邯鄲熱電廠四期工程干除灰渣改造方案

1、邯鄲熱電廠四期工程干除灰渣改造邯鄲熱電廠四期工程干除灰改造方案優(yōu)化選擇【摘要】為提高粉煤灰利用率，我們對河北邯鄲熱電股份有限公司#12爐除灰系統(tǒng)進行了重新設計改造，改造后效果顯著，取得了很好的經濟效益和環(huán)保效益。本文重點對改造工程的設計、選型計算、及實施過程中的相關問題進行了總結分析。關鍵詞：粉煤灰負壓直抽方案實施目前邯鄲熱電廠四期工程裝機容量為2X670t/h煤粉爐，配2X200MW級的雙抽供熱機組，分別于1998、1999年投產，除灰系統(tǒng)采用水力除灰和除渣。結合目前河北省三年大變樣和邯鄲境內多條道路建設的良好契機，現(xiàn)對#11、12爐的灰渣系統(tǒng)進行徹底改造，對于干旱地區(qū)的邯鄲市來說，提高粉煤

2、灰的綜合利用率、節(jié)約用水不僅能提高電廠的經濟效益，也是利國利民、造福子孫后代的大事，故#11、12爐的灰渣系統(tǒng)徹底改造，已是迫在眉睫、勢在必行。1四期工程除灰渣改造方案論證選擇1.2除灰系統(tǒng)1）除灰系統(tǒng)（方案一）：靜電除塵器收集的飛灰量約占總灰渣量的85以上，本工程擬采用正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)，在每個電除塵器灰斗下各設置一個壓力輸送器（倉式泵），利用除灰專用壓縮空氣作動力，通過管道將干灰送至貯灰?guī)臁］敾夜艿赖呐渲每蔀椋菏∶浩骰叶泛统龎m器第一電場的排灰，合用設置一條輸灰管道，第二、三、四電場的排灰，合用一條輸送管道，每臺爐共設二條輸灰管道。為降低投資，除灰管道的直段可采用普通管材，三通和彎頭應采用

3、耐磨材料。粗、細灰通過管道上的切換閥，進入相應的粗、細灰貯庫。經初步計算，兩臺爐氣力除灰系統(tǒng)所用的壓縮空氣，需選用5臺流量40Nm3/mn壓力0.75MPa的螺桿式空壓機供給，運行方式為3臺運行，2臺備用?？諌簷C的容量及臺數(shù)，將根據(jù)氣力除灰系統(tǒng)壓縮空氣的實際用量來確定。灰?guī)炝骰L機和空氣電加熱器共4套，運行方式為3套運行，1套備用除灰除渣系統(tǒng)將采用可編程控制器加上微機，運行人員通過彩色CR有口鍵盤設備，即可完成對整個工藝設備進行監(jiān)視和控制。工藝系統(tǒng)流程框圖如下：-布袋除塵器排大氣除塵需排灰f下遺器儲灰?guī)旄苫疑⒀b機裝車外運trJ氣兒風系嬴壓縮空氣T化風系統(tǒng)雙軸攪拌機裝車外運2）除灰系統(tǒng)（方案二）

4、：新建兩座1500m3筒倉庫作為分選后的粗、細灰?guī)?。兩座灰?guī)斓撞吭O置有干式散裝系統(tǒng)。散裝機配有布袋收塵器，保證卸料無揚塵。同時在粗灰?guī)斓撞吭O置有兩臺加濕攪拌系統(tǒng)，內含1臺手動蝶閥、1臺氣動蝶閥和1臺加濕攪拌機。在庫底各落料接口處均設置有氣化裝置，保證卸料流暢，同時配置羅茨風機和電加熱器，為氣化裝置提供氣化風氣源。設置一臺空氣壓縮機為庫頂收塵器脈沖噴吹及氣動閥門提供氣源，排氣量為5.2m3/min,壓力0.6MPa。分選系統(tǒng)設計為為閉路循環(huán)系統(tǒng)，在電除塵器下直接取料，采用多點給料方式。由于接料方式的不同，本方案系統(tǒng)流程為：原灰通過行星給料器（變頻調速）均勻進入負壓輸送管路，與管內負壓氣流均勻混合

5、成氣固兩相流，由高壓離心風機吸入粉灰粒度分選器進行粗細分選，粗灰經舌板鎖氣器排入粗灰?guī)?，細灰隨氣流進入旋風分離器進行高效分離，分離后的細灰經舌板鎖氣器后排入細灰?guī)?，含有微量粉塵的尾氣通過耐磨高壓離心風機一部分經回風管回到原狀灰輸送管道，形成閉式循環(huán)；另一部分經放風管排入細灰?guī)?，通過細灰?guī)祉數(shù)氖諌m器凈化排空。分選系統(tǒng)采取PLC控制，上位機操作。系統(tǒng)采用自動控制、盤上手動操作控制方式，上位機上設自動、手動選擇開關，當選擇開關在自動位置時，系統(tǒng)按設定的程序運行。同時根據(jù)系統(tǒng)工藝要求將#12爐電除塵16臺鎖氣器變頻控制及灰斗高、低料位信號分別接入控制系統(tǒng)方便系統(tǒng)控制調節(jié)，高壓離心風機與進口電動調節(jié)風門

6、、電動二次風門等灰?guī)煸O備以及分選系統(tǒng)程控接入PLC系統(tǒng)進行遠方控制。整套負壓收灰、分選系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、磨機控制系統(tǒng)、電除塵鎖氣器變頻控制、灰斗料位顯示等納入脫硫除灰控制室PLC操作站和灰?guī)霵LC操作站進行遠方控制。除渣系統(tǒng)以通訊方式接入。3）方案比較：目前國內燃煤電廠的除灰方式，均采用方案一；即氣力除灰系統(tǒng)。經多年、多廠的實際運行經驗證明，該系統(tǒng)完全能滿足安全、穩(wěn)定、經濟運行，并能節(jié)約大量用水、提高粉煤灰的綜合利用量，但投資較大，系統(tǒng)復雜，輸送系統(tǒng)閥門多，維護量大；空壓機維護費用高。方案對比表：對比項目方案一方案二方案描述采用正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)將灰送至原灰?guī)?，輸送出力?0t/h;負壓集中分

7、選，分選出力為45t/h采用多點受灰負壓分選系統(tǒng)，出力為60t/h，設一臺備用分選風機主要設備空壓機、倉泵、分選風機、分選機、分離器、輸灰管分選風機、分選機、分離器、輸灰管道、兩座灰?guī)斓?、二座灰?guī)熘饕O備投資估算1700萬元1100萬元運行電耗450Kw280Kw出力可選較大設計裕量該技術最大出360t/h系統(tǒng)復雜程度復雜簡單系統(tǒng)可靠性多系統(tǒng)并聯(lián)，單臺設備出現(xiàn)故障影響小單一系統(tǒng)，如果出現(xiàn)故障，所有灰斗不俅排灰11主要維護工作量輸送系統(tǒng)閥門多，維護量大；空壓機維護費用高維護量小技術成熟程度技術成熟，可罪國內主要分選設備廠家可設計制造，但出力為60t/h的多點受灰負壓分選系統(tǒng)是國內最大的綜合評價系

8、統(tǒng)復雜、投資大、運行電耗系統(tǒng)簡潔、投資省，維護量小、運行高、維護費用高、維護量大，但技術成熟可靠經濟性好。但該系統(tǒng)出力大、輸送距離遠為國內之最，存在一定技術風險通過咨詢國內主要生產分選系統(tǒng)的廠家和進行同類電廠考察，最終認定采用多點受灰負壓分選系統(tǒng)是可行的。國內主要生產粉煤灰分選系統(tǒng)的廠家均通過技術論證出具了采用多點受灰負壓分選系統(tǒng)的方案。由于分選系統(tǒng)直接作為主設備運行，為提高系統(tǒng)的可靠性，可將重要部件設置備用或提高設計裕量。分選風機可采用一運一備，選擇粘貼工程陶瓷片的耐磨風機。選用雙級旋風分離器或采用布袋除塵器，以減小風中含灰量，減小風機及管道磨損。但問題是負壓直抽系統(tǒng)在具體布置上又有兩種方式

9、：系統(tǒng)因進料方式不同，分兩種方案來考慮：方案一：由電除塵器灰斗下直接取料更換原有的電動鎖氣器，新更換的鎖氣器均為耐磨型，一、二電場出力為20t/h，三、四電場出力為5t/h,鎖氣器上設手動插板閥，出口設三通，三通出口分別裝設手動插板閥，一側接水沖灰系統(tǒng)，另一側接分選系統(tǒng)，由0325X7的接灰溜管直接進入分選系統(tǒng)輸送管道。系統(tǒng)輸送管路帶灰段采用0944X22和41044X22的鋼陶復合耐磨管，凈氣管路和回風管采用0920X8的螺旋鋼管。輸送管道分別布置在一、二電場和三、四電場中間，串聯(lián)布置。管道走向為先經過三、四電場再經過一、二電場。三、四電場管道為0944X22;一、二電場管道為O1044X2

10、2。電除塵器下的管道凈空2n電除塵器外的管道凈空大于5ml電除塵器下的管道在每個落料點處各設三處排堵門，分別設在管道上方、側面和下方，上方和下方排堵門用法蘭封堵，側方安裝DN200的手動蝶閥作為吹堵門。電除塵器外區(qū)域的輸送管道上設三處排堵門，均位于管道彎頭處，別設在管道上方、側面和下方，上方和下方排堵門用法蘭封堵，側方安裝DN200的手動蝶閥作為吹堵門。電除塵器灰斗設高低料位，料位與電動鎖氣器聯(lián)鎖，確保系統(tǒng)運行安全可靠?；叶妨衔挥嬙O通長的檢修平臺方案二：采用空氣斜槽將灰集中后再輸送更換原有的電動鎖氣器，新更換的鎖氣器均為耐磨型，一、二電場出力為20t/h，三、四電場出力為5t/h,鎖氣器上設手

11、動插板閥，出口設三通，三通出口分別裝設手動插板閥，一側接水沖灰系統(tǒng)，另一側接分選系統(tǒng)。電除塵器灰斗設高低料位，料位與電動鎖氣器聯(lián)鎖，確保系統(tǒng)運行安全可靠。灰斗料位計設通長的檢修平臺。電除塵器四個電場16個灰斗分為四組，一、二、三、四電場的各一個灰斗為一組，每組內含一臺空氣斜槽和一個過渡灰斗。過渡灰斗布置在一電場與二電場之間，一電場的灰直接落入灰斗內，二、三、四電場的灰落入空氣斜槽，通過空氣斜槽輸送至過渡灰斗內，每臺空氣斜槽均配一臺風機作為動力源。每座過渡灰斗出口設一臺15t/h的電動鎖氣器，電動鎖氣器和輸送管道間設DN250的手動閘閥，任一組中的設備出現(xiàn)問題時，可關閉相應的手動閘閥進行檢修，不

12、影響整個系統(tǒng)的運行。過渡灰斗上設置有高料位計，過渡灰斗的排氣管接入一電場除塵器灰斗上部。兩種給料方案的比較：方案一直接從電除塵器灰斗下取灰，管道串聯(lián)布置，較之方案二系統(tǒng)設備配置簡單，減少了中間的輸送環(huán)節(jié)，降低了系統(tǒng)的故障率。后期運行維護的工作量小，能耗小，運行成本低。缺點是由于給料點多，增加了系統(tǒng)的漏風點，同時是直接從電除塵器的灰斗內取灰，受電除塵器運行工況的影響大。方案二通過空氣斜槽和過渡灰斗將原灰集中到了四個點，再通過電動鎖氣器進入輸送管道，較之方案一給料點少，同時不再受電除塵器運行工況的影響。缺點是增加的設備較多，相應增加了系統(tǒng)的故障點，后期運行能耗和維護工作量大，運行成本高。同時斜槽的

13、運行受天氣影響，在下雨或空氣濕度較大時容易發(fā)生堵塞，因此斜槽及斜槽風機的運行直接關系到整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。同時方案一用電總負荷：448.3千瓦，方案二用電總負荷：470.3千瓦。第一種方式具有以下有優(yōu)點：a.在除塵器下無需集中直接取料，系統(tǒng)設備配置簡單，減少了中間環(huán)節(jié)，降低了系統(tǒng)的故障率。b.后期運行維護的工作量小。c.耗電耗電量小，運行成本低經上述綜合分析、比較，除灰系統(tǒng)采用方案一實施。3）風機入口氣流含塵濃度做為主設備風機的安全可靠至關重要，風機入口也即旋風分離器出口，假定這段管道不漏風氣流含塵的高低直接影響風機的壽命在風機內由于轉子的線速度與灰粒子的相對速度遠遠高于管道流速，所以含塵氣

14、流對風機磨損較重，對回風管磨損輕微。風機入口氣流含塵濃度并非僅僅受旋風分離器效率的影響，它受很多因素影響。a）與旋風分離器的捕集效率成反比，捕集效率愈高，則氣流含塵濃度愈低。b）與分選機的分選效率成正比：旋風分離器的捕集效率不變時，分選效率愈高，則氣流含塵濃度愈高。c）與原灰的細度成正比。當分選機的分選效率及旋風分離器的捕集效率都不變時，原灰愈細，被分選出的成品細灰愈多，旋風分離器的捕集效率不變，被旋風分離器捕集的細灰也多，由旋風分離器排出的氣流含塵濃度也高。d）與成品灰的細度成反比當原灰細度、分選效率及旋風分離器的捕集效率都不變時，生產出的成品細灰越細，則風機入口氣流含塵濃度越低。顯而易見，

15、當其他條件不變，風機入口氣流含塵濃度生產二級灰時遠高于生產一級灰。e）風機入口氣流含塵濃度與分選濃度的關系當分選濃度改變時，會引起2個變量：當分選濃度增高時意味著出力增大，進入旋風分離器的細灰量也增大，風機入口氣流含塵濃度也增高，但是當分選濃度增高時，分選效率是降低的，分選效率降低又引起風機入口氣流含塵濃度降低。綜合以上因素，經過考察決定采用高效兩級旋風分離器。XFB型高效兩級旋風分離器，它不同于簡單的兩個旋風分離器相串連。兩個旋風分離器分別處理不同粒徑的粉塵，第一級分離器主要處理1545m的粉塵，第二級分離器主要處理V20”的粉塵，因此兩級分離器的內部結構和外形尺寸完全不同。由于分離效率高，

16、第二級分離器出口粉塵濃度15g/Nm3,比單級分離器的出口粉塵濃度降低了3050g/Nm3最大程度地減小了風機的磨損，大大增加了風機的使用壽命。旋風體內部全部內襯陶瓷片，同時由于合理的錐體長度、進口角度、筒體內徑減弱了固體顆粒物對內壁的磨損和撞擊，使整機使用壽命達到30年以上。內部沒有旋轉部件，沒有日常維護費用，運行成本低。2改造實施過程中問題3.2除灰系統(tǒng)3.2.1 效益估算：年產細灰約10萬噸，每噸按照30元計算，銷售額約300萬元。可節(jié)水：218萬噸(按照額定工況和機組運行5000小時/年計算)，購制水費用按照2元/噸計算，可節(jié)約水費436萬元/年。成本回收周期：按以上計算預計23年可收

17、回成本。3.2.2 停運灰漿泵、高低壓供水泵(355+132+90kw-250-30)后節(jié)電140萬Kwh/年。4結論和建議4.1 方案設計該項改造工程涉及的專業(yè)比較多，除了新增管道請設計院進行了設計，其他部分都是組織廠內相關工程技術人員自行設計的，即降低了工程費用，又鍛煉隊伍。尤其是在方案的最終審定上需反復對比才能得出最合理的方案。另外在控制系統(tǒng)的改造上，因風機需要分步搬遷，而粉煤灰的輸送又不能中斷，故必須進行兩次系統(tǒng)切換才行。承擔這部分設計的工程技術人員，作了細致的工作，保證了兩次切換的平穩(wěn)進行。4.2 費用控制通過招、議標的方式，有效的控制了工程的造價。但同時也應看到，該工程是在使用了很多庫存物資的情況下完成的，這就要求我們在進行工程計劃