摘 要：原沙角A電廠4號、5號機組粉煤灰的處理為濕式排放處理，由於其儲灰場容積已接近設計年限，從經濟和環保的角度出發，需要進行改造。經研究，粉煤灰處理由濕式排放處理改為干灰處理，干灰輸送系統選用了正壓密相倉式氣力輸送系統。這種技術首次用於廣東省內的電廠中。鑒此，介紹了氣力輸送系統原理、配置、改造中的技術難點和解決方法。改造后，該系統達到設計出力，運行情況良好。
關鍵詞：正壓密相；氣力輸送；干灰；處理；改造
沙角A電廠4號、5號機組裝機容量均為300MW，於1992年、1993年先後建成投產。每台爐配置兩台雙室四電場靜電除塵器，共計32個灰斗。除灰系統原設計為水力除灰系統，兩台爐設一座灰漿泵房。在電除塵器灰斗下的干灰，由電動鎖氣器均勻給料，落入箱式沖灰器製漿，灰漿落入灰溝並自流入灰漿泵房前的灰漿緩衝池，最後由灰漿泵輸送至外部灰場。
沙角A電廠4號、5號機組粉煤灰的處理為濕式排放處理。濕式水力除灰的運行環節多，佔用大量的土地和水資源，且排入灰場的灰水會造成環保上的二次污染，對灰場周圍的居民亦有一定的影響。另外，原儲灰場容積已接近設計年限，不能滿足電廠發電期排灰渣的要求，之前雖然在原有灰壩的基礎上增加了高度以增大庫容，但如繼續向灰場排灰，灰場的容量也很難滿足電廠發電期的需要，而且堆放在灰場的濕灰亦很難利用。
干灰處理能保持干灰的特性，做到物盡其用，變廢為寶，既有利於環保要求，又節約灰場改造的費用，既有利於電廠的經濟效益，又可發揮更大的社會效應。
1 工程實施
本工程從1998年開始醞釀，1999年成立了電廠工作小組並作初步可行性研究。經技術經濟分析比較，最後本工程選用了正壓密相倉式氣力輸送系統。
1．1 氣力輸送系統原理
正壓密相倉式氣力輸送系統通過脈衝氣力把管道中的物料切割成一段段料栓和氣栓，利用料栓兩端的靜壓差來推動料栓運動。密相氣力輸送系統的核心部分是一隻倉儲式氣力發送泵（簡稱AV泵）。
倉泵由倉體、蝶閥、排氣閥、加料口、氣體管路等氣閥到圓錐體內部突起的氣嘴，使氣體產生渦流，隨著發送器內部壓力的增加，被送物料成渦旋狀流動，以達到物料順利輸送的目的，可利用較低的氣壓實現低速度、高濃度的輸送。其工作流程如下：
a）灰斗內的料位計未被覆蓋，入口圓頂閥關閉並密封，此時不消耗空氣。
b）當同一組所有灰斗中任何一個的料位計被覆蓋，系統觸發，AV泵的入口圓頂閥打開，進料計時器開始計時，並持續一個設定時間使得灰落入AV泵中。
c）一旦設定的進料時間到達，入口圓頂閥關閉，密封圈加壓密封，並由壓力開關確認密封正常。然後主輸送器的進氣閥打開，壓縮空氣將灰從AV泵輸送到灰庫。
d）在進氣管線上設有壓力變送器，當探測到管線內的壓力下降到0．03 MPa時，關閉壓縮空氣入口閥，系統複位，等待下一個循環。
1．2 輸送灰系統的簡述
1．2．1 電除塵器排灰量
依據鍋爐設計，燃用山西煤種，4號、5號機組每台爐滿負荷燃用煤為130 t／h，按1997年統計數值，煤的平均灰分（質量分數）為15．33％，灰渣量為0．994 t／h，灰量為8．29 t／h。
一電場產灰率69％，二電場產灰率22％，三、四電場合起來產灰率9％；煤灰回收率95％，煤灰回收銷售率98％。
1．2．2 干除灰系統的配置
本系統按兩台爐為一個單元進行設計，每台爐設一套正壓密相氣力輸送泵系統，每套系統出力為25 t／h，輸送管線長度約200 m。採用程序控制，控制方式按料位和時間兩種方式進行。在電除塵器每個灰斗下安裝1台氣力輸送泵。一電場下選用規格為0．7 m3的氣力輸送泵，每4個灰斗為一組運行，設一根輸灰管，管道內徑選用175 mm；二電場下選用規格0．5 m3的氣力輸送泵，每4個灰斗為一組運行，設一根輸灰管，管道內徑選用150mm；三、四電場選用規格0．5 m3的氣力輸送泵，每4個灰斗為一組運行，三、四電場切換運行，共設一根輸灰管，管道內徑選用150 mm。一、二電場的粗灰通過氣力輸送泵經管道用正壓氣力輸送至原灰庫，三、四電場的灰通過氣力輸送泵直接用正壓氣力輸送至細灰庫。若二電場的灰能滿足粒度要求時，也可將二電場的灰通過氣力輸送泵經管道用正壓氣力輸送至細灰庫。
在輸送系統中設置3台空壓機，其中2台運行，1台備用。兩台爐共用一座原灰庫，採用鋼結構型式，有效容積800 m3，可儲存兩台爐一、二電場約17 h的灰量。在原灰庫下設置兩種卸灰方式：干灰經汽車散裝機直接裝罐車外運，銷售原灰；干灰進入分選系統或原水力除灰系統。
設置細灰庫一座，兩台爐共用，採用鋼結構形式，灰庫直徑8．6 m，有效容積500 m3，可儲存兩台爐約20 h的細灰量。在原灰庫下設置一種卸灰方式：干灰經汽車散裝機直接裝罐車外運，銷售細灰。
為使各座灰庫卸灰流暢，在每台灰庫的庫底均設有氣化板，將加熱的氣化風源源不斷地送入灰庫，使灰處於懸浮狀態，並確保庫底的灰處於流態化狀態。
1．3 改造中的技術難點和解決方法
1．3．1 模擬量介面的調試及處理
本系統通過主控站的兩塊模擬量採集卡（1771－1FE）對其4～20 mA的電流信號進行採集。但在調試中發現，空壓機的電流信號不能正常顯示，但人工測量正常，而且接入該信號后，該卡上所有的點都有不同程度的干擾，斷開該採集信號后，其它測點正常。經檢查發現，空壓機的電流信號是採用四線制的方式，而其它信號如管道壓力，料位計等都是採用二線制，需提供24 V直流電源。后將其電流信號改為二線制后，信號正常。
1．3．2 設備聯鎖的改進
a）試運行中發現3台氣化風機不能實現互為備用聯鎖。經檢查分析，主要為繼電器邏輯方面的原因，漏接一根線，對其做了改進后工作正常。
b）根據設計原則空壓機系統應具有遠程啟停和監控功能。但在調試中發現空壓機系統中的乾燥器僅能就地操作。由於空壓機本身具有出口壓力聯鎖，因而乾燥器亦應隨空壓機啟停和聯鎖。經分析，通過對乾燥機的控制邏輯做相應的改動，即通過增加相應的壓力開關和中間繼電器，最後實現了與空壓機的聯鎖、遠程啟停功能以及現場停機功能。
2 系統運行情況
系統通過輸送泵送灰進入輸灰管道后，其流態呈濃相栓流狀態，利用靜壓推動加靜壓帶動的聯合輸送方式輸送至灰庫。系統的性能指標和特點如下：
a）系統具有較高的輸送灰氣比，短距離輸送時（在100 m之內），最大灰氣質量比可達到80以上，供氣氣量小，運行能耗少。
b）本系統輸送速度低，出口初速度為3 m／s，末速度為7 m／s。
c）自動化水平高，操作簡單，系統實行全自動程序控制，系統動態顯示、故障報警、系統連鎖等功能齊全，既可實現全自動程序控制，又能實現手動操作，操作簡單方便。
d）系統可維護性高，本系統在設計中，充分考慮了系統設備的維護要求，主要體現在輸送泵的進料閥（圓頂閥）、出料閥（圓頂閥）的選型上。當該設備不充氣時，非接觸，無卡阻現象，不但壽命長，且密封性能好，動作靈活可靠，維護簡單方便。
3 結束語
改造后的干灰系統於2002年4月通過調試正式投入運行，這是正壓密相氣力輸送技術首次在廣東省內電廠中的應用。經過幾個月的實際運行，表明該系統能達到設計出力，系統完整，運行情況良好，每年可收集Ⅱ級以上干灰160 kt。所收集的干灰已銷往省內多家用戶，在建工、建材等領域得到了廣泛的應用。由於將粉煤灰變廢為寶，大大減少了環境污染，避免灰場擴大佔地，延長灰場使用壽命，值得推廣應用。
