火电厂电除尘器灰斗积灰简单判别法.pdf

第 3 6卷 第 1 0期 2 0 1 4年 1 0月 华 电技 术 Hu a d i a n T e c h n o l o g y Vo 1 ． 3 6 No ． 1 0 0c t ． 201 4 火 电厂 电除尘器灰 斗积灰 简单判别法 张 晓博 广东粤电云河发电有限公司， 广东 云浮5 2 7 3 2 8 摘要 介绍了火电厂电除尘器灰斗积灰的危害， 以云浮发电厂 5锅炉相关运行数据以及电除尘器灰斗上附属设备高 度为例 ， 分析了灰斗不同灰位的数据， 研究了气化风管和平衡管两种判别依据， 提出了电除尘器灰斗积灰的判别方法。 关键词 锅炉； 气力除灰系统； 灰斗； 积灰； 气化风管； 平衡管 中图分类 号 T K 2 2 3 ． 2 7 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 4 1 9 5 1 2 0 1 4 1 0 0 0 6 3 0 2 0 引言 电除尘器作为发电厂最重要 的辅机之一 ， 其安 全运行显得至关重要。2 0 0 5 --2 0 0 6年 ， 电力系统相 继发生了几起火电厂电除尘器坍塌事故 ， 造成 了 严重 的经济损失和人员伤亡。虽然这几起事故反映 出电除尘器在设计 、 施工 、 运行 、 维护和检修管理方 面存在较大问题 ， 但从事件 的本质可以看出， 灰斗积 灰过高是 导致电除尘器无法 承重 而坍塌 的最根本 原 因 。 一 般来说 ， 电除尘器灰斗都 有高低位灰斗料位 计 ， 但是 由于灰斗料位计在 电除尘 的灰斗中工作 ， 灰 斗中的环境恶劣 ， 很容易在料位计测量端 的元件上挂 满灰， 或者挡住， 经常发生灰斗料位计误报。在机组 运行期间 ， 灰斗丧失了料位计有效监测 ， 值班人员无 法确定灰斗内真实灰位 ， 从而延误处理积灰的最佳时 收稿 日期 2 0 1 4 0 41 5 ； 修 回 日期 2 0 1 4 0 72 1 机。在灰位计失效的情况下 ， 如何能够准确快速确定 灰斗内积灰程度 ， 是机组运行期间的一大难题。 1 设备简介 云浮发 电厂 5 ， 6锅炉 由上海锅 炉厂有限公 司制造 ， 该锅炉为上海锅炉厂有限公司 自主研发 的 首台 3 0 0 M w S G一1 0 3 6 ／ 1 7 ． 5一M4 5 0 6循环流化床 锅炉 ， 配置 2台双室五电场电除尘器 ， 采用下引式正 压浓相气力除灰系统 ， 电除尘每个灰斗下部设 1个 仓泵 ， 一 、 二电场仓泵均有平衡管 接入灰斗 ， 灰斗 内 壁设灰斗蒸汽加热装置 ， 两侧配置振打器及气化装 置。灰斗上的附属设备位置如图 1 所示 。 2 判别依据 由于～电场承接了电除尘器 8 0 ％ 的灰量 ， 且灰 图 1 灰斗结构 斗堵灰一般都集 中在一 、 二电场 ， 为此对一电场的灰 斗进行分析 。 与一 电场灰斗连接 的管道有两路 一 6 4 华 电技 术 第 3 6卷 路为气化风管 ， 用于将加热后的压缩空气通过气化 板装置接人灰斗下部 ， 并透过气化板均匀地进入料 层 ， 使仓斗内的物料呈松散状态 ， 并充分流态化 ， 从 而避免物料在仓斗内“ 架拱” “ 搭桥” 现象 ， 增加物料 的流动I 生， 保证生产的连续 、 稳定 、 安全运行 ； 另一路 为仓泵上部与灰斗上部连接 的平衡管 ， 该平衡管上 安装有平衡阀， 平衡阀能在仓泵装灰时打开 ， 将仓泵 内压力卸至灰斗 内以便灰斗下灰顺畅。 2 ． 1 气化风管 灰斗气化风通过 气化风管 ， 经 截止 阀、 止 回阀 后 ， 分两路进入气化装置 。灰斗气化装置风管布置 如图 2所示 ，气化板规格为 Q H B一1 5 03 0 0 。Q H B 气 化 板 透 气 度 为 4 4 ．3 ％ ， 透 气 能 力 为 0 ．7 3 图2 气化装置风管布置 以气化风管人口空气为研究对象， 取气化板内 侧为研究面， 当气化风管入 口能感知到烟气时 ， 风管 内的风速取 1 m ／ s ， 根据气化风管 的内径 、 气化板 的尺寸及其透气能力等数据， 则可推 出气化板 内侧 处的静压为 一 2 8 7 P a 。 机组满负荷运行时， 电除尘器内的静压绝对值 最大 ， 便于对灰斗灰位极限值 的推算。以灰斗 内为 研究对象 ， 忽略灰斗上部的烟气流速影响 ， 取 电除尘 器人 口静压 一 3 6 6 0 P a 作为灰斗上部压力 ， 气化装 置位置为参考零位， 根据流体静力学基本方程 P 0P lp g h， 1 式中 p 。 为气化板 内侧处 的静压 ； P 为灰 斗上部静 压 ； J 9 为粉煤灰 的堆积密度 ； g为重力加速度 ； h为粉 煤灰的堆积高度。 因粉煤灰 的堆积密度大多为 5 0 0～8 0 0 k g ／ m。 ， 此处取中间值 6 5 0 k g ／ m 。 由式 1 可 得气化装 置处 的极限 堆灰高度 为 53 0 IT l m 。 考虑到机组运行时， 灰斗内的灰处于气化状态， 因此 P 0 ． 7 5 p d ， 2 式中 p 为粉煤 灰气 化 密度 ； p 为 粉煤灰 的堆积 密度 。 由式 2 以及气化装置 至灰斗底 部的高度 ， 可 得灰斗内的极限高度为 1 3 7 6 IT l m， 也就是说 ， 在机组 满负荷情况下 ， 当气化风管入 口对大气时 ， 气化风管 入 口有感知的空气进入时， 灰 斗灰位应在 1 3 7 6 m m 以下 。 2 ． 2 平衡管 平衡管可参照气化风管的计算过程 ， 以平衡管 管 口为研究对象 ， 取平衡管管口为参考 0位 ， 在机组 满负荷运行时 ， 可导出灰位极 限堆高为 5 7 5 m m， 气 化状态下 的极 限高度为 7 6 6 mm ， 由图 1可以看 出， 灰斗顶部距平衡 管 口距离为 1 5 9 0 m m， 此 时灰位虽 未达到极线极板位置 ， 但 已经非常接近。 3 判别过程 一 般来讲 ， 正压浓相气力除灰系统在设计的除灰 能力范围内， 每次放灰完毕后 ， 灰斗中基本上是没有 存灰的。当机组满负荷运行时 ， 电除尘器的除尘量为 最大 ， 也最容易发生积灰现象。因此 ， 当无法通过其 他手段确定灰斗内积灰程度时 ， 在机组满负荷运行情 况下， 关 闭需要确定灰位的灰斗气化装置进气截止 阀， 然后拆开止回阀与气化风管法兰连接， 利用火苗 检测或用手感知气化风管接 口处负压情况。当气化 风管处能够感知到空气进入气化风管时 ， 证明灰斗内 的灰位小于 1 3 7 6 m m， 灰斗运行安全 ， 进人气化风管 的空气越多， 证明灰斗内的存灰越少。当气化风管接 口处感知不到任何空气进入， 证明灰斗 内已经出现积 灰情况 ， 一方面要加大该电场的除灰力度 ， 加快排灰， 另一方面通过平衡管进行进一步确认。 安排人员拆除仓泵至电除尘器灰斗的平衡管上 法兰， 使灰斗的平衡管部分与大气相通 。如果平衡 管连接 口能感知到空气 吸入 ， 则证 明仓泵的平衡管 未堵塞 ， 灰斗的灰位 尚且安全 ， 需要 加强排灰 ， 降低 灰斗灰位， 必要时降低机组负荷或调低该电场的出 力 ， 来减少灰斗的积灰程度 。 当平衡 管连接 口处有干灰流出时， 说 明灰斗的 灰位非常接近或已达到极板极线位置 ， 同时也说明 了仓泵 运 行 过程 中平衡 管 已经 堵 塞。有 资 料 显 示 ] 平衡管堵塞后 ， 因仓泵进料时空气无法排出 ， 每次进料不足 2 0 ％ 。当平衡管堵塞后 ， 灰斗下灰将 会大幅度减少 ， 形成了恶性循环， 直到积灰淹没阳极 板及阴极线 ， 造成 电场短路无法投运 ， 同时当积灰达 到灰斗无法承重时 ， 就会发生 电除尘器坍塌 事故。 因此 ， 当平衡管出现堵塞时 ， 应及时安排停机处理积 灰 ， 否则 ， 极易发生电除尘器坍塌事故 。 4 结束语 在机组运行过程 中 ， 若 出现灰 下转 第6 6页 6 6 华 电技 术 第 3 6卷 器进行提效 的相关技术。脱硝不可避免 地会造成 N H， 的逃逸和 S O 转化生成 S O 。所 以， 从理论上 来讲 ， 脱硝系统的投入 ， 有利于提高静 电除尘器的除 尘效率 。 氨喷人烟气中有以下作用 调节烟气酸度 ， 提高 酸露点 ； 吸附在飞灰表面 ， 形成导电通路 ， 降低粉尘 比电阻； 在放 电极和收尘极之 间形成亚微米 级的颗 粒 ， 增加细颗粒的成分 ， 通过这些颗粒的荷 电， 提高 空间电荷， 增大火花电压， 提高运行电压； 通过改变 飞灰的黏附性以及 颗粒 间的黏附力 ， 增大飞灰的粒 径 ， 提高粉尘层间的黏附能力 ， 减少二次扬尘Ⅲ 3 J 。 当飞灰中A 1 O ， 及 S iO 的质量分数高于 9 0 ％ 而粉尘 比电阻又很高时 ， 可使用 N H S O ，混合 烟 气调质技术。对于使用低 N O 燃烧器、 燃用低硫分 煤的电厂来说， 粉尘中含有较多未完全燃烧的炭颗 粒。低硫分煤燃烧产生的高比电阻粉尘和低 比电阻 的炭颗粒使得飞灰难 以被静 电除尘器收集 ， 除尘效 率下降。N H s 0 ， 混合烟气调质技术很好地解决 了这个难题 ， N H 与 s O 反应生成铵盐 ， 增大高比电 阻粉尘和炭颗粒 的凝聚性和粉尘黏附性 ， 减少二次 扬尘 ， 同时又提高了 s 0 的质量分数 ， 降低了粉尘 比 电阻。在 N H 3S O 3 混合烟气调质 中 ， N H ，和 S O ， 混合烟气调质技术可用来降低粉尘 比电阻 ， 提高表 面电荷和粉尘黏附性， 降低二次扬尘， 提高静电除尘 器的除尘效率 。 脱硝中存在 N H ， 逃逸， 同时烟气中的部分 s O 被催化转化成 S O ， 两者 同时在烟气 中作用 ， 相 当于 N H S O 。 烟气调质 ， 能降低粉尘的 比电阻、 提 高粉 尘的黏附性 ， 特别是对于微细粉尘能凝聚成较大颗 粒 ， 对提高静 电除尘器的除尘效率有一定的帮助 。 3 可行性分析 目前 ， 燃煤 电厂正在进行加装脱硝系统的技术 改造 ， 利用脱硝系统对静 电除尘器进行提效 ， 在理论 上是可行的。利用 N I I ， S O 混合烟气调质技术进 行烟气调质在国外也是 比较成熟 的技术 ， 国内还未 见成功的工程案例的报道。在 N H S O 混合烟气 调质技术中 ， 需 要严 格控制 N H 和 S O ，的喷射量 ， 根据烟气调质的经验 ， 二者在烟气中的质量分数均 为百万分之一级别 。喷入过量的 N H 和 S O 会对 空气预热器造成堵塞 ， 同时还会造成静 电除尘器极 板严重积灰 ， 进而影 响静 电除尘器 的除尘效率。所 以， 利用脱硝系统进行静 电除尘器 的改造还需要进 行进一步 的研究和试验 。 参考文献 [ 1 ] 宁献武， 刘树民， 刘志杰， 等． S C R脱硝系统对锅炉设备 的影响及对策[ J ] ． 电力环境保护， 2 0 0 9 ， 2 5 6 3 4 3 6 ． [ 2 ] 陈俊， 郑星伟 ， 王毅． 高尘段布置 S C R脱硝装置对锅炉运 行的影响[ J ] 。 河南科技， 2 0 1 1 7 5 75 8 ． [ 3 ] G S P e t e r G a s fl e ．Me c h a n i s m s i n v o l v e d i n fl y a s h p r e c i p i t a t i o n i n t h e p r e s e n c e o f c o n d i t i o n i n g a g e n t s [ J ] ． T r a n s a c t i o n s o n I n d u s t r y A p p l i c a t i o n s ， 1 9 8 0 ， 2 1 6 2 9 7 3 0 2 ． [ 4 ] 原永涛， 于青松， 段永泽， 等． 氨法烟气调质技术在燃煤 电厂的应用[ J ] ． 山西电力 ， 2 0 0 9 4 4 0 4 3 ． 本文责编 王书平 作者简介 赵利 1 9 7 9 一 ， 男 ， 河北 石 家庄 人 ， 工 程 师 ， 工 学硕 士 ， 从事燃煤电厂脱硫、 脱硝、 除尘等环保项 目调试方面的工作 E ma i l M i 7 9 9 5 1 6 3 ． c o rn 。 0●0● ． 0●0●0●0●0●o●0●o●0●o●0●o●o●0●o● ●0● ●0● 0●0●0●0● ●0●o● ●0●o● ● ●0●0● ● ●o● ●0●o● ● ●● ● ● 上接 第6 4页 斗料位计 失效的情况 ， 可通过解 除 气化风管连接法兰或仓泵平衡管连接法兰， 利用电 除尘器内的负压准确判定灰斗 内的灰位情况。 为保证运行人员更好地监控灰斗灰位情况， 建 议在气化风管止回阀后管路上， 加 装三通并安装球 阀， 便于运行人员打开球阀检测。 参考文献 [ 3 ] 湛志刚． 广东粤电云河发电有限公司 5 ， 6机组除尘器 除尘效率测试报告[ R ] ． 广州 广州粤能电力科技开发有 限公 司， 2 0 1 1 ． [ 4 ] 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 ， 2 0 0 2 1 61 7 ． [ 5 ] 李奇伟， 吕小平． 邯郸热电厂气力除灰系统存在的问题 及改造[ J ] ． 热力发电， 2 0 0 8 ， 3 7 1 2 4 5 4 7 ． 本文责编 崔文卓 [ 1 ] 付春柱．谈电除尘器的安全技术管理[ J ] ． 电力安全技 术， 2 0 1 0 ， 1 2 4 5 8 5 9 ． 作者简介 E 2 ] Q X T 5 1 -2 0 0 7地面观测规范 第 7部分 风 向和风速 张晓博 1 9 7 8 一 ， 男， 山西芮城人 ， 工程师， 从事火力发 观测[ S ] ． 电厂设备维护管理工作 E ma i l y f x i a o b o 1 2 6 ． c o rn 。