本文主要介紹了北京國電龍源環(huán)保工程有限公司承德分公司五期至六期氣力輸粉系統(tǒng)，經(jīng)過對成品粉倉下料口、粉倉排空管、輸粉邏輯等進行整改，對輸粉系統(tǒng)發(fā)送罐下料量、閥門開度等進行跟蹤調(diào)試后，最終使氣力輸粉系統(tǒng)達到額定出力，為#3脫硫裝置的安全穩(wěn)定運行奠定了基礎;同時減少了粉倉向外噴粉的現(xiàn)象，減少了對周邊環(huán)境衛(wèi)生的影響。
概 述
承德分公司特許經(jīng)營項目：五期2×330MW(#1,2)供熱機組煙氣脫硫項目，六期1×330MW(#3)供熱機組煙氣脫硫項目，均采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，吸收劑為石灰石粉與水配制的懸浮漿液，副產(chǎn)品為二水石膏。五期脫硫項目設置有一臺出力為20t/h的干式球磨機，六期項目初設中沒有石灰石粉磨制系統(tǒng)，石灰石粉通過外購成品粉來解決，相對脫硫成本較高。
經(jīng)過調(diào)研和評估， 根據(jù)五期#1,2脫硫運行的實際情況，五期石灰石粉每小時的耗量約為6-9t/h，五期干式球磨機除保證#1,2脫硫正常用粉量外，扣除磨機檢修、維護等時間，如果延長磨機的運行時間可以向六期#3脫硫輸送所需部分石灰石粉的要求。
為節(jié)約脫硫劑石灰石粉的成本，分公司向特許中心申請六期#3脫硫增設制粉廠項目，電廠批復的新建制粉廠場地到六期#3脫硫直線距離約為1400米，途徑五期脫硫制粉系統(tǒng)，五期脫硫項目距離六期脫硫項目直線距離約為600米。與新建#3制粉廠同步增設一套氣力輸粉系統(tǒng)，其中五期至六期段輸粉系統(tǒng)于2013年1月建成并投入使用。
氣力輸粉系統(tǒng)簡介
五期石灰石粉倉至六期#3吸收塔石灰石粉倉入口的石灰粉輸送系統(tǒng)，包括粉倉下部的連接短管、發(fā)送罐、壓力輸送裝置、氣力輸送管道、管道切換閥、膨脹管接頭、排氣平衡管道及閥門等設備、組件。共設一套正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)，整套正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)設計出力為20t/h，運行方式采取連續(xù)或間斷運行。安裝位置：在石灰粉倉灰斗出口法蘭下方。
見下圖：
氣源部分
用于氣力輸送的壓縮空氣由壓縮空氣系統(tǒng)提供，共設空壓機2臺43.7 Nm3/min的空壓機，1臺運行，另1臺備用。其中發(fā)送罐輸粉部分用氣由空壓機系統(tǒng)提供，控制用氣由五期脫硫現(xiàn)場儀用壓縮空氣提供。
總流程
輸送系統(tǒng)組成：五期石灰石粉倉→進料閥→發(fā)送罐→出料閥→輸粉管道→#3吸收塔石灰石粉倉。
發(fā)送罐部分
發(fā)送罐部分含進料閥、發(fā)送罐、排氣閥、出料閥、進氣閥、補氣閥、高料位開關(guān)、遠傳壓力變送器、就地壓力表等一整套的發(fā)送罐輸送系統(tǒng)。發(fā)送罐設計容積6m3。
管道部分
粉管：輸粉管采用雙套管，彎頭采用耐磨陶瓷鋼鐵復合管，管徑能與粉管配合。輸粉管路始端設有一套灰氣混合器，管路始端設一壓力變送器，用以監(jiān)測管路的壓力，判斷是否堵管，保證輸送正常。
系統(tǒng)控制
控制范圍：從發(fā)送罐進料口到#3石灰石粉倉庫頂入口為止的所有設備及儀表，主要控制范圍如下：進料閥、進氣閥、出料閥、排氣閥、大補氣閥、小補氣閥、料位計電接點壓力表、灰管壓力變送器、空氣母管壓力變送器、儀用氣母管壓力變送器。
控制方式
本系統(tǒng)遠方采用DCS控制系統(tǒng)。整套系統(tǒng)采用聯(lián)網(wǎng)控制方式，在脫硫控制室內(nèi)通過脫硫監(jiān)控網(wǎng)絡上的操作員站對石灰粉輸送系統(tǒng)進行集中實時監(jiān)控，輸送系統(tǒng)就地不設常規(guī)控制儀表盤，中轉(zhuǎn)粉倉(成品倉)下發(fā)送罐區(qū)，就地設有一臺設備閥門就地控制箱，實現(xiàn)與遠方DCS的連接。
輸粉系統(tǒng)氣力輸送的工作過程
發(fā)送罐每進、出一次石灰石粉，即一個工作循環(huán)，其工作過程分成四個階段：
a.進料階段
自動打開排氣閥和氣動進料閥，進氣閥和出料閥關(guān)閉狀態(tài)，此時發(fā)送罐內(nèi)無壓力，石灰石粉靠重力自由落入發(fā)送罐內(nèi)，設置一定的進料時間，在發(fā)送罐料位高報警前，關(guān)閉進料閥和排氣閥。
b.氣化加壓階段
氣動進氣閥自動開啟，壓縮空氣從發(fā)送罐底部進入，將發(fā)送罐內(nèi)在石灰石粉進行氣粉擾動、混合，同時，泵內(nèi)的氣壓也逐漸上升。
c.輸送階段
當泵發(fā)送罐內(nèi)壓力達到一定值時，出料閥和小補氣閥自動開啟，輸送開始，發(fā)送罐內(nèi)石灰石粉逐漸減少。
d.吹掃階段
當發(fā)送罐內(nèi)石灰石粉輸送完畢，壓力下降到管道阻力時，進氣閥關(guān)閉，間隔一定時間，關(guān)閉出料閥，完成一次輸送循環(huán)，從而進入下一個工作循環(huán)。
自2013年1月26日五期至六期氣力輸粉系統(tǒng)投運后，運行一直不穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)如下問題：
1、下粉不暢通，進料量不穩(wěn)定，如人工敲打粉倉，進料時間過長或過短。
2、堵管后石灰石粉從成品倉頂部噴灑到周圍，“跑粉”嚴重。
3、“順啟”邏輯不能正常進行。出料閥、進氣閥、排氣閥經(jīng)常卡澀，打不開，需人工操作，甚至由檢修人員處理。
4、每小時輸粉量在3-8噸，完全達不到設計值20噸。
針對以上發(fā)現(xiàn)的問題，找來廠家人員指導，生產(chǎn)部各專業(yè)相關(guān)人員積極探討、跟蹤調(diào)試、反復試驗論證：
1、通過分析和探討，進料量不穩(wěn)定，主要是由于下料口為一直管(見圖片)，下料時阻力較大，不能暢通的下料。在最開始設置120s進料時間里，進料量不是太多就是太少：進料量太多(有時運行人員敲打下料口周圍后，下粉量太大，一瞬間就“料位高報警”)，當主管道壓力達到0.5 MPa時，使輸粉變得很困難，完成一個輸送工作循環(huán)最長時需要12分鐘，由于單個輸粉流程時間的增加，使同樣時間里輸粉次數(shù)減少，達不到設計出力;進料量太少(有時無論運行人員如何敲打下料口周圍，進入發(fā)送罐的石灰石粉依然很少)，當主管道壓力只有0.2MPa左右時，同樣啟動的一個輸粉工作循環(huán)，幾乎沒有粉輸送過去，同樣也達不到設計出力。
見下圖改造前輸粉情況的歷史曲線：
經(jīng)過研究，決定對下料口進行改造，根據(jù)經(jīng)驗和和重新測算下料口直徑，采用漏斗式，上大下小，小頭直徑不變DN200，大頭直徑DN800，大頭一面與成品倉連接，從而減少石灰石粉與成品倉壁的摩擦力，依靠重力，提高了下粉速度，節(jié)省了進料時間。
2、經(jīng)過研究，堵管后成品倉頂“跑粉”主要原因是：原有的排空管直徑太小，導致開排放時壓力高;排空管末端又接在粉倉中上部，尤其是當成品倉粉位較高時，粉倉內(nèi)壓力相應較高，輸粉管道堵管后，在打開發(fā)送罐排氣閥時，石灰石粉被空氣攪動起來，很容易從成品倉頂部噴射出來，嚴重時粉倉周邊的馬路全都是粉白一片，即影響了環(huán)境衛(wèi)生，同時增加了運行人員的工作量。經(jīng)過生產(chǎn)部相關(guān)人員探討研究，將排空管末端由中上部直接接至成品倉頂部，排空管直徑由DN50變徑成DN80。2013年9月份完成改造，到目前為止基本杜絕了成品倉“噴粉”的現(xiàn)象。(見圖片)
3、經(jīng)過對輸粉邏輯進行研究，發(fā)現(xiàn)不能“順啟”的主要原因是，輸粉邏輯中氣動門打開先后順序不合理，氣動門開、關(guān)時間和邏輯設置存在問題。出料閥經(jīng)常犯卡打不開，主要是原來的邏輯設置(“打開進氣閥，開到位延時15s”→“打開出料閥”)，由于設置中“打開進氣閥”的時間較長，造成發(fā)送罐內(nèi)氣化時間較長，發(fā)送罐內(nèi)壓力過高，這樣發(fā)送罐出料閥頂著壓力開閥，因此經(jīng)常犯卡，開不動;在當時的運行調(diào)整中由于出料閥犯卡開不動，試想通過打開進料閥或排氣閥釋放發(fā)送罐內(nèi)的壓力，結(jié)果由于發(fā)送罐內(nèi)壓力過高，導致進料閥和排氣閥也經(jīng)常犯卡，打不開，嚴重時就找檢修人員處理。
經(jīng)過反復調(diào)試，對其他不合理的邏輯進行了修改：輸粉邏輯的第五步由原來的 “打開小補氣閥”，改成 “打開進氣閥”。為了避免進氣閥開啟時間太長，使發(fā)送罐內(nèi)壓力升高，對打開進氣閥的時間進行了調(diào)整，經(jīng)過試驗，7s的時間相對較為合理，這個時間即能使發(fā)送罐內(nèi)石灰石粉充分氣化，又能確保發(fā)送罐內(nèi)壓力不太高，此時打開出料閥，輸送石灰石粉較為合理。經(jīng)過進一步調(diào)試，對打開出料閥的時間和條件進行了規(guī)定，對關(guān)閉小補氣的時間進行了改動，經(jīng)過多次試驗，修改后的輸粉邏輯已經(jīng)趨于合理。
10月份完成成品倉下料口改造后，根據(jù)成品倉料位和進料量情況，對下料時間、料位、進料量進行跟蹤調(diào)整。
正壓濃相氣力輸粉系統(tǒng)，進料量太多，容易造成輸粉量和進氣量不協(xié)調(diào)，輸粉困難，使輸粉時間延長，完成單個輸粉工作循環(huán)的時間增加，達不到設計出力;嚴重時還會造成輸粉系統(tǒng)大量賭粉，無法運行;進料量太少，啟動一個輸粉工作循環(huán)就會沒有粉輸送過去。
由于發(fā)送罐設計時為節(jié)省成本沒有設置料位計，只有一個“高料位報警”開關(guān)，因此調(diào)整合適的料位和進料量難度較大，要想把進料量控制在“高料位報警”之前和輸粉時主管道壓力在0.3MPa左右，只能反復修改下料時間，反復通過鐵器敲打發(fā)送罐外部來確定料位高低，再根據(jù)輸粉時主管道壓力來確定合理的下料時間。經(jīng)過多次調(diào)整、試驗，得出結(jié)論：下料時間控制在4-10s之間就能達到發(fā)送罐最佳輸粉粉位和輸粉量，輸粉粉位在發(fā)送罐椎體到主體的連接處，按照發(fā)送罐容積6m3計算，約為2噸多左右，且輸粉時主管道壓力基本能維持在0.3MPa左右。
由于進料時間由原來的120s縮短到4-10s，完成一個輸粉工作循環(huán)由原來的8-10分鐘縮短到現(xiàn)在的6分鐘左右;進料量也基本穩(wěn)定，按現(xiàn)在的進料時間4-10s，每次進料的料位和進料量基本穩(wěn)定，輸粉時主管道基本都能維持在0.3MPa左右，因此每一小時約完成8-10輸送工作循環(huán)，基本達到設計出力20t/h。按照調(diào)試結(jié)果，將原來邏輯中“打開進料閥，延時120s”進行了修改：取消原來的輸粉邏輯中固定的進料時間120s，改成可以由運行人員根據(jù)料位、進料量和主管道壓力自行設置的進料時間。由此，全部完成下料口改造和輸粉邏輯改動，目前氣力輸粉系統(tǒng)運行穩(wěn)定，符合設計出力。見下圖氣力輸粉邏輯修改前后對比圖：修改前后主管道壓力曲線圖
形成如下輸粉情況歷史曲線圖：
改造后DCS盤上氣力輸粉邏輯：
下料口和輸粉邏輯修改后輸粉情況歷史曲線：
為防止堵管，經(jīng)過調(diào)試，設置了大補氣聯(lián)鎖開啟條件：當主管道壓力升高0.45MPa延時15s，且出料閥開到位延時1s，從而降低堵管現(xiàn)象的發(fā)生。
4、在經(jīng)過上述改造后，對氣力輸粉系統(tǒng)整體進行調(diào)試，為保證空壓機的正常運行保護設備，在保證正常輸粉壓力的情況下，將發(fā)送罐進氣閥后手動閥開度減小，發(fā)送罐大補氣閥前和小補氣閥前的手動閥開度減小，同時禁止輸送壓力低于0.6MPa;經(jīng)過調(diào)整，即保證了合理的輸送壓力，又保證了輸粉達到設計出力，同時維持了空壓機的正常運轉(zhuǎn)。
取得的成果
1、經(jīng)過以上的改造和調(diào)整，目前氣力輸粉基本達到額定值20t/h的出力，且運行較為穩(wěn)定。為今后六期制粉廠輸粉起到一定穩(wěn)定作用，穩(wěn)定了#3脫硫石灰石粉的來源。
2、2013年五期共計向六期輸粉7748噸，按分公司磨制成石灰石粉成本約為110元/t，購買的成品石灰石粉成本約為190元/t，2013年輸粉用空壓機耗電量約為80萬Kwh，費用約為24萬，因此2013年全年節(jié)約石灰石粉費用約38萬元。
3、由于對成品倉空氣管的改造，減少了因堵管造成粉倉跑粉的現(xiàn)象，保護了環(huán)境衛(wèi)生。
結(jié)束語
脫硫運行的經(jīng)濟調(diào)整是多方面的，在細化管理、努力降低運行成本的大環(huán)境下，要想降低脫硫運行成本，就要從脫硫的每一個細節(jié)入手，做好每一個閥門、系統(tǒng)和微小環(huán)節(jié)的調(diào)整，使每一個環(huán)節(jié)的設備發(fā)揮最大效應，因此就要求我們不斷總結(jié)經(jīng)驗，不斷的進行研究和探討。
來源:電力行業(yè)節(jié)能環(huán)保公眾服務平臺 作者:蘇梅麗
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