热电厂气力输灰系统的改造

曹生平,吕万勇，杜 潇

(内蒙古兰太实业股份有限公司,内蒙古阿拉善 750333)

1 前言

随着现代科技的飞速发展，以及国家绿色环保理念不断深入,锅炉辅机系统的改造和完善越来越受到关注及重视。内蒙古兰太实业股份有限公司热电分厂(以下简称“热电分厂”)锅炉是从2017-08开始调试使用。使用初期热电分厂气力输灰系统出现许多问题，为了保障锅炉连续生产运行，经过研究分析，就原有输灰系统进行改造创新。新型输灰系统不仅保障了锅炉的正常运行，还大大减轻了系统维护工作量，解决了旧系统存在的问题。

2 气力输灰系统存在问题分析

热电分厂输灰系统分两路(电场和布场)，灰斗6个(电除尘2个、布袋除尘4个)，气动控制阀16个，其中，带有密封圈的气动阀(落料阀)6个。

2.1 系统工艺流程

该系统由除尘器、仓泵、气源、管道、灰库等组成，采用PLC集中控制方式，实现系统设备协调有序运行。系统采用仓泵作为关键输送设备，仓泵直接连接在各除尘器灰斗下，接受电除尘和布袋除尘收集的灰尘，同时采用压缩机作为动力源，通过密闭管道，在高浓度、低流速的状态下把飞灰输送至贮灰库。如图1所示。

图1 输灰系统工艺流程图Fig.1 Process flow chart of ash conveying system

2.2 故障分析

2.2.1 系统各个气动阀输灰过程中不能正常开关

气力输灰控制系统主要是靠气动阀控制，所以气动阀的正常动作对输灰系统至关重要。热电分厂投产初期气力输灰系统自动运行中频繁出现气动阀开关不灵敏。经过多次的观察和分析，发现利用压缩空气将仓泵中的灰尘输送至灰库这一环节中，压缩空气的压力会急剧下降，同时仪用气压力也随之下降，使各个气动阀不能正常开关从而导致输灰系统失控。所以，稳定的仪用气压是保证输灰系统正常运行的关键。

2.2.2 PLC自动控制程序缺陷

热电分厂气力输灰采用PLC集中控制实现对输灰系统的手动和自动控制。在自动控制过程中每个环节都环环相扣，自动运行过程中总是会出现突然停止的现象。经过对控制程序和控制过程的研究和观察，发现自动循环过程中每两个循环之间都是紧紧相连无时间间隔，输送过程会消耗大量的压缩空气，导致压缩空气气源压力下降太快，一方面造成空压机一直处于加载状态，负荷过重；另一方面会使下个循环过程中，由于压缩空气压力低气动设备无法正常工作，导致循环无法继续进行。除此之外，循环过程过于频繁，也会大大的降低气动设备的使用效率。

2.2.3 落料阀密封圈损坏频繁

气力输灰系统落料阀采用气动圆顶阀，它是由一个球形阀芯和一个充气的橡胶密封圈组成。热电分厂6个落料阀的密封圈每隔3 d～5 d就有破损。当密封圈破损后，一方面灰尘会通过圆顶阀的排气孔排出，造成现场环境污染；另一方面，在输送环节中由于仓泵中压力高灰尘会通过密封圈气源管倒吹至阀岛污染气源，影响其它气动设备的正常工作；同时密封圈频繁破损使维修人员和操作人员的工作量大幅度增大，加之密封圈的购买成本高，频繁损坏对热电分厂也是一笔不小的开支。经过查阅资料和对现场反复的观察、分析、研究，发现密封圈的损坏与其工作压力有关，压缩空气压力为0.7 MPa，压力过大，这是密封圈频繁破损的原因之一。

3 气力输灰系统存在问题的改进措施

(1)经分析掌握了各个气动阀在输灰过程中开关不灵敏的原因是没有稳定的仪用气压。经过讨论研究决定在仪用气管路上选择合适的位置添加一个仪用气储罐，给气动执行机构。

(2)完善和优化PLC自动控制。经过对整个控制流程的分析，决定增设气力输灰系统自动控制循环间隔时间。在PLC自动控制程序中增加定时器/计数器来实现，通过电脑控制画面组态中设置后，可以在控制画面中现实循环间隔时间的调节。工作人员可以通过锅炉负荷大小灵活调整间隔时间，实现输灰系统的自动调节运行。自动控制流程见图2。

图2 自动控制流程图Fig.2 Flow chart of automatic control

(3)为了能给密封圈提供可靠的工作压力，研究决定就地改善改变密封圈的控制方式，将密封圈的控制气压降低，即把密封圈输出从阀岛组隔离出来对其进行独立控制，并在其气路中安装一个过滤减压阀，对气源再次隔离净化，将气源压力由0.7 MPa逐渐降低，如图3。经过多次试验，确定0.4 MPa为密封圈的最佳工作压力。此项改进于2018-01-16在气力输灰系统电场的两个落料阀进行改进试行。从试行以来电场输灰系统运行平稳，密封圈的破损明显减少，大大延长了密封圈的使用寿命。有了在电场改善试行的成功，在2018年大检修期间把布场的6个密封圈气路控制进行全部改造。

图3 密封圈控制方式示意图Fig.3 Schematic diagram of sealing ring control mode

4 效果验证

(1)加装仪表工作气源的不间断储气罐后，仪用气源稳定，气动设备运行流畅。

(2)完善和优化PLC自动控制后，实现输灰系统自动调节运行，节能降耗，减小空压机加载负荷。

(3)节约成本，延长了密封圈的使用寿命。

(4)大大降低了故障频次，减轻了运行和维修人员的工作量。

(5)改善了现场环境。