋爐的儀化熱電廠，1995年投運(yùn)了#1～#6爐一電場(chǎng)粉煤灰收灰系統(tǒng)；后改造成一、二電場(chǎng)共用倉(cāng)泵形式；三電場(chǎng)粉煤灰收灰系統(tǒng)于1999年建成。形成6臺(tái)電除塵器三個(gè)電場(chǎng)共18臺(tái)倉(cāng)泵的正壓收灰系統(tǒng)。
然而，其一、二電場(chǎng)的倉(cāng)泵磨損嚴(yán)重，罐體已多處磨穿；系統(tǒng)故障率高，其出料閥密封正常使用天數(shù)不超過(guò)20d；干灰管路彎頭經(jīng)常磨穿，泄漏造成環(huán)境污染。三電場(chǎng)的收灰系統(tǒng)，由于下灰三通角度大于粉煤灰自流角度，一用就堵灰而不得不停用。系統(tǒng)的壓縮空氣耗用量大，僅一、二電場(chǎng)每年收灰的壓縮空氣成本就達(dá)220萬(wàn)元，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重。
因而，從環(huán)境保護(hù)的角度，要求干灰全部收集外售，延長(zhǎng)灰場(chǎng)使用年限，節(jié)水以保障沖灰水閉路循環(huán)，實(shí)施“清潔生產(chǎn)”；從運(yùn)行管理的角度，要求降低設(shè)備故障率、確保無(wú)泄漏，并減少系統(tǒng)維修費(fèi)用；從節(jié)能降耗的角度，要求運(yùn)用技術(shù)領(lǐng)先、投資省的改造方案，建成高效節(jié)氣的收灰系統(tǒng)，使壓縮空氣耗量下降。
2 單倉(cāng)泵與雙倉(cāng)泵系統(tǒng)布置的比較
國(guó)內(nèi)目前各電廠干灰收集基本上都采用單倉(cāng)泵系統(tǒng)，先進(jìn)的雙倉(cāng)泵系統(tǒng)較少。220t/h鍋爐電除塵干式收灰系統(tǒng)改造前布置見(jiàn)圖1和圖2，設(shè)備比較見(jiàn)表1。
雙倉(cāng)泵系統(tǒng)雖比單倉(cāng)泵系統(tǒng)少4臺(tái)倉(cāng)泵，因其2臺(tái)倉(cāng)泵為互換投用，可靠性較高；加上鏈運(yùn)機(jī)、飼料機(jī)匯集輸灰，輸灰管道僅1條，系統(tǒng)簡(jiǎn)化，投資?。贿\(yùn)行氣耗也明顯減少。
3 對(duì)收灰系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)化
3.1 電除塵器的收灰情況計(jì)算
按電除塵每電場(chǎng)除塵效率70%～80%計(jì)算，可得:
一電場(chǎng)收塵率=70%～80%；
二電場(chǎng)收塵率=16%～21%；
三電場(chǎng)收塵率=3.2%～6.3%;
總收塵率=97.3%～99.2%。
每爐燃煤量約30t/h，煤灰值A(chǔ)=25%～35%，則每爐灰渣量7.5～10.5t/h，按10%渣量計(jì)算，則灰量在6.75～9.45t/h；6只灰斗的收灰量分別為：
#1灰斗=#2灰斗=2.36～3.78t/h;
#3灰斗=#4灰斗=0.54～0.99t/h;
#5灰斗=#6灰斗=0.11～0.3t/h;
故得知：一、二、三電場(chǎng)的收灰量比≈14∶3∶1。
3.2 鏈運(yùn)機(jī)選用技術(shù)要點(diǎn)
3.2.1 鏈運(yùn)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)： FU型鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)主要用于水平或以小傾角(小于15O)輸送物料，輸送距離單機(jī)可達(dá)60m，輸送能耗低，整機(jī)壽命長(zhǎng)，輸送鏈可用5年，滾子可用2～3年；可進(jìn)行高架布置，能靈活多點(diǎn)進(jìn)出料；運(yùn)行成本低,維修率小、可靠性高。
3.2.2 運(yùn)機(jī)的選型 ：按每臺(tái)電除塵收灰量在6.75～9.45t/h的計(jì)算，可選用2臺(tái)輸灰量6t/h的FU200型；考慮到一、二、三電場(chǎng)的收灰量比≈14∶3∶1的情況，在采取由三電場(chǎng)向一電場(chǎng)送灰的布置方式后，不僅縮短大量煤灰的輸送距離、減少鏈運(yùn)機(jī)磨損并增大可靠性，故選用送灰量在4t/h的FU150型即可滿足改造需要。
3.3 倉(cāng)式泵選用技術(shù)要點(diǎn)和依據(jù)
3.3.1 新型倉(cāng)泵的技術(shù)特點(diǎn) ：倉(cāng)泵選用為流態(tài)化上引式，比較原有老式的下引式倉(cāng)泵，具有灰氣比高、物料流速低、調(diào)節(jié)功能強(qiáng)、料位方式簡(jiǎn)明、排堵方式先進(jìn)等特點(diǎn)，屬于目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)。
3.3.2 倉(cāng)泵容積的計(jì)算與選擇：根據(jù)每臺(tái)電除塵收灰量在6.75～9.45t/h的計(jì)算，雙倉(cāng)泵出灰3次/h，灰堆積容重按0.75t/m3計(jì)算，則：(9.45/0.75)/（2×3）=2.1 m3/臺(tái)次，按倉(cāng)泵有效容積率85%，選用2.5m3容積的倉(cāng)泵可滿足需要。
比較原老式倉(cāng)泵, 有效容積增大1倍;加上是雙倉(cāng)泵同時(shí)出灰,其出灰閥等開(kāi)啟次數(shù)僅僅是老式倉(cāng)泵的1/4。實(shí)際上，倉(cāng)泵容積越大，出灰次數(shù)越少，管道空耗氣的時(shí)間就減少，節(jié)氣效果越明顯；出灰閥等開(kāi)啟次數(shù)也減少，系統(tǒng)設(shè)備故障率必然下降。因而，只要現(xiàn)場(chǎng)好布置，宜盡量用大容積倉(cāng)泵。
3.4 倉(cāng)泵閥門(mén)選用技術(shù)要點(diǎn)
3.4.1 出灰閥：倉(cāng)泵出灰閥不耐磨、壽命短是個(gè)普遍的問(wèn)題。出灰閥是在裝滿粉煤灰的倉(cāng)泵缸內(nèi)充壓后才開(kāi)啟，帶壓開(kāi)閥時(shí)段含灰氣流的“噴沙”沖蝕使得出灰閥的密封面很快磨損。這就是出灰閥壽命最多3個(gè)月、少的只有3周的原因。
對(duì)出灰閥采用硬質(zhì)密封球閥，要求系統(tǒng)在充壓小于或等于0.08MPa前開(kāi)啟出灰閥，且充壓為底部氣化氣源，要先于輸送加壓氣源開(kāi)啟，可確保開(kāi)閥時(shí)無(wú)“噴沙”沖蝕磨損。
3.4.2 進(jìn)灰閥：倉(cāng)泵進(jìn)灰閥的磨損、不嚴(yán)密漏氣是常見(jiàn)故障。采用鐘罩閥，連桿為十字頭連接的球形鐘罩，具有自調(diào)整對(duì)中心的性能；其密封圈用耐熱耐磨的氟橡膠，以延長(zhǎng)使用壽命。在鐘罩閥上部增設(shè)硬密封氣動(dòng)蝶閥，起進(jìn)料預(yù)隔斷的作用，以保護(hù)進(jìn)料閥，使其不會(huì)因夾灰泄漏而導(dǎo)致磨損。
3.4.3 底部氣化板：底部采用高性能氣化板，為金屬塔狀疊縫形式。這樣，可避免結(jié)露等堵塞和使用壽命短的問(wèn)題，基本無(wú)維修。下泵封頭使用“O”形圈密封，采用底面進(jìn)氣，底部設(shè)平底支撐。
3.4.4 報(bào)警與排堵：系統(tǒng)設(shè)置管道堵灰報(bào)警和自動(dòng)排堵裝置。
3.5 出料自控系統(tǒng)選用技術(shù)要點(diǎn)
音叉式料位計(jì)、電容式料位計(jì)能粗略反饋倉(cāng)泵的料位情況。而電子秤重式料位計(jì)對(duì)倉(cāng)泵采取軟接頭、三腳懸浮支撐后，通過(guò)1腳1只的重力衡傳感器，接入PLC計(jì)量模塊；安裝后經(jīng)調(diào)零、質(zhì)量標(biāo)定，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)出灰量的量化。但從節(jié)約投資，確保球形橡膠軟接頭對(duì)進(jìn)灰、出灰、進(jìn)氣、透氣等鋼性連接的運(yùn)行維護(hù)難度，考慮灰容重在變化和對(duì)灰量控制精度要求不需這樣高的實(shí)際，故放棄這一選擇。
用音叉式料位計(jì)，在較大容量的2只倉(cāng)泵中任一料位計(jì)發(fā)訊后即出灰，且設(shè)置達(dá)1500s時(shí)段無(wú)論料位計(jì)發(fā)訊與否均出灰。當(dāng)輸灰管氣壓小于或等于0.11MPa時(shí)即停止出灰，恢復(fù)進(jìn)灰。如此循環(huán)往復(fù)。
4 對(duì)收灰系統(tǒng)設(shè)置的優(yōu)化
以收灰為目標(biāo)，系統(tǒng)設(shè)置的簡(jiǎn)捷優(yōu)化，能提高系統(tǒng)安全度，降低系統(tǒng)電耗、水耗和氣耗量，從而減少設(shè)備投資。經(jīng)大量調(diào)研分析，形成#1、#3、#5灰斗和#2、#4、#6灰斗各用1只倉(cāng)泵的方案。提高灰斗料口0.5m并縮短方管長(zhǎng)度，一、二電場(chǎng)灰斗間下灰管由Ｖ形為Ｙ形；三電場(chǎng)下灰經(jīng)鏈運(yùn)機(jī)送至二電場(chǎng)的下灰管。對(duì)輸灰管的90o彎頭大多改為45o彎頭以減少系統(tǒng)阻力。
通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，我們的單爐的設(shè)備簡(jiǎn)化比較見(jiàn)表2。
?。?改造實(shí)施及投資情況簡(jiǎn)介
改造項(xiàng)目的投資概算總價(jià)為333.71萬(wàn)元。由于方案優(yōu)化及項(xiàng)目項(xiàng)目實(shí)施招投標(biāo)等原因，節(jié)約了大量投資。2002年，中標(biāo)單位于7月26日開(kāi)工，8月11日起至11月7日，陸續(xù)完成并投運(yùn)了#4爐、#5爐、#2爐和#6爐倉(cāng)泵收灰系統(tǒng)。2003年3月20日完成#3爐，4月17日又投運(yùn)了#1爐。
改造后投運(yùn)的6臺(tái)爐電除塵倉(cāng)泵系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了電除塵全收干灰、全停沖灰水，倉(cāng)泵故障率低、壓縮空氣消耗量小于老倉(cāng)泵的50%的目標(biāo)。經(jīng)運(yùn)行考核與各種工況試驗(yàn)表明，此項(xiàng)改造為同類(lèi)收灰系統(tǒng)投資省、技術(shù)先進(jìn)，節(jié)能與環(huán)保效益好的項(xiàng)目。
?。?項(xiàng)目效益情況
6.1 直接經(jīng)濟(jì)效益
新倉(cāng)泵隨鍋爐運(yùn)行而投用，保持了良好的設(shè)備狀況。2003年，根據(jù)廠內(nèi)壓縮空氣流量表計(jì)量，選出的比較直觀的計(jì)量數(shù)據(jù)參見(jiàn)表3。
單爐舊倉(cāng)泵日24h耗氣量比新倉(cāng)泵多：
22.074-9.65=12.424 （km3）
按6臺(tái)鍋爐年運(yùn)行7000h計(jì)算，節(jié)氣量為：
12.424×6×7000/24=21757.119（km3）；
壓縮空氣按68元/ km3計(jì), 節(jié)氣降本效益為：
2.1757119×68=147.95（萬(wàn)元/a）。
6.2 間接經(jīng)濟(jì)效益
6.2.1 全部收灰的售灰效益：原設(shè)備的三電場(chǎng)灰都無(wú)法收灰，改造用鏈運(yùn)機(jī)收灰的工藝路線，增收灰量3%～6%，按4%計(jì)算（年總灰量24萬(wàn)t），目前灰售價(jià)15元/t，則6臺(tái)爐可增收：24×4%×15=14.40 萬(wàn)元/a。
6.2.2 全停沖灰水的節(jié)水效益：原設(shè)備因三電場(chǎng)的灰無(wú)法收干灰而投用沖灰水，每爐三電場(chǎng)2個(gè)箱式?jīng)_灰器4個(gè)噴嘴，2個(gè)地溝噴嘴。噴嘴設(shè)計(jì)流量為6t/h，改造后的6臺(tái)爐全停用電除塵沖灰水，可減水量為：6×6×6×7000=1512000 t / a=151.2萬(wàn)t/a。按0.43元/t水計(jì)，節(jié)約費(fèi)用：100.8×0.43=65.16萬(wàn)元
6.2.3 故障率低的降費(fèi)效益：原倉(cāng)泵系統(tǒng)設(shè)備中，倉(cāng)泵進(jìn)料閥的密封圈使用壽命約20d，出料三通閥的磨損速度快，使用壽命不超過(guò)2個(gè)月。而改造后的收灰系統(tǒng)磨損小，故障率低；特別強(qiáng)調(diào)的是，在對(duì)鐘罩閥關(guān)閉時(shí)氣缸的進(jìn)氣緩沖處理后，其密封圈即便用丁腈橡膠，使用壽命仍達(dá)3個(gè)月以上。在對(duì)已投運(yùn)1年多的#4爐出料閥檢查后，認(rèn)為其出料閥預(yù)期壽命可達(dá)3年；此外，鏈運(yùn)機(jī)的磨損經(jīng)運(yùn)行1年后檢查預(yù)期壽命也可超過(guò)3年。
6.2.4 項(xiàng)目效益統(tǒng)計(jì)：綜合上計(jì)算，此改造項(xiàng)目總計(jì)節(jié)能效益約為：
147.95+14.40+65.16=227.51萬(wàn)元/a。
7 結(jié)語(yǔ)
使用先進(jìn)、可靠、簡(jiǎn)捷的雙倉(cāng)泵技術(shù)來(lái)對(duì)收灰系統(tǒng)的改造，不僅降低了投資、實(shí)現(xiàn)了干灰的全部收集，還使改造后的系統(tǒng)故障率大大下降，節(jié)能及環(huán)保效益顯著。這是一項(xiàng)值得推廣的技術(shù)項(xiàng)目。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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