燃煤电厂输灰系统优化运行的研究

鲁慧斌

国 能 驻马店热电有限公司，河南 驻马店 463000

摘 要: 压缩空气是具有多种用途的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力等多个行业。某燃煤电厂运行十年，随着设备系统的增加，压缩空气系统在运行过程中存在设备配置和系统调节方式不合理的问题， 呈现出“大马拉小车”的现象，系统调节方式落后，有必要对压缩空气系统进行节能优化，有效避免仪用空压机频繁加载和卸载，同时对布袋喷吹和气力输灰控制运行方式进行控制优化，减少耗气量，减少空压机的运行台数，节能效果明显，0成本、风险小、收益快。

关键词：逻辑优化；节能

0 系统简介

某燃煤电厂2×330MW机组，除灰系统采用正压浓相气力输送方式将锅炉省煤器、布袋除尘器排灰输送至储灰库进行储存，每台锅炉配置1套气力输灰系统。锅炉除尘器型式为布袋除尘器，每台炉4×4个灰斗，除尘器灰斗收集的灰通过双套管浓相除灰系统由管道输送到场外灰库中贮存。

输灰的输送设有专门的空压机系统，该系统分为仪用压缩空气系统和输灰压缩空气系统。仪用压缩空气主要给仪表控制装置、阀门、以及布袋除尘器布袋喷吹提供压缩空气动力源，输灰压缩空气系统主要为布袋输灰提供气源。空压机房位于 2 台机组布袋除尘器的中间，采用PLC控制系统进行主控，采用上位机进行操作监控 。超净改造后目前共有空压机 9 台，其中仪用空压机 5 台，除灰空压机 4 台。

1 存在的问题

该公司2020年#1机组大修期间，对#1布袋输灰管道进行改造，输灰管道由原来的4条增添至6条，困扰公司多年的灰斗料位高，输灰困难的情况彻底消失，但出现输灰压缩空气耗气量增加，输灰空压机加载时间增长，且存在较改造前多启动一台空压机，输灰厂用电率增加的情况。

目前状况：（1）需保证压缩空气品质。现场单纯采取仪用和除灰空压机系统互联的方式，虽对压缩空气母管压力有所提高，但仪用压缩空气品质下降，增加了压缩空气低点排水频次，且不利于冬季系统的安全稳定运行。需适应深度调峰需求。（2）机组深度调峰加剧，机组全天低负荷时间段增长，空压机启动数量多，空载时间长，但存在停一台空压机压缩空气不够用的情况。

2 因素分析和要因确定

为达到减少输灰系统耗气量，减少输灰空压机加载时间,减少输灰空压机

启动数量目的。对现场因素进行分析判断，最终确认要因。

（1）因素：煤质差。检查方法：调取输灰管道改造前平均灰份35.66%，改造后平均灰份34.64%，灰份较改造前降低1.02%，确定为非要因。

（2）因素：输灰阀门存在内漏。检查方法：经检查阀门存在内漏，但是输灰压力无明显下降情况，且检修期间阀门内漏为必检必修内容，确定为非要因。

（3）因素：输灰管道存在泄漏。检查方法：经排查输灰管道长期磨损变薄，存在漏点，现场检修时已增补弯头和加强厚度，日常无明显漏点，确定为非要因。

（4）因素：仪用和除灰联络门打开。检查方法：通过对比，联络门打开时，除灰压缩空气较仪用压力高，在满足输灰压力情况，输灰压缩压缩空气耗气量不变，确定为非要因。

（5）因素：灰气比不合理。检查方法：灰气比与输送长度和管径有关。改造后单位时间内输灰条数增加，变相增加输送长度，确定为次要因。

（6）因素：单位时间输灰条数增加。检查方法：通过对比，输灰管道改造后单位时间输灰条数增加，相当于增加输送长度，灰气比变小，耗气量增加，确定为要因。

3 制定对策

采取开展逻辑运行优化，实现一次一条输灰管道输灰的技术措施。通过单位时间内减少输灰条数的方法，实现单位时间内一条输灰管道运行的目标。

4 对策实施

对原输灰系统逻辑进行优化设置两种模式切换。

模式1：高负荷模式，使用原输灰逻辑；

模式2：低负荷模式；

1.单排增加输灰次数设定，可设定此排每轮输灰次数。

如：输灰次数设定为2，则对该排执行输灰-停运-装灰顺控步骤两次后再跳转至下一排。如：输灰次数设定为0，则直接跳过该排输灰步序进入下一排。

2.输灰排数顺序

A侧一排；A侧二排；B侧一排；B侧二排；三排；四排。

3.顺控步骤：

以A侧一排为例：

（1）输灰：开出料阀，开进气阀，开混灰器主进气阀延迟120s，输气管压力至0.1MPa延迟30s，进入停运步序。

（2）停运：关进气阀，关混灰器主进气阀，延迟30秒关出料阀，检测单排输灰次数是否完成，如完成，进入装灰步序，并对A侧二排开始输灰步序；如未完成，进入装灰步序，待装灰步序完成后，继续对A侧一排执行输灰步序。

（3）装灰：开所有进料阀透气阀，延迟（设定装灰时间）/发送罐高料位报警，关所有进料阀，关所有透气阀。

5 效果检查

（1）单机运行期间，平均负荷180MW,空压机启动数量1台，空压机电流在32-38A之间加载和卸载，储气罐压力保持在

0.53-0.62MPa之间，灰斗料位保持在1m以下。

利用单机运行期间，每条输灰管道轮流输灰，实现单位时间内1条管道输灰运行，并记录数据。（单位时间内较之前减少2条输灰）。

（2）双机运行期间，平均负荷350MW,空压机启动数量2台，空压机电流在34-38A之间加载和卸载，储气罐压力保持在0.5-0.59MPa之间，灰斗料位保持在1m以下。

双机运行期间，#1、#2分别每条输灰管道轮流输灰，实现单位时间内2条管道输灰运行，并记录数据。（单位时间内较之前减少4条输灰）。

6 效益分析

（1）以上优化方案实施后，根据现场机组实际运行情况，实现高、低负荷模式的自由切换，耗气量减少，效果显著。具体体现为：在负荷率同比降幅4.27%的情况下，除灰系统耗电率降幅0.032%。

（2）安全性方面，输灰逻辑优化后单位时间内输灰运行条数和阀门开关数量减少，故障率降低，避免了因输灰压缩空气压力低造成堵管输灰困难等情况发生。

（3）经济性方面，深度调峰全天低负荷10小时。空压机额定电流51.4A，额定功率350Kw,满载电流43.6A，日常平均运行电流35A，按照全天低负荷10小时计算，停运一台空压机运行，每天可节约电量：6*1.732*0.85*10*35=3092KWh，上网电价按0.35787元/KWh，每年可节约电费约40万元。

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