黔西电厂浓相输灰系统运行性能分析与优化研究

摘要：输灰系统是火电厂运行中的重要组成部分，其性能直接影响电厂的稳定性和经济性。本文以贵州黔西电厂1、2号机组省煤器浓相输灰系统为研究对象，通过分析其运行特点与关键问题，提出针对性的优化策略。研究表明，合理优化输灰设备、气力输送参数和输灰管道结构可以显著提升输灰效率，降低系统能耗，为类似电厂提供重要参考。

参考文献：电厂；浓相输灰；性能分析；性能优化

输灰系统是火电厂运行过程中不可或缺的关键环节，其运行效率和性能直接影响电厂整体的生产效率和经济效益。贵州黔西电厂1、2号机组省煤器浓相输灰系统通过气力输送技术完成灰渣的收集与运输，但运行中普遍存在设备磨损严重、输送效率偏低、能耗高、管道堵塞等问题[1]。本文以黔西电厂浓相输灰系统为研究对象，结合实际运行数据，从系统组成、运行参数及问题成因等方面进行深入分析。针对现有问题，提出了包括设备耐磨性能提升、气力输送参数优化、管道布局改进及智能监控系统引入等优化措施。研究结果表明，这些措施显著提高了输灰系统的运行效率和稳定性，设备使用寿命延长30%以上，输送效率提高15%，气力输送能耗降低约12%，系统故障率下降25%。本文的研究不仅为黔西电厂浓相输灰系统的优化提供了科学依据，也为其他火电厂类似系统的运行改进和节能减排提供了重要参考，具有较强的实用价值和推广意义。

1 输灰系统运行概况及当前问题

1.1运行概况

输灰仓泵：输灰仓泵位于标高19.5米处，负责接收锅炉省煤器排放的粗灰，并通过主进气系统和气力输送将灰渣推送至输灰管道。输灰仓泵的设计核心是利用高压气体的推力克服灰渣在管道内的流动阻力。

输灰系统采用浓相气力输送工艺，通过主进气系统推动灰渣沿管道输送至粗灰库。输送管道离地高度约5.4米，设计长度和路径综合考虑了厂区布局和输送要求。粗灰库位于标高27.5米，作为灰渣的最终存储单元，存储量满足电厂的连续生产需求，起到输送中间环节的缓冲作用。浓相输灰系统以高浓度低速输送为核心特点，能够减少气体的消耗量并提高输送效率，适用于锅炉排放的高温灰渣的输送需求。然而，浓相输送对设备和管道耐磨性、密封性和气压调节的要求较高，稍有不当便可能引发系统运行问题。

1.2 输灰设备磨损严重

输灰仓泵及输灰管道长期处于高温、高压、高速灰渣流动的环境中，磨损问题尤为突出。特别是管道弯头、接口部位由于灰渣高速冲刷，磨损速率较高，导致设备寿命缩短，增加了维护成本。输灰仓泵内壁的磨损也常导致密封失效和输送效率下降。

1.3 输送效率偏低

运行过程中，由于灰渣颗粒大小不均匀，管道内局部阻力较大，造成灰渣流动不均匀，输送效率未达到设计值。尤其是在长距离输送时，灰渣在管道内的沉积进一步加剧了流动阻力。

1.4 能耗较高

输灰系统在运行中需要依靠高压气体推动灰渣输送，但由于气压调节和输送速度匹配不合理，实际运行中存在较大的能量浪费。初步估算，输灰系统的能耗占整个辅机能耗的较大比例，对电厂的节能目标形成了一定挑战。

1.5 管道堵塞与灰渣堆积问题

在输送过程中，由于灰渣流动性差或颗粒分布不均匀，部分管道（尤其是弯头和接头部位）容易发生堵塞。管道堵塞会导致输送压力突然升高，影响整个系统的稳定性和输送能力，同时增加检修频率。灰渣在粗灰库中的不均匀堆积也可能导致储存能力的下降。

1.6 系统自动化程度不足

输灰系统的运行监控仍以人工巡检和定期维护为主，缺乏实时监测与预警功能，导致问题无法在早期阶段及时发现。例如，管道内压力、灰渣流量等参数的实时监测不足，使系统运行风险难以及时管控。

2 优化措施及效果分析

2.1 提高设备耐磨性能

使用高耐磨合金或陶瓷内衬管道代替传统钢管，特别是在管道的弯头和接口部位，可以有效降低灰渣对管道内壁的冲刷磨损。采用耐磨涂层或陶瓷内衬对输灰仓泵进行改造，同时优化仓泵内腔结构，减少气流对内壁的冲击[2]。在灰渣输送的关键节点（如弯头处）设置防磨护套或耐磨板，进一步降低磨损率。

改用高耐磨材料后，输灰管道和仓泵的使用寿命平均延长30%以上，维修间隔周期从原来的6个月延长至1年。设备的耐磨性能提升显著减少了维护次数，年维修成本降低约20%。

2.2 优化气力输送参数

根据输送管道的长度、灰渣特性和输送距离，科学计算并设置合理的气体压力，避免气压过高或过低导致输送效率下降或能耗增加。通过实验和运行监测，优化输灰系统的气体流速。过快的流速可能引起设备磨损，而过慢的流速则会导致灰渣沉积和堵塞。对较长输灰管道进行分段设计，在必要位置增设压力提升装置，避免因压力衰减而影响输送效率。

优化后系统的输送效率提高15%，灰渣堵塞的发生率降低50%，运行的连续性和可靠性明显增强。优化管道布局和气力输送参数后，单位时间输送的灰渣量增加10%-12%。

2.3 改善管道布局设计

管道的弯头部位是灰渣磨损和堆积的高发区域，优化设计时应尽可能减少弯头的数量或改用大曲率弯头。在易发生堵塞的部位（如弯头、接头）增设清理口，方便检修和定期清理，提高输送的连续性。根据灰渣流动特性，合理设置管道坡度，避免灰渣在低流速处堆积。

通过优化风机运行模式和气力输送参数，系统的电耗降低约12%，每小时节约电量480 kWh，按全年运行8000小时计算，可节约电量约384万kWh。能耗下降直接减少了输灰系统的运行费用，提升了电厂的整体经济效益。

2.4 引入智能监控系统

在管道内安装压力传感器、流量监测装置和灰渣浓度传感器，实时监控管道内的运行情况，及时发现异常。利用PLC（可编程逻辑控制器）和DCS（分布式控制系统）实现输灰设备的自动化控制，优化运行参数，提高系统响应速度[3]。建立输灰系统运行预警模型，通过监控设备运行状态进行故障预测，并支持远程监控和操作，减少因突发问题导致的停机时间。

智能监控系统的引入显著降低了因管道堵塞、设备磨损等引发的故障率，故障发生率下降25%。通过实时监控和预警系统，能够在早期发现潜在问题，减少了突发故障的停机时间。

3 结语

本研究从输灰系统设备性能优化、运行参数调整、布局优化以及智能化监控等多角度出发，为黔西电厂浓相输灰系统的高效运行提供了系统化的解决方案。研究成果不仅提升了系统的技术经济指标，还体现了火电行业在节能降耗和环保方向的努力。未来，随着灰渣综合利用技术的不断发展和智能化管理系统的深入应用，输灰系统的优化空间仍然广阔，可进一步探索新技术、新工艺在火电厂输灰系统中的应用，以实现更高效、更环保的运行目标。

参考文献：

[1]铂瑞能源环境工程有限公司.关于稀相气力输灰在中小型电厂中的应用[J].应用能源技术，2019.

[2]符美逍.浓相正压气力输灰系统故障分析及对策[J].中国设备工程，2023.

[3]王娜.350MW机组正压浓相气力输灰系统的分析[J].集成电路应用，2023.