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                              火電廠除灰系統發展

                              1、除灰系統的發展

                               

                              管道物料輸送是用有壓氣體或液體作為載體在密閉的管道中達到運送散料或容器的目的。它有別于常見的輸水、輸氣或輸油等單相流,而屬于多相流,即氣固、液固或氣固液兩相和三相流輸送。氣力輸送系統屬于其中應用較為廣泛的一類。

                               

                              我國是一個產煤大國,又是一個以火電為主的電力生產大國,在很長一段時間內火力發電一起占據主導地位,且在短時間內這種局面依然不會改變。我國火電廠的燃煤大多又都屬于劣質煤,灰分高是普通現象,每年排放的數以千萬噸的灰渣僅給經濟建設和環境保護帶來了巨大壓力,必須進行有效的處理才能保證安全穩定、經濟環保的運行。

                               

                              上世紀五、六十年代,我國火電廠輸灰系統都比較簡單,幾乎均為低濃度的水力輸灰,即所謂的“321溝”的單一模式。為了節水,加強環境保護,減少灰場用地和投資,以及灰渣綜合利用等方面的要求,漸漸向多類型探索發展,先后發展了高濃度水力輸灰、機械輸灰和氣力輸灰技術。

                               

                              氣力輸送技術應用于燃煤電廠約始于上世紀20年代,主要用于除塵器區域的干灰輸送。但直到50年代中后期,國內少數燃煤電廠才開始接觸使用氣力輸送系統,主要是負壓形式;60年代以后,倉式氣力輸送技術開始得到應用;直到進入80年代,國內眾多電廠開始陸續引進國外各種類型的輸送設備及相關技術,氣力輸送技術在火電廠行業開始得到蓬勃發展。

                               

                              2、優勢與劣勢

                               

                              水除存在很多問題,特別隨著國家對環保的重視和對水資源的保護,節水、節能減排已成為對燃煤發電企業生產的重要目標,這個大家都比較清楚了,主要問題如下:

                               

                              (1)灰渣與水混合后,將失去松散性能,灰渣所含的氧化鈣、氧化硅等物質亦要引起變化,活性降低,不利于灰渣的綜合利用。

                               

                              (2)灰渣中的氧化鈣含量較高時,易在灰管內結成垢污,堵塞灰管,難以清除。

                               

                              (3)除灰水與灰渣混合多呈堿性,pH值超過工業“三廢”的排放規定,不允許隨便從灰場內向外排放,不論采取回收或處理措施,都需要很高的設備投資和運行費用。

                               

                              (4)浪費土地資源。一般灰場庫容要按發電廠裝機容量所排放的灰渣量不少于貯存10年的要求進行設計,因此需要占用大量土地。同時,灰場一般距離電廠較遠(幾公里至十幾公里),沿程管道同樣需要占用一定數量的土地,造成資源浪費。

                               

                              氣力除灰與傳統水力除灰和機械除灰相比,具有明顯的優點:

                               

                              (1)節省大量沖灰水,節省資源;

                               

                              (2)輸送過程中,灰的固有活性和其它物化特性不受影響,有利于粉煤灰的綜合利用;

                               

                              (3)減少灰場占地;

                               

                              (4)避免了灰場對地下水和周圍環境的污染;

                               

                              (5)不存在灰管結垢和腐蝕的問題;

                               

                              (6)系統自動化程度大大提高,所需運行人員較少;

                               

                              (7)設備簡單,占地面積小,便于布置;

                               

                              (8)輸送路線選取方便,布置靈活;

                               

                              (9)便于長距離集中和定點輸送,等等。

                               

                              但人們也普遍關心的是氣力輸送方式有如下不足:(1)、與機械輸灰相比,動力消耗較大,管道磨損比較嚴重;(2)、輸送距離和出力受到一定限制;(3)、管道產生堵管,給運行維護帶來很大不便;(4)、對于正壓系統,若維護不當,容易對周圍環境造成污染;(5)、對運行人員技術素質要求比較高;(6)、對粉煤灰的粒度和潮濕度都有一定限制,粗大和潮濕的灰不宜輸送。其中,正壓輸送方式普遍困擾用戶的難題就是管道磨損和堵管。隨著技術的發展,以上問題均可通過一定的方法進行處理,任何技術的應用都有一定的前提條件,也不可千篇一律,生搬硬套。

                               

                              3、除灰系統的主要類型及國內應用

                               

                              (1)負壓輸送

                               

                              負壓輸送是較早出現的氣力輸送形式,其主要設備包羅茨風機、真空泵、抽氣器,適用于多點受料向一處集中輸送,不存在跑灰、冒灰現象,工作環境相對清潔。但受真空度極限的限制,系統出力和輸送距離都受到一定限制,流速較高,磨損嚴重,應用領域有限。

                               

                              國內較早應用負壓的輸送石橫電廠,引進的是美國ALLEN公司技術。上安電廠、福州電廠、寶鋼自備電廠等也有較早的負壓應用先例。負壓輸送技術目前在國內應用已較少,僅在特定領域和特定環境條件下適用。

                               

                              負壓集中+正壓輸送形式在印度市場有較為廣泛的應用。

                               

                              (2)低正壓輸送

                               

                              除塵器灰斗下安裝氣鎖閥,在輸送風壓(如回轉式鼓風機)的作用下以正壓形式將氣灰混合物輸送至灰庫,特點是輸送壓力較低,輸送距離和輸送出力相比負壓輸送得到較大提升,但流速同樣較高,磨損嚴重,需對管道采取特殊處理措施。

                               

                              國內較早應用此種輸送形式是安徽平圩電廠、北倫港電廠等,均為600MW級機組,引進的同樣是國外技術,如美國ALLEN、UCC、澳洲FLAKT等。平圩電廠已改造為國產雙套管輸送系統,北倫電廠原系統目前仍在使用。

                               

                              (3)正壓輸送

                               

                              經歷了低正壓輸送技術的發展,流態化倉泵輸送技術開始廣泛發展,包括上引式、下引式等,輸送壓力提高,輸送距離和出力進一步得到大幅提升,空氣動力源開始廣泛使用空壓機,灰氣比大幅提高,磨損問題得到改善,得到了較為廣泛的應用。

                               

                              國內較早應用此種輸送形式是太原一熱電廠、曲靖電廠等,引進的同樣國外技術,但目前該技術已大規模國產化,已廣泛應用于國內多家電廠。

                               

                              (4)雙套管輸送

                               

                              針對正壓輸送易出現的堵管、磨損等問題,德國MOLLER公司研制了特殊的雙套管輸送技術,國產最早應用于嘉興電廠、楊柳青電廠、三河電廠、河律電廠、太倉電廠等,輸送距離均在1000米左右,目前很多系統都還在運行。該系統特點是解決了輸送堵管問題,使得輸送距離大幅延長,實際應用工程已達2800米,同時輸送流速低、濃度高,使得磨損問題也得到較大改善。該技術目前已完成國產化,在誎壁電廠、嘉興電廠、平圩電廠等得到廣泛的應用。

                               

                              4、氣力除灰技術未來發展方向

                               

                              國內火電行業近些年蓬勃發展,據不完 全統計,2015112月份,火電完成投資980億元,同比增長25.2%;火電新增裝機規模4751萬千瓦,比去年同期多投產1346萬千瓦。面對能源消費低迷、產能嚴重過剩、新電改的沖擊、環保政策的加碼等因素的不利影響,抓住電煤市場“跌跌不休”和金融市場相對寬松的有利時機,以五大發電集團為代表的發電行業經營發展“逆勢而上”,亮點紛呈,經營指標大多創下2002年電改以來的“13年之最”。20152月,我國人均裝機歷史性突破1個千瓦,新建機組市場持續升溫。雖然進入2016年,受宏觀經濟尤其是工業生產下行、產業結構調整、工業轉型升級、供給側改革以及全球氣溫等因素影響,火電建設步伐放緩慢,年利用小時數連續下降,但整個市場的投資機遇還是有的。

                               

                              就氣力除灰系統而言,目前除灰系統所有技術及關鍵設備已全部國產化,并得到了國產諸多項目的運行檢驗,已滿足國內火電蓬勃發展的要求,用戶不必再苛求進口設備,不相信國人技術。

                               

                              本著節能環保、綠色發展的方向,加上近些年互聯網技術的飛速發展,高濃度輸送+智能化控制的氣力除灰系統必然是未來發展的重點方向。高濃度輸送可以在同樣的基本條件下節約能源,保護環境,提高效率;智能化控制可以進一步提升目前除灰系統的自動化水平,降低人工維護工作量,甚至實現無人控制,還可以根據不同工況進行調節,節約能源,保護環境,綠色發展。

                               

                               

                              來源:熱力發電雜志社



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