鍋爐除渣系統(tǒng)改造分析

馬中帥

摘 要：通過對某電廠#8爐除渣系統(tǒng)（撈渣機(jī)、碎灰機(jī)、渣泵）存在的問題進(jìn)行分析，找出了發(fā)生問題的根源，經(jīng)過計(jì)算、設(shè)計(jì)，給出了解決問題的方案。同時(shí)，通過對改造效果進(jìn)行比較，為其他機(jī)組的改造提供參考。

關(guān)鍵詞：電廠；除渣；撈渣機(jī)；渣泵；改造

中圖分類號：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）02-0046-02

1 問題的提出

某發(fā)電廠#8機(jī)組為200 MW機(jī)組，鍋爐為HG-670/140-9型，配有2套碎灰機(jī)定期水力除渣設(shè)備。2007年，對除渣系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在鍋爐的爐底設(shè)置了2臺立式液下渣漿泵，配備1臺擾動(dòng)器，每臺爐配置2條渣管，將渣漿排送到現(xiàn)有的#2低壓泵房的泵前池，再由現(xiàn)有的渣漿泵排送到脫水倉進(jìn)行脫水。

除渣系統(tǒng)自2007-12投入運(yùn)行后，性能極不穩(wěn)定，頻繁出現(xiàn)渣管、渣泵堵塞的現(xiàn)象，迫使渣泵系統(tǒng)無法正常、穩(wěn)定運(yùn)行。其出現(xiàn)的問題有：①由于煤質(zhì)不好，碎灰機(jī)輪轂壽命較短，平均更換周期為4個(gè)月。但在運(yùn)行過程中，更換碎灰機(jī)是比較危險(xiǎn)的。②運(yùn)行負(fù)荷不穩(wěn)定，造成渣池液位波動(dòng)，渣池補(bǔ)水門開啟頻繁，補(bǔ)水門極易損壞。③渣池容積太小，其緩沖能力不夠，造成補(bǔ)水門頻繁開啟，當(dāng)大量灰渣在短時(shí)間內(nèi)涌入渣池時(shí)，極易造成渣泵管道堵塞。④立式渣泵流量不足，無法滿足機(jī)組的要求，同時(shí)，由于其吸入高度的問題，經(jīng)常造成渣泵管道堵塞。⑤立式渣泵振動(dòng)較大，但這個(gè)問題一直無法徹底解決。

分析其出現(xiàn)問題的主要原因就是渣漿泵出力較低，不能適應(yīng)燃煤煤種的變化。近幾年，由于燃煤緊張，入廠的燃煤出自不同的產(chǎn)地，且煤種較雜、煤質(zhì)差異較大，所以鍋爐燃燒產(chǎn)生的灰分時(shí)大時(shí)小，影響了渣池內(nèi)的渣水比例。渣泵經(jīng)常輸送高濃度渣水，泵輪、泵殼等過流件磨損嚴(yán)重，備件使用壽命縮短，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用相應(yīng)增加。另外，立式渣漿泵運(yùn)行工況不穩(wěn)定，故障出現(xiàn)率很高，且其拆裝工序復(fù)雜。因此，除渣系統(tǒng)急需改造，即將現(xiàn)有的立式渣泵改為臥式渣泵，加大渣泵出口流量，使鍋爐能夠在燃燒最差的工況下穩(wěn)定運(yùn)行。

2 改造方案分析確定

2.1 鍋爐渣量、水量分析計(jì)算

具體情況如下所示：

2008年全年，#8爐發(fā)電煤耗：336.4 g/kW·h，最高時(shí)達(dá)340 g/kW·h。

全年平均燃煤收到基灰分：37.92%，每月最大為40.40%，單日最大為41.41%.

燃煤收到基低位平均發(fā)熱量：15 840 kJ/kg，最低14 830 kJ/kg。

日平均燃煤量：Gm =124.5 t/h。

日最大燃煤量：Gm =125.8 t/h。

鍋爐機(jī)械未完全損失：2.5%；Ghz =Gm（Aar+Qnet，v，ar×q4/ 33 870×100）。

日平均灰渣量：Ghz=47.31 t/h。

日最大灰渣量：Ghz =52.1 t/h。

除渣設(shè)備應(yīng)能夠滿足最壞工況下機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，所以灰渣量取為Ghz =52.1 t/h；渣量占整個(gè)灰渣量的25%；干渣堆積密度為0.8 t/m3，實(shí)際密度為2.4 t/m3，濕渣密度為1.4 t/m3。

干渣量：Gz=52.1×25%=13 t/h，實(shí)際體積為5.42 m3；濕渣量為22.7 t/h，體積為16.3 m3。

澆灰水量：Gs=（189 Gz+13 A）/（ts2-ts1）=87.2 t/h。

噴嘴流量：Ghz =3.98×103×?j×d2×p0.5=0.47 t/h，共設(shè)10個(gè)噴嘴，總流量為4.7 t/h。

總水量為91.9 t/h，渣水質(zhì)量流量為114.6 t/h，渣水質(zhì)量比為1∶7.1.

體積流量為108.2 m3/h，渣水體積比為1∶5.8.

2.2 撈渣機(jī)選型

撈渣機(jī)采用#1爐、#2爐的撈渣機(jī)。

某發(fā)電廠#1爐、#2爐為WG400/140-1型，配有2套螺旋撈渣機(jī)和碎灰機(jī)連續(xù)水力除渣設(shè)備。#1爐、#2爐已于2008-12-31關(guān)停，為了充分利用原有的設(shè)備，降低改造費(fèi)用，現(xiàn)將#1、#2爐撈渣機(jī)檢修后安裝到#8機(jī)組使用。

#1爐撈渣機(jī)型號為CLS5/8，出力為5～8 t/h；#2爐撈渣機(jī)型號為LLZ5，出力為5 t/h；撈渣機(jī)最大出力為26 t/h，大于#8爐最大濕渣量22.7 t/h，能夠滿足最差工況鍋爐的除渣要求。

2.3 爐底渣漿泵選型

根據(jù)《火力發(fā)電廠除灰設(shè)計(jì)規(guī)程》要求，渣管流速不小于1.8 m/s；渣泵出力應(yīng)為滿負(fù)荷出力的1.1～1.2倍，這里取1.2倍；渣水體積比例為1∶9，流量為163 m3/h，渣泵出力為196 m3/h；渣管內(nèi)徑￠=0.154 m，總流量為196 m3/h，流速為3 m/s。

揚(yáng)程計(jì)算：管道總長250 m，彎頭11個(gè)，閥門1個(gè)，阻力約為18 m水柱，排程高差7.5 m，總阻力為25.5 m。

吸入高度：渣泵吸入管至底部500 mm，渣泵緩沖高度1 500 mm，葉輪中線高700 mm，吸入高度為2 700 mm。

#7爐臥式渣泵已經(jīng)投入運(yùn)行，型號為150ZJ-42，流量為210 m3，它是石家莊工業(yè)泵廠生產(chǎn)的。經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，渣泵運(yùn)行狀況良好。

#8爐渣泵采用的是石家莊工業(yè)泵廠生產(chǎn)，型號為150ZJ-I-C58的設(shè)備，出力為200 m3，揚(yáng)程為26 m，吸入高度為5 000 mm。

2.4 灰溝、渣池

根據(jù)《火力發(fā)電廠除灰設(shè)計(jì)規(guī)程》要求，渣池容積至少為渣泵3 min的流量，即10 m3。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際位置，渣池?cái)M設(shè)計(jì)為4 000 mm×3 500 mm×2 700 mm，容積為37.8 m3。渣泵安全運(yùn)行水位為1 000～1 900 mm，緩沖容積為12.6 m3，緩沖時(shí)間為3.8 min。

原灰溝部分保留，并開挖新灰溝，新灰溝與舊灰溝聯(lián)合使用合，以備緊急時(shí)使用。在渣池入口處安裝濾網(wǎng)，原灰溝安裝渣板。灰溝起始深度為500 m，碎渣機(jī)出口前坡度為2%，碎灰機(jī)至渣池坡度為5%.

2.5 啟動(dòng)給水、補(bǔ)水系統(tǒng)

在渣泵入口處引入￠159啟動(dòng)給水管道，同時(shí)，作為停泵時(shí)的清洗渣管水源，要確保停泵后管道不留存灰渣，以防堵管。由于在不同負(fù)荷情況下，進(jìn)入渣池的渣水量不同，為防止液位波動(dòng)造成渣泵汽蝕，引入￠108補(bǔ)水管對渣池補(bǔ)水，并通過液位控制器控制補(bǔ)水門的開關(guān)，以保證液位在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。

3 改造效果

#8爐除渣系統(tǒng)改造完成后，經(jīng)過幾個(gè)月的運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，渣泵出力正常，振動(dòng)良好，渣泵未出現(xiàn)堵管情況，且撈渣機(jī)、碎渣機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期的效果，滿足了機(jī)組在不同工況下的安全運(yùn)行。#8爐除渣系統(tǒng)的改造，為其他機(jī)組的改造提供了很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]國家能源局.DL/T 5142—2002 火力發(fā)電廠除灰設(shè)計(jì)規(guī)程[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2012.

[2]龔毅，王曉璐.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：海洋出版社，1999.

〔編輯：白潔〕

Boiler Slag System Transformation Analysis

Ma Zhongshuai

Abstract： Through a power plant #8 furnace slag removal system（slag conveyor， broken gray machine， slag pump）to analyze the problems， identify the root cause of problems， after calculation， design， gives the solution to the problem . Meanwhile， by comparing the effect of the transformation， the transformation to provide a reference for the other units.

Key words： plant； cleaner； slag conveyor； slag pump； transformation