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火电厂除灰系统的那些年那些事儿

2018-07-04 14:56:33来源:火电厂除灰系统的那些年那些事儿浏览:评论:0

  1、除灰系统的发展

  管道物料输送是用有压气体或液体作为载体在密闭的管道中达到运送散料或容器的目的。它有别于常见的输水、输气或输油等单相流,而属于多相流,即气固、液固或气固液两相和三相流输送。气力输送系统属于其中应用较为广泛的一类。

  我国是一个产煤大国,又是一个以火电为主的电力生产大国,在很长一段时间内火力发电一起占据主导地位,且在短时间内这种局面依然不会改变。我国火电厂的燃煤大多又都属于劣质煤,灰分高是普通现象,每年排放的数以千万吨的灰渣仅给经济建设和环境保护带来了巨大压力,必须进行有效的处理才能保证安全稳定、经济环保的运行。

  上世纪五、六十年代,我国火电厂输灰系统都比较简单,几乎均为低浓度的水力输灰,即所谓的“3泵2管1沟”的单一模式。为了节水,加强环境保护,减少灰场用地和投资,以及灰渣综合利用等方面的要求,渐渐向多类型探索发展,先后发展了高浓度水力输灰、机械输灰和气力输灰技术。

  气力输送技术应用于燃煤电厂约始于上世纪20年代,主要用于除尘器区域的干灰输送。但直到50年代中后期,国内少数燃煤电厂才开始接触使用气力输送系统,主要是负压形式;60年代以后,仓式气力输送技术开始得到应用;直到进入80年代,国内众多电厂开始陆续引进国外各种类型的输送设备及相关技术,气力输送技术在火电厂行业开始得到蓬勃发展。

  2、优势与劣势

  水除存在很多问题,特别随着国家对环保的重视和对水资源的保护,节水、节能减排已成为对燃煤发电企业生产的重要目标,这个大家都比较清楚了,主要问题如下:

  (1)灰渣与水混合后,将失去松散性能,灰渣所含的氧化钙、氧化硅等物质亦要引起变化,活性降低,不利于灰渣的综合利用。

  (2)灰渣中的氧化钙含量较高时,易在灰管内结成垢污,堵塞灰管,难以清除。

  (3)除灰水与灰渣混合多呈碱性,pH值超过工业“三废”的排放规定,不允许随便从灰场内向外排放,不论采取回收或处理措施,都需要很高的设备投资和运行费用。

  (4)浪费土地资源。一般灰场库容要按发电厂装机容量所排放的灰渣量不少于贮存10年的要求进行设计,因此需要占用大量土地。同时,灰场一般距离电厂较远(几公里至十几公里),沿程管道同样需要占用一定数量的土地,造成资源浪费。

  气力除灰与传统水力除灰和机械除灰相比,具有明显的优点:

  (1)节省大量冲灰水,节省资源;

  (2)输送过程中,灰的固有活性和其它物化特性不受影响,有利于粉煤灰的综合利用;

  (3)减少灰场占地;

  (4)避免了灰场对地下水和周围环境的污染;

  (5)不存在灰管结垢和腐蚀的问题;

  (6)系统自动化程度大大提高,所需运行人员较少;

  (7)设备简单,占地面积小,便于布置;

  (8)输送路线选取方便,布置灵活;

  (9)便于长距离集中和定点输送,等等。

  但人们也普遍关心的是气力输送方式有如下不足:(1)、与机械输灰相比,动力消耗较大,管道磨损比较严重;(2)、输送距离和出力受到一定限制;(3)、管道产生堵管,给运行维护带来很大不便;(4)、对于正压系统,若维护不当,容易对周围环境造成污染;(5)、对运行人员技术素质要求比较高;(6)、对粉煤灰的粒度和潮湿度都有一定限制,粗大和潮湿的灰不宜输送。其中,正压输送方式普遍困扰用户的难题就是管道磨损和堵管。随着技术的发展,以上问题均可通过一定的方法进行处理,任何技术的应用都有一定的前提条件,也不可千篇一律,生搬硬套。

  3、除灰系统的主要类型及国内应用

  (1)负压输送

  负压输送是较早出现的气力输送形式,其主要设备包罗茨风机、真空泵、抽气器,适用于多点受料向一处集中输送,不存在跑灰、冒灰现象,工作环境相对清洁。但受真空度极限的限制,系统出力和输送距离都受到一定限制,流速较高,磨损严重,应用领域有限。

  国内较早应用负压的输送石横电厂,引进的是美国ALLEN公司技术。上安电厂、福州电厂、宝钢自备电厂等也有较早的负压应用先例。负压输送技术目前在国内应用已较少,仅在特定领域和特定环境条件下适用。

  负压集中+正压输送形式在印度市场有较为广泛的应用。

  (2)低正压输送

  除尘器灰斗下安装气锁阀,在输送风压(如回转式鼓风机)的作用下以正压形式将气灰混合物输送至灰库,特点是输送压力较低,输送距离和输送出力相比负压输送得到较大提升,但流速同样较高,磨损严重,需对管道采取特殊处理措施。

  国内较早应用此种输送形式是安徽平圩电厂、北伦港电厂等,均为600MW级机组,引进的同样是国外技术,如美国ALLEN、UCC、澳洲FLAKT等。平圩电厂已改造为国产双套管输送系统,北伦电厂原系统目前仍在使用。

  (3)正压输送

  经历了低正压输送技术的发展,流态化仓泵输送技术开始广泛发展,包括上引式、下引式等,输送压力提高,输送距离和出力进一步得到大幅提升,空气动力源开始广泛使用空压机,灰气比大幅提高,磨损问题得到改善,得到了较为广泛的应用。

  国内较早应用此种输送形式是太原一热电厂、曲靖电厂等,引进的同样国外技术,但目前该技术已大规模国产化,已广泛应用于国内多家电厂。

  (4)双套管输送

  针对正压输送易出现的堵管、磨损等问题,德国MOLLER公司研制了特殊的双套管输送技术,国产最早应用于嘉兴电厂、杨柳青电厂、三河电厂、河律电厂、太仓电厂等,输送距离均在1000米左右,目前很多系统都还在运行。该系统最大特点是解决了输送堵管问题,使得输送距离大幅延长,实际应用工程已达2800米,同时输送流速低、浓度高,使得磨损问题也得到较大改善。该技术目前已完全国产化,在誎壁电厂、嘉兴电厂、平圩电厂等得到广泛的应用。

  4、气力除灰技术未来发展方向

  国内火电行业近些年蓬勃发展,据不完全统计,2015年1~12月份,火电完成投资980亿元,同比增长25.2%;火电新增装机规模4751万千瓦,比去年同期多投产1346万千瓦。面对能源消费低迷、产能严重过剩、新电改的冲击、环保政策的加码等因素的不利影响,抓住电煤市场“跌跌不休”和金融市场相对宽松的有利时机,以五大发电集团为代表的发电行业经营发展“逆势而上”,亮点纷呈,经营指标大多创下2002年电改以来的“13年之最”。2015年2月,我国人均装机历史性突破1个千瓦,新建机组市场持续升温。虽然进入2016年,受宏观经济尤其是工业生产下行、产业结构调整、工业转型升级、供给侧改革以及全球气温等因素影响,火电建设步伐放缓慢,年利用小时数连续下降,但整个市场的投资机遇还是有的。

  就气力除灰系统而言,目前除灰系统所有技术及关键设备已全部国产化,并得到了国产诸多项目的运行检验,已完全满足国内火电蓬勃发展的要求,用户不必再苛求进口设备,不相信国人技术。

  本着节能环保、绿色发展的方向,加上近些年互联网技术的飞速发展,高浓度输送+智能化控制的气力除灰系统必然是未来发展的重点方向。高浓度输送可以在同样的基本条件下节约能源,保护环境,提高效率;智能化控制可以进一步提升目前除灰系统的自动化水平,降低人工维护工作量,甚至实现无人控制,还可以根据不同工况进行调节,节约能源,保护环境,绿色发展。

 

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