旺吉项目 2×335MW 燃煤电站水力输灰系统灰粉泄露、制浆混合器频繁堵塞分析及处理

一、引言

燃煤电厂在发电过程中会产生大量的灰渣，这些灰渣需要通过除灰系统进行处理。水力除灰作为一种常见的除灰方式，具有输送距离远、适应性强等优点。然而，在实际运行过程中，制浆混合器频繁堵塞、泄漏干灰为制约水力除灰系统稳定性的关键因素。因此，本文将对制浆混合器堵塞、灰粉泄漏问题进行深入研究。

二、水力除灰系统组成和运行流程

1、旺吉电站7、8 号机组的除尘设计为脉冲布袋除尘器，单台机组布袋除尘器分为 A、B 侧，单侧有8 个滤室，每个滤室设置单独灰斗，每个灰斗配置一套制浆混合系统，单侧8 个灰斗采用连续滚动间断的卸灰方式。制浆系统由除灰系统、水力输灰系统、灰浆处理系统组成，三大系统既独立又关联。布袋除尘器每个灰斗配置一套制浆混合系统，构成设备有：手动插板门、电动给料机、落灰管、补气阀、制浆混合器、进水手动门、进水电动门等。

2 、制浆系统设计运行流程

灰斗里的灰粉经过手动插板门进入给料机，在给料机的作用下均匀进入灰水混合器，经过和冲洗水均匀混合成灰浆溶液后流入灰浆沟道，灰浆沟道布置成 8°～10 的倾角，以利于灰浆水向灰浆池方向快速流动，汇集于灰浆池，利用灰浆泵输送至灰场。灰场灰浆水经过沉淀后，清水打回循环利用（运行方式：制浆混合器间断运行）。

3、制浆混合器的工作原理

制浆系统工艺流程如下图：

现场安装的制浆混合器是文丘里混合器，又称喷射式混合器。是一种本身没有运动部件的简单装置，它是由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成。利用来自冲洗水泵具有一定压力（0.4-0.5MPa）的冲洗水进入制浆混合器水室，通过一圈环状分布的喷嘴高速喷入到文丘里管内，使压力能转化速度能，在喷嘴出口区域形成真空，灰粉被注入到真空区域，灰粉与冲洗水发生强烈的湍流运动和剪切力作用。在扩压管内进行均匀混合及能量交换，并使速度能还原成压力能，快速排至输灰沟道。

三、现场实际异常情况

1、旺吉电站 7、8 号机组自投运以来，两台布袋除尘器下 32 个灰斗给料机运行过程中或给料机停运后，制浆混合器出口、补气阀处频繁发生漏灰现象，干灰扬尘严重污染厂区环境。

2、对制浆混合器解体检查发现落灰管不同程度发生受潮沾灰堵塞现象

3、对制浆混合器冲洗水喷嘴检查发现喷嘴不同程度被杂物、沉淀堵塞现象

4、制浆混合器堵塞危害及后果分析

混合器堵塞是影响灰水混合效率和设备稳定运行的重要因素。为了深入分析混合器堵塞的原因，本文从设计与安装、水质条件、以及运行参数调整等多个方面进行分析探讨。

四、混合器堵塞、扬尘原因探讨分析

混合器堵塞导致输灰不畅，严重影响除尘输灰系统安全稳定运行。泄漏的扬尘对周边环境造成严重污染，对作业人员的身体健康和污染区域内的电气、热控、转动机械等设备构成严重威胁。同时，频繁堵塞导致作业人员的疏通清理强度大幅增加。

1、系统设计与安装

制浆系统运行工艺为：布袋除尘器灰斗--手动插板门---电动给料机---落灰管---补气阀----混合器---灰沟道----灰渣浆池。经现场观察发现，目前现场制浆系统设计安装不符合规范和实际要求。制浆系统停运后，混合器出口不定期内漏干灰，造成环境严重污染。其原因是给料机出口未设计关断隔离阀门。给料机因壳体和叶轮之间存在间隙，不能作为隔离设备。灰斗、下灰管和给料机残留灰粉受到系统振动和重力的作用下极易泄漏发生扬尘现象。

2、混合器设计

混合器的结构、尺寸等设计因素也会影响其堵塞情况。主要体现在混合器灰粉出料口和冲洗水喷嘴设计不合理，相对距离较近，喷射夹角较小等原因易造成的混合效果不佳，微量灰粉未充分混合，进入灰沟道造成少量扬尘外溢。

3、水质条件

冲洗水的硬度、pH 值、浊度等水质指标对灰渣的溶解和沉积过程具有显著影响。水质不佳导致部分混合器冲洗水喷嘴结垢、堵塞，喷嘴出口区域真空破坏，负压降低，灰粉不能有效吸入，灰水混合效果不佳，进入灰沟道出现微量扬尘现象。

4、介质温度改变

介质温度的变化也是导致混合器堵塞的重要原因之一。灰粉进入前混合器温度约 100℃，其与常温冲洗水混合后，叠加灰水介质在管道和灰沟道高速流动，灰水介质温度升高，少量蒸发为水蒸气，造成混合器落灰管内壁持续受潮粘灰，加剧堵塞现象的发生。5、运行维护

5.运行维护

运行维护不当也是导致制浆混合器堵塞的重要原因。例如：灰水比不合理、未建立定期清理混合器落灰管、冲洗水喷嘴、滤网等制度都会导致堵塞问题的加剧。

五、解决方案研究

1、在灰斗给料机下增加气动闸板阀门，单侧循环输灰给料机停用后气动闸阀自动关闭，防止灰斗及给料机残留灰粉自混合器出口外造成扬尘现象。

2、通过整体加长混合器环状分布的冲洗水喷嘴长度约0.7mm，改变环状喷嘴斜度增大出水夹角，夹角由原设计50°扩大至100°。提浆混合器湍流运动和剪切能力，增加混合效果，降低微量灰粉自灰沟道外溢现象。

3、混合器用水主要是以场外灰浆池沉淀回收水为主，循环水为辅。对场外回收水进行二次沉淀，高位溢流口增加滤网，从源头减少质进入系统。冲洗水箱、冲洗水泵入口滤网、混合器水室和喷嘴，根据现场实验结果建立定期循环清理机制，确保水系统畅通无阻。

4、通过调整给料机入口手动闸板门和降低给料机频率等措施降低灰水浓度。灰水比由原设计 1：2.5 降至 1：5，一方面降低了灰水溶液的温度，另一方面提升了流动性，降低了灰渣沉淀堵塞输灰管线入口的风险。同时降低混合器冲洗水压力和流量，避免灰水溶液在管道和灰沟道内高速流动导致温度升高，遏制水蒸气的产生，降低落灰管持续受潮粘灰堵塞的频次。

5、加强巡回检查效果和频次，早发现早治理，对系统设备易磨损部位进行定期检查、修复、更换。同时，我们还需详细记录故障现象、原因和处理过程。这些记录不仅有助于我们分析故障的根本原因，还能为今后的高效履约运维工作提供宝贵的参考。通过不断总结经验教训，我们可以逐步完善设备的维护体系，提高设备的稳定性和可靠性，确保输灰系统安全稳定运行。

六、方案实施及效果评价

混合器喷嘴改造

通过上述对水力输灰系统的改造和运行参数优化调整，取得了显著成效，减少了制浆混合器的堵塞频次，避免干灰扬尘严重污染环境。降低人员清理疏通劳动强度。同时灰浆浓度的降低，避免灰渣浆池灰粉沉淀导致输灰管线入口堵塞的风险。切实提高水力除灰系统的稳定性和可靠性。但是文丘里喷射器作为固、液混合器，混合效果不佳是硬伤，导致灰沟道依然存在微量灰粉外溢现象，这也是我们下一阶段对输灰系统设备进一步迭代更新，选择更加高效、混合效果良好的设备进行替换，杜绝灰粉扬尘污染环境的现象发生。