張家口發電廠二期除渣系統濃縮機沉降斜板的改造

宋池

摘 要： 大唐國際張家口發電廠現有發電機組八臺，總裝機容量2560MW。除渣系統工藝采用爐渣脫水濃縮機及澄清池循環利用工藝，除渣系統中濃縮機是整個除灰渣系統中很重要的設備，其渣水沉降效果的好壞直接影響到除渣設備的正常運行和爐渣排放及循環利用。濃縮機經常堵塞，滿池爐渣堆積，池底排漿困難，檢修維護工作量大，甚至不得不外排渣漿水，嚴重影響安全環保經濟運行。2012年9月至2013年1月期間，我們分析了濃縮機現狀主要原因并對沉降斜板進行改造換型，改造后實際運行情況良好，排漿均勻，池面未積淤灰泥，取得了較好的安全經濟效果，實踐證明是成功的。除渣濃縮機沉降斜板的改造可以在同類型電廠除灰渣濃縮機循環系統改造及基建安裝中推廣應用。

關鍵詞：除渣系統 濃縮機 循環利用 淺層沉降 沉降斜板 改造換型

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0274-01

一、概述

1.大唐國際張家口發電廠二期除渣系統采用濃縮機循環利用工藝概述

鍋爐爐渣連續落入刮板撈渣機上槽體，爐渣經水冷破碎后，由渣漿泵通過渣管排至脫水倉。脫水倉對爐渣脫水，脫水后的濕渣由汽車外運至灰場或綜合利用。渣水經濃縮機沉降斜板沉降后則經澄清池再次分離， 澄清水則用作各類沖洗和除灰用水，通過以上循環反復過程達到灰渣和水的循環利用。

2.除渣采用濃縮機循環工藝主要設備情況

大唐國際張家口發電廠二期除渣系統裝設的兩臺高效濃縮機均為室內布置。濃縮機、澄清池及高效濃縮機能滿足連續運行的要求。底流泵、回水泵、排污泵、控制設備等布置在濃縮機下方空間。

高效濃縮機：直徑12m；灰漿處理量（每臺）≥400m3/h；濃縮后灰水比：1：2.53；溢流水懸浮物含量≤180mg/l；濃縮組件： 斜板規格型號： 長度：1m、厚度：3mm、安裝角度：600、材質：改性復合塑料板132m2；

設備簡要如下表：

二、大唐國際張家口發電廠二期除灰渣濃縮機循環系統主要問題及原因分析

縮機輸送渣困難且緩慢，濃縮機澄清效果差，經常性造成池面灰渣堆積，甚至不得不外排，嚴重影響除灰渣安全環保經濟運行。經技術人員分析原因：一是排漿管徑選型小，輸送灰渣水較慢；二是濃縮機下排漿泵選型小，過流部件及入出口管經常堵塞；三是由于濃縮機沉降裝置是蜂窩狀塑料斜管，沉降效果差，易造成灰渣堆積，一方面增加濃縮機中部支撐架重量，甚至濃縮機外壁面產生輕微變形，另一方面濃縮機沉降裝置效果差，加劇濃縮機底灰渣粗細不均勻，惡化了池底底流泵及輸漿管的排漿效果，造成檢修人員維護工作量大，甚至不得不外排，曾考慮去掉全部沉降斜板，但最終認為不妥，將導致灰渣與水不能有效分離，進而影響除灰渣和水循環利用效果。

三、濃縮機沉降斜板的原理及作用

在濃縮機中由于顆粒物存在垂直分速度，所以相對于沉降池的長度而言，深度越淺，沉降時間就越短，這就是“淺層沉降”原理。斜板是在池中安放一組排疊成有一定坡度的平板，被處理的水從平板的一端，流向另一端，這相當于很多很多很淺很小的沉降池組合在一起。由于平板的間距較小，所以水流在此處成為層流狀態。因此，當水在各自的平板或管道之間流動時，各層隔開互相不干擾，在水中固體顆粒的沉降創造十分有利的水利條件，從而也提高了水處理效果的能力。濃縮機沉降斜板的作用是根據“淺層沉降”原理，用以提高沉降效率的一種方式。斜板的特點是：①增加了沉降面積。對于斜板斜管沉降池來說，它的沉降面積比平流沉降池的面積大得多。②水利條件的改善 主要是斜板的間距在足夠小時，水流處于層流狀態。此時，顆粒的沉降不受水流的干擾，提高了沉降的穩定性。顆粒沉降的路程短，因而縮短了沉降時間。

根據“淺層沉降”原理，有經驗公式進行估算：

式中 A-斜板濃縮機的有效面積，單位：m2； K1-校正系數，可采用1.05～1.20，濃縮機直徑大取小值，反之取大值； Q-濃縮機的溢流水量，單位：m3/s；u-尾礦的集合沉降速度或固體顆粒的沉降速度，單位：m/s；K2-斜板濃縮機上升水流速度系數，即增加加斜板或斜管后比不增加時處理能力提高的倍數。

根據上述沉降理論，沉降的效果主要與沉降面積有關，與沉降時間關系不大。因此，增加沉降面積可以提高沉降效果。

四、大唐國際張家口發電廠二期除渣濃縮機循環系統改造措施

1.濃縮機改造的主要措施

具體措施為：

1.1將濃縮機池體內的爐渣全部清除干凈，拆除所有的濃縮斜管和斜管托架。

1.2把濃縮機的穩流筒（濃縮機平臺正中間的圓筒）與平臺再次加固，多處增加三角形肋板，肋板現場焊接。

1.3在穩流筒的下部外側增加一圈角鋼圓環。在同一水平高度，濃縮機倉體內側也焊接同一規格的角鋼圓環做澄清斜板的外部支撐，同時也增加濃縮機倉體的強度。

1.4取消原沉降斜管，更換為表面光滑，耐酸堿，強度高、性價比高、厚度為3mm的改性優質PVC板（聚氯乙烯）。

1.5沉降斜板框架組件在倉體整個圓周內均勻分布。

2.濃縮機沉降斜板的改造措施

濃縮機改造措施中最為重點的部分是沉降斜板的改造換型：取消原沉降斜管，更換為表面光滑，耐酸堿，強度高的改性PVC板，以提高濃縮機對細灰的沉降效率，沉降物不會沉積在斜板面上。

斜板材料采用改性優質PVC（聚氯乙烯）板。采用PVC材料時，板材除有一定的硬度還需要有很好的韌性，不能輕易被折斷。斜板架采用Q235B材質的角鋼焊接而成，具有足夠的強度和剛度。焊接要為滿焊形式。

斜板與框架按每個扇區采取整裝形式，每個扇區可方便的安裝或拆除。保證檢修人員在日后更換斜板時采取整體拆除和更換，縮短檢修工期。

斜板固定方式為上下面螺栓固定，有效防止斜板的整塊脫落。組裝方式是每個扇區整體結構。

沉降斜板的技術要求：

2.1沉降斜板應平整，安裝間隙均勻，固定螺栓螺母擰緊牢固。

2.2上不等邊角鋼53條，由第一條長435 mm，每條依次增加19.7 mm至第53條長1461mm。

2.3下不等邊角鋼53條，由第一條長285 mm，每條依次增加19.7 mm至第53條長1309mm。

2.4沉降斜板拉扯平直與扁鋼配鉆孔2×192-Φ7，每條不等邊角鋼中間孔均布；斜板架：24組，材質為Q235B。

2.5本件在廠內組裝一整件做樣本，其余23件現場組裝： 一整件重量：80.2kg，共37片，焊接框架件：215kg。

2.6斜板數量：864件；斜板架采用Q235B材質的角鋼焊接，共計24件/臺。

五、結論

大唐國際張家口發電廠二期濃縮機工程改造完工后，2013年3月組織生產技術人員、設備管理部門及設備生產廠家現場驗收：兩臺濃縮機運行三個月時間，除灰渣系統高效濃縮機運行情況良好，灰渣經濃縮機澄清后水質標準達到懸浮物≤70mg/L，滿足運行需要。

大唐國際張家口發電廠二期濃縮機沉降斜板的改造實踐證明是成功的，該項除灰渣濃縮機沉降斜板的改造可以在同類型電廠除灰渣濃縮機循環系統改造及基建安裝中推廣應用。

參考文獻

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[2]《火電施工質量檢驗及評定標準》.鍋爐篇

[3]《火力發電廠焊接技術規程》. DL/T869-2004

[4]《斜板、斜管濃縮機》.中國選礦技術