浓相正压飞灰气力输送系统 异常处理与优化运行

1.设备概述

1.1静电除尘器

某厂2×300MW机组锅炉除尘器采用双室四电场静电除尘器，除尘

器灰斗内的飞灰经气力输送系统输送至灰库，然后由气卸干灰运输车外

运供综合利用或经 双轴搅拌机加湿后由自卸汽车运往灰场。每只灰斗

的容积能满足锅炉8～10小时满负荷运行。为防止温度降至露点以下使

灰板结，灰斗有良好的保温措施，并装设 灰斗板式电加热器，使其保

持灰斗壁温不低于120℃，且高于烟气露点温度5～10℃。每个灰斗都

设有高低料位指示装置；装设两个防止斗内灰结拱的气化装置 （刚玉

多孔板），对称布置。气化风由灰斗气化风机及电加热器供给。

1.2气力输送系统

本工程采用双套管系统浓相正压输送系统，输送能力按锅炉MCR工

况下设计煤种排灰量的150%进行设计。该系统采用克莱德华通物料有

限公司生产的MD 泵，适用于中等出力、中长距离的集中输送，为压力

式仓泵。每台泵包括进气组件、柔性接头、进料圆顶阀、排气圆顶阀、

出料圆顶阀（只有出口泵有）、气路连接 件（包括气动进气阀、过滤

器、节流孔板、止回阀等）。每组的第一个泵称为主泵，它配备更多侧

配气装置。每组最后一个泵称为出口泵，它与灰管连接，只有它配 有

出料圆顶阀。输灰管道采用内外双套管结构。两台炉共用粗灰库2座、

细灰库1座，通过切换阀可任意切换。

1.3工作原理

浓相正压飞灰气力输送系统通过脉冲气力把管道中的物料切割成一

段段料栓和气栓，利用料栓两端的静压差来推动料栓运动。系统的核心

部分是一只仓储式气力 发送泵（下称仓泵）。仓泵由仓体、蝶阀、排

气阀、加料口、气体管路等组成，气阀到圆锥体内部突起的气嘴，使气

体产生涡流，随着仓泵内部压力的增加，被送物 料成涡旋状流动，以

达到物料顺利输送的目的。利用较低的气压实现低速度、高浓度的输

送。其工作流程大致如下：

1）灰斗内的料位计未被覆盖或循环周期未到，入口圆顶阀关闭并

密封，此时不消耗空气。

2）当同一组所有灰斗中任何一个的料位计被覆盖或定时到，系统

触发，仓泵的入口圆顶阀打开，进料计时器开始计时，并持续一个设定

时间使得灰落入仓泵 中。

3）一旦设定的进料时间到达，入口圆顶阀关闭，密封圈加压密

封，并由压力开关确认密封正常。然后主泵的进气阀打开，压缩空气将灰从仓泵输送到灰库。

4）在进气管线上设有双压力开关，当探测到管线内的压力下降到

一定值时，关闭压缩空气入口阀，系统复位，等待下一个循环。

2.管道阻塞原因分析

2.1锅炉受热面泄漏

2007年10月，1号炉顶棚过热器泄漏，运行期间，运行人员未调整

气力输送系统运行参数，当时系统堵管故障频发，勉强维持到停炉。停

炉后，检查一级 电场灰斗出料口处灰板结严重，仓泵落料不畅，发"灰

斗高料位"报警。最后只能组织人工放灰，才彻底清空灰斗。因为粉煤

灰的表面有很多孔隙和裂缝，孔隙率最 大可达60%～70%，这种结构

对水的吸附作用很强。当锅炉受热面发生泄漏时，飞灰吸附了大量水

分，使灰的粘性增加，内摩擦增大，流动性差，流动阻力增 大，造成

堵管。

2.2锅炉启停投助燃油

锅炉启动初期、停炉后期或运行中长时间投助燃油后，因煤油混

烧，使灰粘性大，在输送过程中，灰粒逐渐沉降，易发生堵管。

2.3电场故障退出运行

2008年2月，2号炉2室1电场因可控硅故障停运。为防止灰斗内积

灰，未关闭仓泵进料手动插板门，仓泵仍按原运行参数继续运行。几天

后，运行人员发 现一级电场输送压力偏高，后来发展为输灰管道频繁

堵塞。将仓泵进料时间由原60秒逐步调整为5秒后，仍无好转，将仓泵

进料手动插板门关闭后，才解决堵管问 题。可见此次堵管问题主要是

因2室1电场故障停运引发的。烟气经过未投运的电除尘器时，一部分重

力大于烟气浮力而降落于灰斗的灰称为沉降灰。通常情况下， 灰的粒

度越小，灰的流动性越强；灰的粒度越大，灰的流动性越差。沉降灰一

般颗粒粗大，表面粗糙，在输送过程中，灰粒逐渐沉降，易发生堵管。

2.4锅炉大幅度降出力

锅炉大幅度降出力导致飞灰温度降低，一旦灰温低，烟气容易结

露，使输送阻力增大，发生堵管。

2.5锅炉吹灰

锅炉吹灰时，灰量大、灰粒大，对一级电场输灰影响较大，有时可

能造成堵管。

2.6仓泵故障的影响

2.6.1补气逆止阀污堵

克莱德华通物料公司在仓泵后输灰管道上设有补气逆止阀，补气的

目的就是把管道中的物料切割成一段段料栓和气栓，然后通过料栓两端的静压差来推动料栓运 动，实现物料输送。有段时间，2号炉2级电场

出现输灰管道频繁堵管，仓泵落料时间只能维持10秒加不上去的异常现

象。我们进行几天跟踪排查，发现3个补气 逆止阀阀体温度偏高（正常

情况应略低于环境温度）。解体检查后，分析原因为补气逆止阀橡胶阀

芯因长期高温而失去弹性，已无法实现止回功能，使灰回流到空气 管

道里，致使阀体温度偏高。因空气湿度大，当补气逆止阀及空气管道里

有灰进入时，发生板结，导致补气逆止阀堵塞，不能实现切割物料的作

用，结果造成管道堵 塞。

2.6.2进气阀不严

2008年6月，运行人员发现2号炉2室1电场灰斗出现高料位，其他

灰斗料位均正常，检查1、3、4室电场仓泵进料正常，惟独2室1电场仓

泵进料量很 小。延长1-4室电场仓泵落料时间后，2室1电场仓泵仍不正

常。后2室1电场因料位过高，造成灰斗变形，只能通过灰斗上的人工放

灰口放灰，严重污染环境。 运行、检修部门协同配合，经多方采取措

施排查原因，发现2室1电场仓泵进气阀内漏，致使仓泵内部有残压，灰

斗中的飞灰不能完全依靠自重力落入仓泵内；加之 后期仓泵排气管因

排气压力低不能携带飞灰进入灰斗反而积聚在排气管内，导致排气管堵

塞，结果造成仓泵已基本不进料。随着时间的推移，灰斗料位越来越

高。

2.6.3仓泵进料圆顶阀密封失灵

2009年3月，运行人员发现1号炉一级电场输灰管道输送压力偏

高，将仓泵进料时间逐渐调减后，有所好转。但只要增加仓泵进料时

间，输灰管道便出现堵 塞现象。为确定堵管原因，运行人员依次将四

台仓泵进料时间调整为0秒，仅保留一台仓泵进料。当安排4室1电场仓

泵进料时，发现管道输送压力异常偏高，说明 该仓泵在同等进料时间

下进料量异常。后通过敲打仓泵方式，发现该仓泵在进料阀关闭情况

下，有飞灰进入仓泵，导致仓泵正常进料后输送异常。经检修人员解体

检 查确定问题的症结是进料圆顶阀阀芯陶瓷密封片与金属阀芯间松

脱，已不能起到密封作用。

2.7灰斗的影响

运行中，该厂曾因灰斗气化板裂、气化板密封失效，致使灰斗内流

化效果差灰板结，引发仓泵落料不畅。随着时间的推移，灰斗料位越来

越高，在自重力作用 下，飞灰经破裂或密封失效的气化板进入气化风

管道甚至气化风母管中，造成堵塞。因气化风系统不能正常提供灰斗气

化风，导致其它灰斗内流化效果差、灰板结， 仓泵落料不畅，从而形

成恶性循环。 2.8灰库切换阀的影响

2009年5月，1号炉一级电场输灰管道自1号灰库切换至2号灰库

后，运行人员发现输送压力偏高，后来发展为输灰管道频繁堵塞。将仓

泵进料时间由原 60秒逐步调整为5秒后，仍无好转。仓泵停止进料，执

行吹扫程序时，吹扫压力降至0.1Mpa时不再下降。后经过逐段排堵，

确定原因为一级电场输灰管道至 2号灰库切换阀阀芯脱落呈半开状态，

导致管道通流不畅。

3.解决对策

3.1规范运行操作

静电除尘器各加热器至少在锅炉点火前12小时投运，以确保灰斗和

各绝缘件（绝缘瓷套管、电瓷转轴等）的干燥，检查各加热器系统的电

流是否正常。静电除 尘器短期停运时，加热系统与飞灰输送系统应保

持运行；长期停运时，应待灰斗排空后再停运飞灰输送系统，最后停运

各加热装置。

3.2运行参数的监控与调整

3.2.1当出现下列情况时，运行人员应注意输送系统运行曲线监

视，当发现输灰压力偏高或输送时间增加时，应及时对运行参数进行调

整。

1）锅炉吹灰。

2）锅炉投助燃油。

3）电场故障退出运行。

4）锅炉受热面泄漏。

5）某级电场输送系统因故短时退出运行后，再次投运。

6）锅炉大幅度降出力。

7）燃煤灰份异常偏大。

8）灰斗出现低料位、高料位信号。

3.2.2异常工况气力输送系统调整方式与注意事项

1）出现上述异常工况时，运行人员将仓泵进料时间改为5-10秒，

并根据输灰压力和输灰时间的长短相应减小循环周期，满泵个数改为1-

2个，以减小仓 泵和输灰管道负荷，本着"少量多次"的原则，加强输

灰，防止堵管和灰斗积存飞灰。

2）在机组异常工况消失，逐步恢复正常的过程中，应根据输送系

统运行曲线，逐步调整增加各级电场的进料时间、循环周期，直至灰斗

低料位信号消失出现正 常料位信号后，将运行参数调整到最佳值。

3）在出现文中提到的异常运行工况下，有时对灰库也造成不利影

响，灰库出灰工作亦可参考上述措施。 3.3灰斗流化装置改造

为防止因气化板裂、气化板密封失效，飞灰进入气化风管道中，造

成堵塞，不能正常提供灰斗气化风问题的发生，厂内利用机组检修机

会，将每个灰斗气化风管 在气化板所在标高的基础上抬高1.50米，一

级电场灰斗再增加两个气化板，这样可有效避免气化板问题产生的不利

影响。另外，运行中注意气化风机风压监视， 定期监测气化风管道金

属温度，可以判断该系统工作情况。

5.优化运行

该厂气力输送系统采用连续工作的方式，灰斗始终处于接近空斗状

态，也即输送系统是在灰斗料位低于低料位（此时为正常料位）情况下

运行。该运行原则，一 方面可避免因灰斗存灰搭桥、板结造成下灰不

畅的问题；一方面在输送系统故障时，利用灰斗存灰，可留有足够的处

理时间，增加机组运行的安全性。

1）仓泵进料时间调整

在输灰控制系统中，进料时间的设定是从进料圆顶阀开启开始计算

到进料结束的整个过程。进料时间到，进料圆顶阀自动关闭，流化空气

阀打开，将仓泵内的飞 灰输送到灰库。进料时间的长短，需根据机

组、输送系统的运行情况来设定。如机组、输送系统运行情况良好，可

将进料时间设定长些，保持较高的输送浓度，相应 减小空压机能耗。

当机组出现异常工况，造成输灰压力偏高或输送时间增加时，应将进料

时间调整相对短些，以免发生输灰管道堵管和灰斗存灰搭桥、板结造成

下灰 不畅的问题。

2）仓泵满泵个数的设定

满泵个数的设定是根据输送系统的运行情况、灰量的大小、灰斗料

位情况来决定的。在运行情况良好、灰斗料位正常时，通常把满泵个数

调整为3-4个，尽量 保证输送系统满负荷运行，以保证机组安全可靠运

行，提高系统运行经济性。但在运行情况不佳时，如出现低、高料位信

号时，则应减小满泵个数，本着"少量多 次"的原则，加强输灰，防止堵

管和灰斗积存飞灰。

3）输灰循环周期的设定

循环周期是从仓泵进料圆顶阀开启到输送完毕直至下次进料圆顶阀

开启所用的时间。循环周期长短设定的原则是在保证输送系统运行正常

的情况下，可相对延长 循环周期，以提高输送系统运行经济性。

4）气化风量的调整

运行人员将一电场至四电场的气化风量进行优化调整，使一电场的

气化风量增加，加强一级电场流化效果。