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火电厂除灰系统发展

1⊙ω⊙、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⊙ω⊙、输气或输油等单相流o⊙⊙ω⊙ ▼,而属于多相流o⊙⊙ω⊙ ▼,即气固⊙ω⊙、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o⊙⊙ω⊙ ▼,又是一个以火电为主的电力生产大国o⊙⊙ω⊙ ▼,在很长一段时间内火力发电一起占据主导地位o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,灰分高是普通现象o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,必须进行有效的处理才能保证安全稳定⊙ω⊙、经济环保的运行?!-!﹏▊。

 

上世纪五⊙ω⊙、六十年代o⊙⊙ω⊙ ▼,我国火电厂输灰系统都比较简单o⊙⊙ω⊙ ▼,几乎均为低浓度的水力输灰o⊙⊙ω⊙ ▼,即所谓的“321沟”的单一模式?!-!﹏▊。为了节水o⊙⊙ω⊙ ▼,加强环境保护o⊙⊙ω⊙ ▼,减少灰场用地和投资o⊙⊙ω⊙ ▼,以及灰渣综合利用等方面的要求o⊙⊙ω⊙ ▼,渐渐向多类型探索发展o⊙⊙ω⊙ ▼,先后发展了高浓度水力输灰⊙ω⊙、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o⊙⊙ω⊙ ▼,主要用于除尘器区域的干灰输送?!-!﹏▊。但直到50年代中后期o⊙⊙ω⊙ ▼,国内少数燃煤电厂才开始接触使用气力输送系统o⊙⊙ω⊙ ▼,主要是负压形式;60年代以后o⊙⊙ω⊙ ▼,仓式气力输送技术开始得到应用;直到进入80年代o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,气力输送技术在火电厂行业开始得到蓬勃发展?!-!﹏▊。

 

2⊙ω⊙、优势与劣势

 

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

 

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

 

(2)灰渣中的氧化钙含量较高时o⊙⊙ω⊙ ▼,易在灰管内结成垢污o⊙⊙ω⊙ ▼,堵塞灰管o⊙⊙ω⊙ ▼,难以清除?!-!﹏▊。

 

(3)除灰水与灰渣混合多呈碱性o⊙⊙ω⊙ ▼,pH值超过工业“三废”的排放规定o⊙⊙ω⊙ ▼,不允许随便从灰场内向外排放o⊙⊙ω⊙ ▼,不论采取回收或处理措施o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,因此需要占用大量土地?!-!﹏▊。同时o⊙⊙ω⊙ ▼,灰场一般距离电厂较远(几公里至十几公里)o⊙⊙ω⊙ ▼,沿程管道同样需要占用一定数量的土地o⊙⊙ω⊙ ▼,造成资源浪费?!-!﹏▊。

 

气力除灰与传统水力除灰和机械除灰相比o⊙⊙ω⊙ ▼,具有明显的优点:

 

(1)节省大量冲灰水o⊙⊙ω⊙ ▼,节省资源;

 

(2)输送过程中o⊙⊙ω⊙ ▼,灰的固有活性和其它物化特性不受影响o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,所需运行人员较少;

 

(7)设备简单o⊙⊙ω⊙ ▼,占地面积小o⊙⊙ω⊙ ▼,便于布置;

 

(8)输送路线选取方便o⊙⊙ω⊙ ▼,布置灵活;

 

(9)便于长距离集中和定点输送o⊙⊙ω⊙ ▼,等等?!-!﹏▊。

 

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

 

3⊙ω⊙、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o⊙⊙ω⊙ ▼,其主要设备包罗茨风机⊙ω⊙、真空泵⊙ω⊙、抽气器o⊙⊙ω⊙ ▼,适用于多点受料向一处集中输送o⊙⊙ω⊙ ▼,不存在跑灰⊙ω⊙、冒灰现象o⊙⊙ω⊙ ▼,工作环境相对清洁?!-!﹏▊。但受真空度极限的限制o⊙⊙ω⊙ ▼,系统出力和输送距离都受到一定限制o⊙⊙ω⊙ ▼,流速较高o⊙⊙ω⊙ ▼,磨损严重o⊙⊙ω⊙ ▼,应用领域有限?!-!﹏▊。

 

国内较早应用负压的输送石横电厂o⊙⊙ω⊙ ▼,引进的是美国ALLEN公司技术?!-!﹏▊。上安电厂⊙ω⊙、福州电厂⊙ω⊙、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o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,特点是输送压力较低o⊙⊙ω⊙ ▼,输送距离和输送出力相比负压输送得到较大提升o⊙⊙ω⊙ ▼,但流速同样较高o⊙⊙ω⊙ ▼,磨损严重o⊙⊙ω⊙ ▼,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⊙ω⊙、北伦港电厂等o⊙⊙ω⊙ ▼,均为600MW级机组o⊙⊙ω⊙ ▼,引进的同样是国外技术o⊙⊙ω⊙ ▼,如美国ALLEN⊙ω⊙、UCC⊙ω⊙、澳洲FLAKT等?!-!﹏▊。平圩电厂已改造为国产双套管输送系统o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,流态化仓泵输送技术开始广泛发展o⊙⊙ω⊙ ▼,包括上引式⊙ω⊙、下引式等o⊙⊙ω⊙ ▼,输送压力提高o⊙⊙ω⊙ ▼,输送距离和出力进一步得到大幅提升o⊙⊙ω⊙ ▼,空气动力源开始广泛使用空压机o⊙⊙ω⊙ ▼,灰气比大幅提高o⊙⊙ω⊙ ▼,磨损问题得到改善o⊙⊙ω⊙ ▼,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⊙ω⊙、曲靖电厂等o⊙⊙ω⊙ ▼,引进的同样国外技术o⊙⊙ω⊙ ▼,但目前该技术已大规模国产化o⊙⊙ω⊙ ▼,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⊙ω⊙、磨损等问题o⊙⊙ω⊙ ▼,德国MOLLER公司研制了特殊的双套管输送技术o⊙⊙ω⊙ ▼,国产最早应用于嘉兴电厂⊙ω⊙、杨柳青电厂⊙ω⊙、三河电厂⊙ω⊙、河律电厂⊙ω⊙、太仓电厂等o⊙⊙ω⊙ ▼,输送距离均在1000米左右o⊙⊙ω⊙ ▼,目前很多系统都还在运行?!-!﹏▊。该系统特点是解决了输送堵管问题o⊙⊙ω⊙ ▼,使得输送距离大幅延长o⊙⊙ω⊙ ▼,实际应用工程已达2800米o⊙⊙ω⊙ ▼,同时输送流速低⊙ω⊙、浓度高o⊙⊙ω⊙ ▼,使得磨损问题也得到较大改善?!-!﹏▊。该技术目前已完成国产化o⊙⊙ω⊙ ▼,在誎壁电厂⊙ω⊙、嘉兴电厂⊙ω⊙、平圩电厂等得到广泛的应用?!-!﹏▊。

 

4⊙ω⊙、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o⊙⊙ω⊙ ▼,据不完 全统计o⊙⊙ω⊙ ▼,2015112月份o⊙⊙ω⊙ ▼,火电完成投资980亿元o⊙⊙ω⊙ ▼,同比增长25.2%;火电新增装机规模4751万千瓦o⊙⊙ω⊙ ▼,比去年同期多投产1346万千瓦?!-!﹏▊。面对能源消费低迷⊙ω⊙、产能严重过剩⊙ω⊙、新电改的冲击⊙ω⊙、环保政策的加码等因素的不利影响o⊙⊙ω⊙ ▼,抓住电煤市场“跌跌不休”和金融市场相对宽松的有利时机o⊙⊙ω⊙ ▼,以五大发电集团为代表的发电行业经营发展“逆势而上”o⊙⊙ω⊙ ▼,亮点纷呈o⊙⊙ω⊙ ▼,经营指标大多创下2002年电改以来的“13年之最”?!-!﹏▊。20152月o⊙⊙ω⊙ ▼,我国人均装机历史性突破1个千瓦o⊙⊙ω⊙ ▼,新建机组市场持续升温?!-!﹏▊。虽然进入2016年o⊙⊙ω⊙ ▼,受宏观经济尤其是工业生产下行⊙ω⊙、产业结构调整⊙ω⊙、工业转型升级⊙ω⊙、供给侧改革以及全球气温等因素影响o⊙⊙ω⊙ ▼,火电建设步伐放缓慢o⊙⊙ω⊙ ▼,年利用小时数连续下降o⊙⊙ω⊙ ▼,但整个市场的投资机遇还是有的?!-!﹏▊。

 

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

 

本着节能环保⊙ω⊙、绿色发展的方向o⊙⊙ω⊙ ▼,加上近些年互联网技术的飞速发展o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,保护环境o⊙⊙ω⊙ ▼,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o⊙⊙ω⊙ ▼,降低人工维护工作量o⊙⊙ω⊙ ▼,甚至实现无人控制o⊙⊙ω⊙ ▼,还可以根据不同工况进行调节o⊙⊙ω⊙ ▼,节约能源o⊙⊙ω⊙ ▼,保护环境o⊙⊙ω⊙ ▼,绿色发展?!-!﹏▊。

 

 

来源:热力发电杂志社



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