祁陽凱迪生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)改造

蔡牧+閆雪飛

摘要 祁陽凱迪生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)在調(diào)試及運(yùn)行過程中有嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象，本文根據(jù)凱迪集團(tuán)5個生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行了分析，并提出了相對應(yīng)的改造措施，取得了良好的效果。其具體措施有：下渣管膨脹節(jié)改造、下渣管增加空氣炮作為疏通手段、冷渣機(jī)入口增加額外排渣口，通過改造后祁陽凱迪生物質(zhì)發(fā)電廠排渣系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性有了極大的提升。

關(guān)鍵詞 生物質(zhì)電廠；循環(huán)流化床；結(jié)焦；空氣炮；冷渣機(jī)

中圖分類號TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號209 5—6363（2017）03—0051—02

國內(nèi)生物質(zhì)電廠循環(huán)流化床鍋爐的排渣方式可分為濕式排渣和干式排渣2種形式，祁陽凱迪生物質(zhì)電廠采用的是干式排渣系統(tǒng)。鍋爐排渣經(jīng)冷渣器冷卻后，通過鏈斗輸渣機(jī)輸送到渣庫，然后用鏟車或人工裝車外運(yùn)至綜合利用點(diǎn)或事故渣場堆放。完善可靠的排渣系統(tǒng)對于保障鍋爐長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。祁陽凱迪生物質(zhì)電廠運(yùn)行過程中多次發(fā)生鍋爐排渣系統(tǒng)堵塞，只能通過人工疏通，人工排渣的方式維持機(jī)組運(yùn)行，耗費(fèi)了大量的人工成本、存在嚴(yán)重的安全隱患、影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

1運(yùn)行過程存在的問題

祁陽凱迪生物質(zhì)電廠隸屬凱迪綠色能源有限公司旗下，相同設(shè)計(jì)發(fā)電量的同類1×30MW機(jī)組目前已經(jīng)投運(yùn)4臺，最早的2012年10月投運(yùn)，最晚2015年1月投運(yùn)。在祁陽凱迪生物質(zhì)電廠整套啟動調(diào)試運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)輸渣系統(tǒng)存在下渣管堵塞，冷渣機(jī)外殼變形的問題。

下渣管堵塞后只能通過人工疏通的方式來疏通下渣管，冷渣機(jī)不能正常運(yùn)行時(shí)只能采取人工放渣的方式來放渣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，危險(xiǎn)系數(shù)高，造成額外的排渣熱損失降低鍋爐效率。

2排渣系統(tǒng)問題產(chǎn)生的原因

2.1同類型機(jī)組排渣系統(tǒng)運(yùn)行情況

同樣隸屬于凱迪集團(tuán)旗下的生物質(zhì)電廠隆回、赤壁、安仁、江陵等項(xiàng)目也存在類似問題，部分電廠冷渣機(jī)已經(jīng)停止使用，采用人工放渣的方式來排渣，通過統(tǒng)計(jì)達(dá)到表1中數(shù)據(jù)。

2.2原因分析

下渣管堵塞原因分析：1）混合在生物質(zhì)燃料中的混凝土塊、石塊、除鐵器未除盡的金屬等，鍋爐燃燒情況不好爐內(nèi)結(jié)焦產(chǎn)生的焦塊進(jìn)入排渣管堵塞無法排出；2）排渣過程斷斷續(xù)續(xù)也有可能導(dǎo)致高溫爐渣在下渣管中冷卻粘連板結(jié)堵塞下渣管。

冷渣機(jī)外殼變形原因分析。下渣管與冷渣機(jī)連接處設(shè)計(jì)不合理膨脹裕度不夠，鍋爐自身重力以及下渣管受熱膨脹后的熱應(yīng)力直接作用在冷渣機(jī)外殼上導(dǎo)致冷渣機(jī)外殼壓扁。

3針對排渣系統(tǒng)問題采取的針對性措施

3.1凱迪集團(tuán)其他電廠采取的措施

凱迪集團(tuán)其他生物質(zhì)電廠根據(jù)在運(yùn)行過程排渣系統(tǒng)存在的問題做了相應(yīng)的應(yīng)對措施主要有包含有下面幾條，在下渣管彎頭處割孔，發(fā)生堵塞時(shí)用長鋼條進(jìn)行人工疏通；在下渣管入口門與冷渣機(jī)之間管道上安裝波紋管減少下渣管對冷渣機(jī)殼體的壓迫。

3.2祁陽凱迪電廠采取的措施

祁陽凱迪電廠根據(jù)凱迪集團(tuán)其他電廠的工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況對本廠的排渣系統(tǒng)做了針對性的改造措施，圖1是改造前排渣系統(tǒng)情況，圖1中排渣系統(tǒng)嚴(yán)重堵塞不能正常運(yùn)行。

對冷渣機(jī)入口管段進(jìn)行改造，采用“大管套小管”的結(jié)構(gòu)使得排渣管能自由向下膨脹不壓住冷渣機(jī)殼體，如圖2所示。

在排渣管上端安裝“空氣炮”。空氣炮利用廠內(nèi)壓縮空氣作為動力源，發(fā)生下渣管堵塞的情況時(shí)，打開壓縮空氣進(jìn)口手動門，當(dāng)空氣炮蓄能罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值，出口電磁閥打開，瞬時(shí)沖擊下渣管，沖擊力強(qiáng)，能夠快速有效疏通下渣管，同時(shí)空氣炮蓄能罐容積很小，不會造成對排渣系統(tǒng)造成破壞性影響。如圖3所示（藍(lán)色裝置即為空氣炮）。

在下渣管伸入冷渣機(jī)管道部分額外添加一道事故排渣口，用于緊急情況下疏通下渣管如圖4所示。

4改造后排渣系統(tǒng)運(yùn)行情況

4.1疏通效果檢查

祁陽電生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)改造完成后，排渣系統(tǒng)運(yùn)行良好，隸屬于凱迪集團(tuán)的安仁電廠、江陵電廠根據(jù)凱迪電廠祁陽電廠經(jīng)驗(yàn)也進(jìn)行的相應(yīng)的改造，改造完成后從效果統(tǒng)計(jì)日期2016年2月18日—2016年3月20日，對各電廠排渣系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行了記錄統(tǒng)計(jì)，得到表2中數(shù)據(jù)。圖4冷渣機(jī)內(nèi)部緊急排渣口

4.2排渣系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性

套管方案與波紋管方案對比。采用大管采用了“大管套小管”結(jié)構(gòu)，下渣管受熱向下膨脹時(shí)，不會壓住下管段。冷渣機(jī)殼體不會出現(xiàn)受擠壓變形現(xiàn)象。“大管套小管”結(jié)構(gòu)采用的材料為普通鋼管相對采用波紋管改造成本更低，使用壽命比波紋管更長，表3為2種改造方案詳細(xì)對比。

排渣系統(tǒng)改造后基本沒有人工排渣的情況發(fā)生，提高了鍋爐熱效率，極大降低了操作工工作強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。鍋爐排渣回收熱量計(jì)算，鍋爐排渣溫度實(shí)測數(shù)據(jù)約為140℃，正常運(yùn)行情況下平均床溫維持在850℃左右，爐渣比熱容一般按0.963KJ/Kg.K，通過排渣系統(tǒng)正常排出一噸爐渣所節(jié)省的熱量約為：

Q=0.963×（850 140）×1000=683 730KJ

燃料熱值按10.692MJ/kg計(jì)算，鍋爐保證熱效率90.9%，燃料價(jià)格為350元/噸，每天的排渣量約為6t左右，每天節(jié)省費(fèi)用為：

683730÷10692÷0.909÷1000×6×350=147.72元

通過計(jì)算，得出改造后每天節(jié)省的燃料費(fèi)用147.72元。

人工排渣人工費(fèi)統(tǒng)計(jì)。采用人工放渣額外需要增加工人，按四班三倒工作制度每班兩人維護(hù)鍋爐運(yùn)行共需要8名工人，工人工資按3500元/月計(jì)算，每月需要額外產(chǎn)生人工成本28000元。

5結(jié)論

生物質(zhì)電廠由于燃料的特殊性，燃料中雜物較多。生物質(zhì)燃料熱值較低（10.692MJ/kg），燃料成分復(fù)雜，水分高，燃料經(jīng)過摻拌后穩(wěn)定性遠(yuǎn)低于化石燃料，燃燒穩(wěn)定性差，鍋爐燃燒調(diào)整困難大，結(jié)焦情況時(shí)有發(fā)生。這是造成生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)堵塞的根本原因，從燃料收購，篩選，破碎，摻拌等階段解決這些問題需要投入的成本太高，會極大降低生物質(zhì)電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。此次祁陽凱迪生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)的改造從另一個途徑解決了上述問題，在安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性各個方面都能較好地滿足電廠的運(yùn)行需求。