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煙氣脫硫丨氣力輸粉系統(tǒng)出力調(diào)整措施的探討

分類:行業(yè)熱點(diǎn) > 大氣防治    發(fā)布時(shí)間:2018年4月8日 9:44    作者:來源:電力行業(yè)節(jié)能環(huán)保公眾服務(wù)平臺(tái) 作者:蘇梅麗     文章來源:北極星固廢網(wǎng)

本文主要介紹了北京國電龍?jiān)喘h(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(duì)成品粉倉下料口、粉倉排空管、輸粉邏輯等進(jìn)行整改,對(duì)輸粉系統(tǒng)發(fā)送罐下料量、閥門開度等進(jìn)行跟蹤調(diào)試后,最終使氣力輸粉系統(tǒng)達(dá)到額定出力,為#3脫硫裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ);同時(shí)減少了粉倉向外噴粉的現(xiàn)象,減少了對(duì)周邊環(huán)境衛(wèi)生的影響。

概 述

承德分公司特許經(jīng)營項(xiàng)目:五期2×330MW(#1,2)供熱機(jī)組煙氣脫硫項(xiàng)目,六期1×330MW(#3)供熱機(jī)組煙氣脫硫項(xiàng)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(xiàng)目設(shè)置有一臺(tái)出力為20t/h的干式球磨機(jī),六期項(xiàng)目初設(shè)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(duì)脫硫成本較高。

經(jīng)過調(diào)研和評(píng)估, 根據(jù)五期#1,2脫硫運(yùn)行的實(shí)際情況,五期石灰石粉每小時(shí)的耗量約為6-9t/h,五期干式球磨機(jī)除保證#1,2脫硫正常用粉量外,扣除磨機(jī)檢修、維護(hù)等時(shí)間,如果延長磨機(jī)的運(yùn)行時(shí)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(qǐng)六期#3脫硫增設(shè)制粉廠項(xiàng)目,電廠批復(fù)的新建制粉廠場(chǎng)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(xiàng)目距離六期脫硫項(xiàng)目直線距離約為600米。與新建#3制粉廠同步增設(shè)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(shè)備、組件。共設(shè)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(shè)計(jì)出力為20t/h,運(yùn)行方式采取連續(xù)或間斷運(yùn)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(shè)空壓機(jī)2臺(tái)43.7 Nm3/min的空壓機(jī),1臺(tái)運(yùn)行,另1臺(tái)備用。其中發(fā)送罐輸粉部分用氣由空壓機(jī)系統(tǒng)提供,控制用氣由五期脫硫現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)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(jìn)料閥、發(fā)送罐、排氣閥、出料閥、進(jìn)氣閥、補(bǔ)氣閥、高料位開關(guān)、遠(yuǎn)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(shè)計(jì)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(fù)合管,管徑能與粉管配合。輸粉管路始端設(shè)有一套灰氣混合器,管路始端設(shè)一壓力變送器,用以監(jiān)測(cè)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(jìn)料口到#3石灰石粉倉庫頂入口為止的所有設(shè)備及儀表,主要控制范圍如下:進(jìn)料閥、進(jìn)氣閥、出料閥、排氣閥、大補(bǔ)氣閥、小補(bǔ)氣閥、料位計(jì)電接點(diǎn)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(yuǎn)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(luò)上的操作員站對(duì)石灰粉輸送系統(tǒng)進(jìn)行集中實(shí)時(shí)監(jiān)控,輸送系統(tǒng)就地不設(shè)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(shè)有一臺(tái)設(shè)備閥門就地控制箱,實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)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(jìn)、出一次石灰石粉,即一個(gè)工作循環(huán),其工作過程分成四個(gè)階段:

a.進(jìn)料階段

自動(dòng)打開排氣閥和氣動(dòng)進(jìn)料閥,進(jìn)氣閥和出料閥關(guān)閉狀態(tài),此時(shí)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(shè)置一定的進(jìn)料時(shí)間,在發(fā)送罐料位高報(bào)警前,關(guān)閉進(jìn)料閥和排氣閥。

b.氣化加壓階段

氣動(dòng)進(jìn)氣閥自動(dòng)開啟,壓縮空氣從發(fā)送罐底部進(jìn)入,將發(fā)送罐內(nèi)在石灰石粉進(jìn)行氣粉擾動(dòng)、混合,同時(shí),泵內(nèi)的氣壓也逐漸上升。

c.輸送階段

當(dāng)泵發(fā)送罐內(nèi)壓力達(dá)到一定值時(shí),出料閥和小補(bǔ)氣閥自動(dòng)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(dāng)發(fā)送罐內(nèi)石灰石粉輸送完畢,壓力下降到管道阻力時(shí),進(jìn)氣閥關(guān)閉,間隔一定時(shí)間,關(guān)閉出料閥,完成一次輸送循環(huán),從而進(jìn)入下一個(gè)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(yùn)后,運(yùn)行一直不穩(wěn)定,發(fā)現(xiàn)如下問題:

1、下粉不暢通,進(jìn)料量不穩(wěn)定,如人工敲打粉倉,進(jìn)料時(shí)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(yán)重。

3、“順啟”邏輯不能正常進(jìn)行。出料閥、進(jìn)氣閥、排氣閥經(jīng)???,打不開,需人工操作,甚至由檢修人員處理。

4、每小時(shí)輸粉量在3-8噸,完全達(dá)不到設(shè)計(jì)值20噸。

針對(duì)以上發(fā)現(xiàn)的問題,找來廠家人員指導(dǎo),生產(chǎn)部各專業(yè)相關(guān)人員積極探討、跟蹤調(diào)試、反復(fù)試驗(yàn)論證:

1、通過分析和探討,進(jìn)料量不穩(wěn)定,主要是由于下料口為一直管(見圖片),下料時(shí)阻力較大,不能暢通的下料。在最開始設(shè)置120s進(jìn)料時(shí)間里,進(jìn)料量不是太多就是太少:進(jìn)料量太多(有時(shí)運(yùn)行人員敲打下料口周圍后,下粉量太大,一瞬間就“料位高報(bào)警”),當(dāng)主管道壓力達(dá)到0.5 MPa時(shí),使輸粉變得很困難,完成一個(gè)輸送工作循環(huán)最長時(shí)需要12分鐘,由于單個(gè)輸粉流程時(shí)間的增加,使同樣時(shí)間里輸粉次數(shù)減少,達(dá)不到設(shè)計(jì)出力;進(jìn)料量太少(有時(shí)無論運(yùn)行人員如何敲打下料口周圍,進(jìn)入發(fā)送罐的石灰石粉依然很少),當(dāng)主管道壓力只有0.2MPa左右時(shí),同樣啟動(dòng)的一個(gè)輸粉工作循環(huán),幾乎沒有粉輸送過去,同樣也達(dá)不到設(shè)計(jì)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(duì)下料口進(jìn)行改造,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和和重新測(cè)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(jìn)料時(shí)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(dǎo)致開排放時(shí)壓力高;排空管末端又接在粉倉中上部,尤其是當(dāng)成品倉粉位較高時(shí),粉倉內(nèi)壓力相應(yīng)較高,輸粉管道堵管后,在打開發(fā)送罐排氣閥時(shí),石灰石粉被空氣攪動(dòng)起來,很容易從成品倉頂部噴射出來,嚴(yán)重時(shí)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(shí)增加了運(yùn)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(duì)輸粉邏輯進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)不能“順啟”的主要原因是,輸粉邏輯中氣動(dòng)門打開先后順序不合理,氣動(dòng)門開、關(guān)時(shí)間和邏輯設(shè)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(shè)置(“打開進(jìn)氣閥,開到位延時(shí)15s”→“打開出料閥”),由于設(shè)置中“打開進(jìn)氣閥”的時(shí)間較長,造成發(fā)送罐內(nèi)氣化時(shí)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(dòng);在當(dāng)時(shí)的運(yùn)行調(diào)整中由于出料閥犯卡開不動(dòng),試想通過打開進(jìn)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(dǎo)致進(jìn)料閥和排氣閥也經(jīng)常犯卡,打不開,嚴(yán)重時(shí)就找檢修人員處理。

經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,對(duì)其他不合理的邏輯進(jìn)行了修改:輸粉邏輯的第五步由原來的 “打開小補(bǔ)氣閥”,改成 “打開進(jìn)氣閥”。為了避免進(jìn)氣閥開啟時(shí)間太長,使發(fā)送罐內(nèi)壓力升高,對(duì)打開進(jìn)氣閥的時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整,經(jīng)過試驗(yàn),7s的時(shí)間相對(duì)較為合理,這個(gè)時(shí)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(shí)打開出料閥,輸送石灰石粉較為合理。經(jīng)過進(jìn)一步調(diào)試,對(duì)打開出料閥的時(shí)間和條件進(jìn)行了規(guī)定,對(duì)關(guān)閉小補(bǔ)氣的時(shí)間進(jìn)行了改動(dòng),經(jīng)過多次試驗(yàn),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(jìn)料量情況,對(duì)下料時(shí)間、料位、進(jìn)料量進(jìn)行跟蹤調(diào)整。

正壓濃相氣力輸粉系統(tǒng),進(jìn)料量太多,容易造成輸粉量和進(jìn)氣量不協(xié)調(diào),輸粉困難,使輸粉時(shí)間延長,完成單個(gè)輸粉工作循環(huán)的時(shí)間增加,達(dá)不到設(shè)計(jì)出力;嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成輸粉系統(tǒng)大量賭粉,無法運(yùn)行;進(jìn)料量太少,啟動(dòng)一個(gè)輸粉工作循環(huán)就會(huì)沒有粉輸送過去。

由于發(fā)送罐設(shè)計(jì)時(shí)為節(jié)省成本沒有設(shè)置料位計(jì),只有一個(gè)“高料位報(bào)警”開關(guān),因此調(diào)整合適的料位和進(jìn)料量難度較大,要想把進(jìn)料量控制在“高料位報(bào)警”之前和輸粉時(shí)主管道壓力在0.3MPa左右,只能反復(fù)修改下料時(shí)間,反復(fù)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(shí)主管道壓力來確定合理的下料時(shí)間。經(jīng)過多次調(diào)整、試驗(yàn),得出結(jié)論:下料時(shí)間控制在4-10s之間就能達(dá)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(jì)算,約為2噸多左右,且輸粉時(shí)主管道壓力基本能維持在0.3MPa左右。

由于進(jìn)料時(shí)間由原來的120s縮短到4-10s,完成一個(gè)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(jìn)料量也基本穩(wěn)定,按現(xiàn)在的進(jìn)料時(shí)間4-10s,每次進(jìn)料的料位和進(jìn)料量基本穩(wěn)定,輸粉時(shí)主管道基本都能維持在0.3MPa左右,因此每一小時(shí)約完成8-10輸送工作循環(huán),基本達(dá)到設(shè)計(jì)出力20t/h。按照調(diào)試結(jié)果,將原來邏輯中“打開進(jìn)料閥,延時(shí)120s”進(jìn)行了修改:取消原來的輸粉邏輯中固定的進(jìn)料時(shí)間120s,改成可以由運(yùn)行人員根據(jù)料位、進(jìn)料量和主管道壓力自行設(shè)置的進(jìn)料時(shí)間。由此,全部完成下料口改造和輸粉邏輯改動(dòng),目前氣力輸粉系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,符合設(shè)計(jì)出力。見下圖氣力輸粉邏輯修改前后對(duì)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(shè)置了大補(bǔ)氣聯(lián)鎖開啟條件:當(dāng)主管道壓力升高0.45MPa延時(shí)15s,且出料閥開到位延時(shí)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(duì)氣力輸粉系統(tǒng)整體進(jìn)行調(diào)試,為保證空壓機(jī)的正常運(yùn)行保護(hù)設(shè)備,在保證正常輸粉壓力的情況下,將發(fā)送罐進(jìn)氣閥后手動(dòng)閥開度減小,發(fā)送罐大補(bǔ)氣閥前和小補(bǔ)氣閥前的手動(dòng)閥開度減小,同時(shí)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(dá)到設(shè)計(jì)出力,同時(shí)維持了空壓機(jī)的正常運(yùn)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(dá)到額定值20t/h的出力,且運(yùn)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(jì)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(jī)耗電量約為80萬Kwh,費(fèi)用約為24萬,因此2013年全年節(jié)約石灰石粉費(fèi)用約38萬元。

3、由于對(duì)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(hù)了環(huán)境衛(wèi)生。

結(jié)束語

脫硫運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)調(diào)整是多方面的,在細(xì)化管理、努力降低運(yùn)行成本的大環(huán)境下,要想降低脫硫運(yùn)行成本,就要從脫硫的每一個(gè)細(xì)節(jié)入手,做好每一個(gè)閥門、系統(tǒng)和微小環(huán)節(jié)的調(diào)整,使每一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)備發(fā)揮最大效應(yīng),因此就要求我們不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷的進(jìn)行研究和探討。


來源:電力行業(yè)節(jié)能環(huán)保公眾服務(wù)平臺(tái)  作者:蘇梅麗  

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