自动成拴阀在600MW机组输灰系统改造中的应用

    某发电厂每台锅炉配有2台静电除尘器，下设32个灰斗，每个灰斗下对应布置1台MD仓泵，其中一、二电场为大MD仓泵，三、四电场为小MD仓泵。一电场灰斗下安装8台80/8/10MD型仓泵，采用MD仓泵串联的方式，通过一条输灰管路输送到2座粗灰库。2座灰库之间通过库顶切换阀切换。二电场灰斗下安装8台45/8/8MD型仓泵，通过一条输灰管路输送到1号细灰库。三、四电场灰斗下各安装8台6/8/6MD型仓泵，通过一条输灰管路输送到2号细灰库。二、三、四电场按时间顺序和灰斗料位优先运行。由于三、四电场灰量较少，两电场之间可以通过管路切换阀交替运行。输灰气源由专门设置的除灰空压机提供，气动阀的控制气源由主机的仪用空压机和灰库仪用空压机提供。
    1 自动成拴阀的工作原理
    ZCX-16型自动成栓阀门是一种自动开闭的气力输送专用成栓阀门，它能在输送管道发生堵管时自动开启，在输送管道畅通后自动关闭，从而实现管道满管输送，解决堵管难题，提高了气力输送系统运行的经济性和可靠性。
    ZCX-16型成栓阀安装在输送管道和压缩空气管道之间，当输送管道发生堵管时可以自动打开，使管道内的灰成栓，当成栓完成，管道疏通后自动关闭。在阀门开启和关闭过程中不用任何控制元件，阀门打开和关闭时的压力可以根据需要进行调节，从而提高了气力输送系统运行的可靠性，降低了生产成本。并且只有在管道压力高的地方（需要成栓的点）阀门才开启成栓，减少了压缩空气的用气量；完成成栓后，输送管道内的压力会降低，当降低到一定值时，阀门自动关闭。
    自动成栓阀的工作原理如下（见图1）。
    （1）成栓前：成栓前管道内的灰近似满管，管道输送状态近似堵塞或堵塞（可通过调节成栓设备的开启压力进行调节），管道压力增加，本系统设计为0.25MPa开启。
    （2）栓塞的形成：当输送管道内的压力达到成栓设备的开启压力时，成栓设备开始工作，把管道内的灰分成若干个成栓单元进行成栓。此时，每个成栓阀门的作用就是把本单元的灰向灰库方向推进。
    （3）栓塞的退化：随着成栓设备的进气和栓柱在管道中的运动，栓塞会渐渐退化，同时管道内的压力也会随之下降，当压力下降到一定值时（本系统设计为0.21MPa），成栓设备会自动关闭，管道内的灰自由流动。当管道内的灰在失去成栓设备的作用后，又会恢复到堵管或近似堵管的状态时，又到了成栓前的条件。
    （4）整个工作过程为：成栓前—栓塞形成—栓塞退化—成栓前。

    2 改造前的状况与堵灰原因分析
    随着电厂用煤逐渐紧张，燃烧用煤煤质也越来越差，机组原设计600MW满负荷运行时产灰量为88t/h，而实际达到130t/h，严重超出设计值。在此情况下，机组负荷高或锅炉燃煤煤质发生变化时，不仅产生的灰量大，而且飞灰颗粒度粗，极易引起输灰不畅而堵管，造成电除尘器灰斗高料位、部分电场短路跳闸。为降低电除尘器灰斗料位，不得不进行人工事故排灰。这样不仅造成电除尘器区域污染严重，并且消耗了大量人力、物力和财力。
    3 改造措施
    （1）从原压缩空气母管新接一条自动成栓阀专用伴气管，管道为89×4.5的无缝钢管。此管与灰管平行并列一直到灰库底部。在伴气管与输灰母管连接处加装1个DN80的手动隔离门，并在伴气管上开口焊接自动成栓阀进气连接件。
    （2）在主输灰管路上沿气流45°开口方向安装自动成栓阀进气管，开口时需要停止仓泵运行，焊接完成后关闭进气组件阀门，气力输灰系统可以运行。自动成栓阀与伴气管路的连接件一一对应，用专用的PU管快速连接。相邻2个仓泵之间加装3套自动成拴阀，远离仓泵输灰管线加装自动成拴阀逐级减少，一直加装至灰库底部。完成所有的安装工作，设备投入运行进行调试，根据输灰现场的实际输送工况调节自动成栓阀的开启及关闭压力，调试完成后一般不再做调节。
    4 调试压力与循环时间设置
    电除尘一电场输灰管路上自动成栓阀安装结束以后，根据输灰现场的实际输送工况调节自动成栓阀的开启压力为0.25MPa、关闭压力为0.20MPa；在输送压力达到0.40MPa时，关闭所有流化阀；在输送压力降至0.07MPa时，输灰程序结束，开始进行下一轮输灰程序。改造后，仓泵落料时间调整范围为50～200s，输送间隔范围为400～650s。
    经过灰斗积灰后满泵试验，落料时间改为55s以上，输送平均时间330～420s可完成一个输灰循环，如果煤种较好循环时间间隔更长。改造前后的参数对比如表1所示。

    5 结束语
    对电除尘一电场输灰管线进行改造、加装自动成栓阀以后，当机组高负荷或锅炉燃煤发生变化时，无论灰量还是颗粒度（比重）如何，都能满足一电场正常输灰。最大输灰量由改造前的90t/h提高到改造后的120t/h，避免了因管路堵塞引起电除尘器灰斗高料位、部分电场短路跳闸等现象，彻底解决了人工事故排灰、电除尘器区域污染等问题。