一种灰库气化系统及其控制方法与流程

本发明涉及电器设备技术领域，尤其涉及一种灰库气化系统及其控制方法。

背景技术：

燃煤火力发电是我国目前最主要的发电形式，火力发电厂将燃煤的化学能在锅炉中转换为热能被水和水蒸汽吸收，蒸汽在汽轮机中做功从而转换为机械能，汽轮机带动发电机转子旋转将机械能转换为电能输送到千家万户。气力输灰系统应用于火力发电厂中，该系统将锅炉省煤器、电除尘器第一灰斗内的粉煤灰(飞灰)收集下来，使粉煤灰在仓泵内流态化并均匀进入输灰管路。粉煤灰的流灰态化和存气性较好，在输灰过程中呈整体灰柱的形式，通过正压气力输灰的方式输送至灰库贮存。灰库是火力发电厂中用于贮存飞灰的建筑物，气力输灰系统将整个电厂的各个省煤器、电除尘器等的飞灰统一输送到灰库中进行贮存，最终通过汽车等将灰库中的灰运往水泥厂、灰场等地。

飞灰具有吸水的特性，在灰库中如果沉积下来，很容易吸水发生结块、板结等，因此一般的火力发电厂都配备有灰库气化系统，气化系统用于向灰库提供气化风，使灰库内飞灰一直保持类似“悬浮”的缓慢的流动状态，从而不会沉降下来发生结块和板结，在需要卸灰的时候能够顺利的卸出灰库。现有的气力输灰系统属于开式气力输送系统，它利用气源(空压机等设备)所产生的高压力压缩空气(一般0.8mpa左右)输送飞灰，但压缩空气在系统中只利用一次即被排放，这部分最终被排放的空气称为乏气。乏气是有压力的(一般不小于0.1mpa)，而且这部分压缩空气已经经过了一系列除油除尘除湿等处理，将乏气白白排掉造成了能源的浪费。

技术实现要素：

基于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种灰库气化系统及其控制方法，能够回收有压力的乏气，并对其进行利用，避免直接将乏气直接排放所造成的能源浪费，有效的简化系统结构，并降低投资成本。

基于此，本发明的技术方案为：一种灰库气化系统，其包括除尘器、灰库、第一储气设备、加热器、用于提供压缩空气的供气设备以及用于接收飞灰的储灰装置；

所述供气设备、所述储灰装置和所述除尘器依次顺序相连通；

所述除尘器的排灰口与所述灰库相连通；

所述除尘器的排气口、所述供气设备分别与所述第一储气设备的进气口相连通，以向所述第一储气设备内部通入压缩空气；

所述第一储气设备的出气口处设置有所述加热器，且所述加热器通过第一管道与所述灰库相连通。

可选的，所述供气设备和所述储灰装置之间设置有第二储气设备，所述第二储气设备的进气口与所述供气设备相连通，所述第二储气设备的出气口与所述储灰装置相连通。

可选的，所述供气设备包括至少一台空气压缩机和至少一台与各所述空气压缩机一一对应相连通的处理设备，各所述处理设备分别与所述第二储气设备的进气口相连通，且各所述处理设备均通过第二管道与所述第一储气设备的进气口相连通。

可选的，所述储灰装置包括至少一个第一灰斗和至少一个与各所述第一灰斗相连通的仓泵；

各所述第一灰斗、各所述仓泵分别与所述第二储气设备的出气口相连通；

各所述仓泵的排灰口通过排灰管道与所述除尘器的进气口相连通。

可选的，所述除尘器包括除尘室和连接于所述除尘室下部的第二灰斗；

所述除尘室内设有多个相互平行布置的滤袋；

所述除尘器的进气口设置于所述除尘室的底部，所述除尘器的排气口位于所述除尘室的顶部；

所述第二灰斗上自上而下分别设置有气锁阀和排灰阀，且所述气锁阀和所述排灰阀将所述第二灰斗内部分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室。

可选的，所述灰库的内部的底部设置有两块彼此相对布置的气化板，所述两块气化板之间形成灰库气化槽；

所述灰库气化槽的底部与所述灰库的卸灰口相连通；

所述加热器通过所述第一管道连通至所述气化板处。

可选的，所述灰库气化系统还包括过滤装置，所述过滤装置安装于所述灰库的顶部，且所述过滤装置的底部与所述灰库相连通，所述过滤装置的顶部用于连通大气。

可选的，所述排灰管道上靠近所述除尘器的位置处和所述第一储气设备上均设有压力传感器。

可选的，所述灰库气化系统还包括控制器，所述除尘器的排气口处设置有排气阀，所述第二管道上设置有补气阀；

所述除尘器、各所述空气压缩机、各所述处理设备、各所述仓泵、所述加热器、所述气锁阀、所述排灰阀、所述压力传感器、所述排气阀、所述补气阀分别与所述控制器电连接。

进一步的，本发明还提供了一种基于上述的灰库气化系统的控制方法，其包括如下步骤：

获取所述第一储气设备的高压力预设值和低压力预设值；

启动所述供气设备、所述除尘器和所述储灰装置，使得所述储灰装置内部的飞灰在压缩空气的作用下，进入所述除尘器中；

所述除尘器将进入其内的飞灰和压缩空气进行分离，使得飞灰落入所述灰库，压缩空气重新输出到所述第一储气设备中；

根据所述第一储气设备内的压力值情况和所述除尘器的进气口处的压力值情况，控制设置于所述除尘器的排气口处的排气阀和所述供气设备的出口处的补气阀的工作状态。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的灰库气化系统以供气设备作为气源，为整个系统提供压缩空气，储灰装置内的飞灰在压缩空气的作用下，通过管道通入到除尘器内，由除尘器将进入其内的带压飞灰进行有效的分离，使得飞灰落入到灰库中，而压缩空气形成的乏气则被重新通入到第一储气设备内进行回收利用，第一储气设备将其内部的压缩空气通入加热器中进行加热后再通入灰库中，以对灰库收集到的除尘器排出的飞灰进行气化，加热器能够提高气化风的温度，并保证飞灰能够处于气化状态，不会发生板结。整个灰库气化系统能够避免除尘器所排出的经过除油除湿除尘一系列处理的有价值的压缩空气被直接排放，对该压缩空气进行合理的循环使用，从而节约能源；而第一储气设备能够通过获取从供气设备和除尘器的排气口处排放的乏气进行收集，以作为气化风向灰库供给，从而无需再单独为灰库配置提供气化风的风机，极大的节约整个灰库气化系统的成本。此外，该灰库气化系统的除尘器设置于储灰装置和灰库之间，储灰装置内部存在有压气流，而灰库内部则是无压状态，除尘器的排灰工作能够顺利通过有压的除尘器本体内部和无压的灰库中，既不会造成除尘器的泄压，使得除尘器能够带压连续运行，又能够将带压的乏气直接通入到第一储气设备中作为气化风备用，保证气化风的压力，提高气化效果，避免气化压力低造成灰库内的飞灰板结，且乏气经过有效的处理，能够可靠的避免气化风含水的问题，降低加热器的工作负担。该灰库气化系统能够将供气设备、第一储气设备、储灰装置、除尘器和灰库结合起来，统一工作，有效的保证灰库气化系统的连续运行，保证灰库气化效果的可靠性。

附图说明

图1是本发明的实施例所述的灰库气化系统的整体结构示意图；

图2是本发明的实施例所述的灰库气化系统的除尘器的结构示意图；

图3是本发明的实施例所述的灰库气化系统的控制方法的流程图。

附图标记说明：

1、除尘器，11、除尘室，111、除尘器的进气口，112、除尘器的排气口，113、除尘器的排灰口，12、第二灰斗，121、第一腔室，122、第二腔室，123、第三腔室，13、滤袋，2、灰库，3、第一储气设备，4、加热器，5、供气设备，51、空气压缩机，52、处理设备，6、储灰装置，61、第一灰斗，62、仓泵，7、第一管道，8、第二储气设备，9、排灰管道，10、气锁阀，20、排灰阀，30、气化板，40、灰库气化槽，50、过滤装置，60、压力传感器，70、排气阀，80、补气阀，90、阀门，100、料位计，110、第二管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1至图3，本优选实施例所述的灰库2气化系统包括除尘器1、灰库2、第一储气设备3、加热器4、用于提供压缩空气的供气设备5以及用于接收飞灰的储灰装置6，所述供气设备5、所述储灰装置6和所述除尘器1依次顺序相连通，所述除尘器的排灰口113与所述灰库2相连通，所述除尘器的排气口112、所述供气设备5分别与所述第一储气设备3的进气口相连通，以向所述第一储气设备3内部通入压缩空气，所述第一储气设备3的出气口处设置有所述加热器4，且所述加热器4通过第一管道7与所述灰库2相连通。

基于以上结构，该灰库2气化系统在进行实际工作的过程中，将供气设备5作为整个系统的气源，为整个系统提供压缩空气，供气设备5内的压缩空气通过相应的管道传输给储灰装置6和第一储气设备3，储灰装置6内用于收集电除尘器1、省煤器等多个设备中的飞灰，且储灰装置6内的飞灰能够在通入其中的压缩空气的作用下，通过相应的管道进入到除尘器1中。进入除尘器1中的飞灰是带压飞灰，除尘器1则能够将飞灰和压缩空气进行有效的分离，并将压缩空气(即乏气)从除尘器的排气口112中排出，并通入到第一储气设备3中，而飞灰则从除尘器的排灰口113落入到灰库2中，第一储气设备3能够对有压力的乏气进行收集并作为气化风通入灰库2中，避免了经过相关处理之后的有价值的乏气被直接通入大气中，有效的节约能源。第一储气设备3作为灰库2气化的气源，为无压灰库2提供气化风，该气化风能够直接从除尘器1和供气设备5中获得，整个系统中无需再单独配置产生气化风的风机，有效的节省投资，且简化了整个灰库2气化系统的结构设计并能够降低噪音，实现良好的气化效果；第一储气设备3中的压缩空气通过加热器4通入到灰库2中，加热器4能够对压缩空气进行加热，并将高温的压缩空气通入到灰库2中，使得灰库2中的飞灰进行气化，一定压力的气化风还能够保证灰库2内飞灰的气化状态，避免飞灰在灰库2内发生板结。整个灰库2气化系统的结构设计非常简单，工作原理可靠，并将气力输灰、灰库2气化和供气设备5相互结合起来，统一考虑，有效的保证整个灰库2气化系统的连续运行。

其中，供气设备5和储灰装置6之间设置有第二储气设备8，第二储气设备8的进气口与供气设备5相连通，第二储气设备8的出气口与储灰装置6相连通，第二储气设备8能够对供气设备5提供的压缩空气进行收集，并作为供气设备5和储灰装置6之间的缓冲结构，对大量的压缩空气进行有效的缓冲，保证整个系统中压缩空气的稳定传输。供气设备5包括至少一台空气压缩机51和至少一台与各空气压缩机51一一对应相连通的处理设备52，在本实施例中，空气压缩机51和处理设备52的数量以两台为例，各两台空气压缩机51相互并联组成气源系统，为整个系统提供压缩空气，各处理设备52分别与第二储气设备8的进气口相连通，两台空气压缩机51所提供的压缩空气分别通过各自的处理设备52，进行除尘、除油和除湿工作，获得洁净的压缩空气，再将该洁净的压缩空气通向第二储气设备8进行缓冲后，传递至储灰装置6内带走飞灰。且各处理设备52均通过第二管道110与第一储气设备3的进气口相连通，一部分的洁净压缩空气还能够通过第二管道110通入第一储气设备3中，为第一储气设备3提供气化风，用于在第一储气设备3中的气化风不足或者压力过低时向其内补充压缩空气，以保证整个系统的顺利工作。

另外，储灰装置6包括至少一个第一灰斗61和至少一个与各第一灰斗61相连通的仓泵62，在本实施例中，第一灰斗61和仓泵62的数量均为六个，且六个仓泵62相互并联，为整个灰库2气化系统提供飞灰源，各第一灰斗61、各仓泵62分别与第二储气设备8的出气口相连通，第二储气设备8中的压缩空气通过相应的管道分别输送到第一灰斗61和仓泵62中，在压缩空气的作用下，第一灰斗61内的飞灰能够向下逐渐输入到仓泵62中，各仓泵62的排灰口通过排灰管道9与除尘器的进气口111相连通，进入仓泵62中的飞灰能够在压缩空气的作用下，通入除尘器1中，已完成除尘器1内对飞灰的收集整理。除尘器1包括除尘室11和连接于所述除尘室11下部的第二灰斗12，除尘室11内设有多个相互平行布置的滤袋13，各滤袋13沿竖直方向布置，除尘器的进气口111设置于除尘室11的底部，除尘器的排气口112位于除尘室11的顶部，从仓泵62中通过来的有压飞灰从除尘器的进气口111通入，通过位于除尘室11内的各个滤袋13，有压飞灰内的飞灰能够被滤袋13过滤，使得洁净的气流能够从除尘器的排气口112流出除尘器1，而被滤袋13过滤的飞灰则在重力的作用下落入到除尘室11下方的第二灰斗12中，并逐渐堆积。从除尘器的排气口112通出的有压气流能够直接通入到第一储气设备3中作为气化风备用。第二灰斗12上自上而下分别设置有气锁阀10和排灰阀20，且气锁阀10和排灰阀20将第二灰斗12内部分隔为第一腔室121、第二腔室122和第三腔室123，从除尘室11内落下的飞灰进入到第一腔室121中进行堆积，除尘室11内部设置有料位计100，能够对除尘室11内堆积的灰尘进行检测，当料位计100检测到除尘室11内的灰尘到达一定料位时，位于第二灰斗12上的排灰阀20关闭，气锁阀10打开，使得飞灰向下落入到第二腔室122中，之后再继续关闭气锁阀10，打开排灰阀20，使得第二腔室122中的飞灰最终落入到第三腔室123中，再从第三腔室123通入到灰库2中。该除尘器1设置在有压气流和无压的灰库2内部之间，能够在有效的实现除尘器1的排灰顺利通过有压的除尘室11和无压的灰库2中的同时，并不造成除尘器1的泄压，使得除尘器1能够带压连续运行，保证整个系统工作的可靠性。在此需要说明的是，在本实施例中，除尘器1采用的是布袋除尘器1，第一储气设备3和第二储气设备8均采用的是储气罐，但在其他实施例中，除尘器1、第一储气设备3和第二储气设备8的类型并不受本实施例的限制，当可按照实际的需要进行合适的选择，只要保证能够实现上述效果即可。

进一步的，灰库2的内部的底部设置有两块彼此相对布置的气化板30，两块气化板30之间形成灰库气化槽40，灰库气化槽40的底部与灰库2的卸灰口相连通，加热器4通过第一管道7连通至气化板30处，由加热器4加热的气化风能够通过第一管道7输送至气化板30的位置处，加热的气化风能够保证飞灰处于气化状态，增加飞灰的流动性能，使得灰库2的卸灰更加顺畅，气化板30具有良好的透气性和耐磨性能，灰库气化槽40抗氧化且不易生锈，灰库2内的飞灰落下，通过灰库气化槽40底部的卸灰口排出。灰库2气化系统还包括过滤装置50，过滤装置50安装于灰库2的顶部，且过滤装置50的底部与灰库2相连通，过滤装置50的顶部用于连通大气，使得灰库2内部能够保持和大气压力始终相同，同时还能够过滤掉灰库2往上排往大气的气体，保证飞灰不会随着灰库2内的各种排气体进入大气中，避免对大气造成污染。

在本实施例中，排灰管道9上靠近除尘器1的位置处和第一储气设备3上均设有压力传感器60，压力传感器60能够对排灰管道9的末端和第一储气设备3内的压力进行实时的监控，保证系统的顺利进行，并在监控到该两处的压力值出现异常时，及时调整灰库2气化系统的工作流程，保证能够将灰库2气化系统能够正常运行。该灰库2气化系统还包括控制器，除尘器的排气口112处设置有排气阀70，第二管道110上设置有补气阀80，除尘器1、各空气压缩机51、各处理设备52、各仓泵62、加热器4、气锁阀10、排灰阀20、压力传感器60、排气阀70、补气阀80分别与控制器电连接，通过控制器接收压力传感器60的反馈信号，并根据控制器内部预先设定的程序，对灰库2气化系统进行智能化控制，简化灰库2气化的实际操作，提高工作效率。

本发明还提供了一种控制灰库2气化系统方法，其包括如下步骤：

s1、获取所述第一储气设备3的高压力预设值h和低压力预设值l；

s2、启动所述供气设备5、所述除尘器1和所述储灰装置6，使得所述储灰装置6内部的飞灰在压缩空气的作用下，进入所述除尘器1中；

s3、所述除尘器1将进入其内的飞灰和压缩空气进行分离，使得飞灰落入所述灰库2，压缩空气重新输出到所述第一储气设备3中；

s4、根据所述第一储气设备3内的压力值情况和所述除尘器的进气口111处的压力值情况，控制设置于所述除尘器的排气口112处的排气阀70和所述供气设备5的出口处的补气阀80的工作状态。

基于以上步骤，该控制方法使得灰库2气化系统主要包括启动阶段、正常运行阶段、异常运行阶段和停运阶段，各阶段的具体控制方法如下：

在启动阶段时，控制器控制除尘器1开始工作，各空气压缩机51和处理设备52开始工作，空气压缩机51内的有压空气通过处理设备52经过除油除湿除尘后通入储灰装置6，储灰装置6开始向除尘器1内部输灰，开始气力输灰工作，当第一储气设备3内的压力传感器60所测得的压力达到高压力预设值h时，控制器控制计时5s后打开加热器4，使得加热器4对第一储气设备3内的气化风进行加热，并开始向灰库2内部提供气化风，此时，灰库2气化系统正式启动。

在正常运行阶段时，各仓泵62保持持续不断的向除尘器1内进行飞灰的气力输送，有压飞灰在除尘器1内进行气灰分离，并在重力的作用下将飞灰收集到灰库2内部，由灰库2进行卸料整理，灰库2气化系统正常运行的过程中，第一储气设备3内的压力传感器60对其中的压力进行实时检测，当第一储气设备3内的压力值达到低压力预设值l时，控制器控制补气阀80打开，由除尘器1内的乏气和空气压缩机51共同向第一储气设备3内通过压缩空气；当第一储气设备3内的压力值达到高压力预定值h时，控制器控制计时5s后关闭补气阀80。

在异常运行阶段时，实际运行中，从仓泵62到除尘器1的的气力输灰系统中的排灰管道9有可能出现堵管、破管等导致末端压力过低的情况，此时，除尘器1排出的乏气压力很低，不足以作为灰库2的气化风进行使用，而此时也必须保证乏气能够排向大气，以维持气力输灰系统的输送压差。控制器对整个系统的控制方法为：排灰管道9末端设置的压力传感器60对此处的压力进行实时检测，并向控制器进行反馈，控制器接收到排灰管道9末端的压力值与预设好的系统低压力值进行比较，当检测到的排灰管道9末端的压力值达到预设的低压力值时，控制器会报警并控制排气阀70打开，控制器发出排灰管道9低压报警，提示人工排除堵管、漏管故障，而设置在第二管道110上的补气阀80的开闭则是根据第一储气设备3的低压力预设值l和高压力预设值h来决定的，从而保持灰库2气化系统运行。灰管末端压力传感器60检测到排灰管道9末端的压力值恢复正常后，则控制器发射出低压力信号解除，并提示工作人员确认故障是否排除，等待人工确认故障已经排除后，控制器提示工作人员再一次确认是否关闭排气阀70，以恢复灰库2气化系统的正常运行，工作人员确认恢复灰库2气化系统的正常运行后，控制器延时5s后控制排气阀70关闭，直至系统恢复正常运行。

另外，在实际运行中，灰库气化槽40也有可能发生堵塞，此时，第一储气设备3中的气化风无法进入灰库2，会阻塞在第一储气设备3中，造成其内的压力过高高，导致气力输灰系统的背压升高，无法进行气力输送。这种情况下，应尽快停止向灰库2气力输送，尽快进行人工检修，排除故障，在气力输送停止前，应打开排大气阀，保持气力输送的压差。其控制方法为：第一储气设备3内的压力传感器60检测到第一储气设备3内的压力值达到高高压力hh，将该压力信号传递给控制器并持续超过10s后，控制器报警并控制排气阀70打开，控制器发出第一储气设备3堵塞信号报警，提示工作人员排除故障，并关闭补气阀80，工作人员确认故障排除后，再由控制器提示工作人员确认是否关闭排气阀70恢复灰库2气化系统的正常运行，人工确认恢复运行后，控制器延时5s后关闭排气阀70使得系统恢复正常运行。

在系统停运阶段时，电厂大修时会使得整个电厂停机，气力输灰系统因此停运，而此时灰库2内可能仍然存在飞灰，必须保证灰库2气化系统运行，直至灰库2排空。其控制方法为：工作人员确认气力输灰系统停运后，控制器控制气力输灰系统中的所有阀门90关闭，保证气力输灰系统停运，除尘器1关闭，而空气压缩机51和处理设备52继续维持运行，等待灰库2空料位信号或人工信号，当控制器接收到灰库2空料位信号或者人工信号，则控制器会提示是否整个系统停机，等到工作人员确认灰库2气化系统已经完全停机后，控制器延时5s，关闭加热器4，在延时5min，以保证加热器4完全降温后，控制空气压缩机51和处理设备52关闭，同时关闭补气阀80，使得整个灰库2气化系统停运。

本发明的灰库2气化系统以供气设备5作为气源，为整个系统提供压缩空气，储灰装置6内的飞灰在压缩空气的作用下，通过管道通入到除尘器1内，由除尘器1将进入其内的带压飞灰进行有效的分离，使得飞灰落入到灰库2中，而压缩空气形成的乏气则被重新通入到第一储气设备3内进行回收利用，第一储气设备3将其内部的压缩空气通入加热器4中进行加热后再通入灰库2中，以对灰库2收集到的除尘器1排出的飞灰进行气化，加热器4能够提高气化风的温度，并保证飞灰能够处于气化状态，不会发生板结。整个灰库2气化系统能够避免除尘器1所排出的经过除油除湿除尘一系列处理的有价值的压缩空气被直接排放，对该压缩空气进行合理的循环使用，从而节约能源；而第一储气设备3能够通过获取从供气设备5和除尘器的排气口112处排放的乏气进行收集，以作为气化风向灰库2供给，从而无需再单独为灰库2配置提供气化风的风机，极大的节约整个灰库2气化系统的成本。此外，该灰库2气化系统的除尘器1设置于储灰装置6和灰库2之间，储灰装置6内部存在有压气流，而灰库2内部则是无压状态，除尘器1的排灰工作能够顺利通过有压的除尘器1本体内部和无压的灰库2中，既不会造成除尘器1的泄压，使得除尘器1能够带压连续运行，又能够将带压的乏气直接通入到第一储气设备3中作为气化风备用，保证气化风的压力，提高气化效果，避免气化压力低造成灰库2内的飞灰板结，且乏气经过有效的处理，能够可靠的避免气化风含水的问题，降低加热器4的工作负担。该灰库2气化系统能够将供气设备5、第一储气设备3、储灰装置6、除尘器1和灰库2结合起来，统一工作，有效的保证灰库2气化系统的连续运行，保证灰库2气化效果的可靠性。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。