火力發(fā)電廠除渣系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用

冀長坤

（華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 濟(jì)寧 273522）

火力發(fā)電廠除渣系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用

冀長坤

（華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 濟(jì)寧 273522）

以某火電廠鍋爐改造為例，探討了當(dāng)前較多應(yīng)用的干除渣技術(shù)的基本原理、系統(tǒng)及構(gòu)成。通過在火電廠中應(yīng)用干除渣技術(shù)，原水力除渣系統(tǒng)得到有益簡化，還具有了節(jié)點(diǎn)、節(jié)水等特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益好。

火電廠；除渣系統(tǒng)；干除渣技術(shù)；鍋爐

1 概述

某火電廠總裝機(jī)容量4×200 MW，配置有4臺(tái)高壓、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、全懸吊、燃煤固態(tài)排渣汽包鍋爐（HG670/140-13型）。水浸式撈渣機(jī)將爐底渣撈出，然后將其破碎處理，最后經(jīng)水力噴嘴沖到渣泵房渣池，由渣漿泵將其輸送至廠外。針對該廠除灰系統(tǒng)所存在的諸如故障多、系統(tǒng)設(shè)備多、除灰與除渣環(huán)節(jié)多等問題，為了有效解決上述問題，2015年，該企業(yè)制定了2個(gè)實(shí)施方案：①以鋼帶式輸渣機(jī)為軸心的干排渣系統(tǒng)；②以脫水倉為中心的主排渣系統(tǒng)。因該火電廠三面環(huán)山，廠區(qū)面積較狹窄，難以找出合理的脫水倉建筑位置。對此，該企業(yè)結(jié)合自身實(shí)況，最終選擇了以鋼帶式輸渣機(jī)為主的干排渣系統(tǒng)。

2 干除渣技術(shù)的基本工作原理

當(dāng)鍋爐處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，因冷灰斗落下的熱灰渣，通過爐底排渣裝置落至鋼帶式輸渣機(jī)呈持續(xù)運(yùn)作狀態(tài)的輸送鋼帶上，會(huì)隨著輸送鋼帶呈低速移動(dòng)。受鍋爐內(nèi)部的負(fù)壓影響，經(jīng)鋼帶式輸渣機(jī)殼體周圍的通風(fēng)孔，會(huì)進(jìn)入一定的冷空氣，這些冷空氣會(huì)逐漸冷卻在輸送鋼帶上的熱灰渣，使之再次燃燒，完成高溫爐渣與冷空氣之間的熱交換，當(dāng)冷空氣受熱，溫度升至300～400℃時(shí)進(jìn)至爐膛，而灰渣經(jīng)冷卻降至低于200℃時(shí)，便會(huì)被輸送至碎渣機(jī)。對于爐底渣，其經(jīng)過碎渣機(jī)完成破碎處理后進(jìn)至中間渣倉，如果此倉發(fā)出高料位信號(hào)，爐底渣便會(huì)從中間渣倉，通過電動(dòng)鎖氣給料機(jī)，被送至負(fù)壓輸送管道，經(jīng)三級氣固而分離完成過濾后，氣體首先會(huì)冷卻，然后經(jīng)負(fù)壓羅茨風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)外排，而爐渣會(huì)被收集至灰罐；如果罐內(nèi)有高料位信號(hào)發(fā)出，爐渣便會(huì)通過卸灰球閥而被卸至儲(chǔ)渣倉，最后在倉底被汽車送出。

3 系統(tǒng)主要組成

該火電廠選用的是200 MW機(jī)組燃煤鍋爐干除渣系統(tǒng)，組成為爐底排渣裝置、鋼帶式輸渣機(jī)、碎渣機(jī)、電動(dòng)鎖氣給料機(jī)及干除渣控制系統(tǒng)等。

3.1 爐底排渣裝置

爐底排渣裝置位于鋼帶式輸渣機(jī)與鍋爐儲(chǔ)渣斗之間。此機(jī)儲(chǔ)渣斗間，依據(jù)金屬膨脹節(jié)實(shí)現(xiàn)連接，并對渣斗的膨脹予以吸收。此機(jī)能夠較好地防止大體積結(jié)焦渣塊對輸送鋼帶可能造成的沖擊，另外，還能實(shí)現(xiàn)壓頭、預(yù)破碎處理。對于格柵而言，則能最大化降低爐膛輻射熱對輸送鋼帶所帶來的影響，還能減少其熱負(fù)荷。除此之外，還能將鍋爐儲(chǔ)渣斗出口關(guān)閉，便于后續(xù)更加方便地檢修設(shè)備。此機(jī)結(jié)構(gòu)與關(guān)斷式閘板門較為類似，由驅(qū)動(dòng)液壓缸、隔柵、箱體、鋼結(jié)構(gòu)支架及擠壓頭等組成。共2套鍋爐儲(chǔ)渣斗，每套均有擠壓頭2對，油缸驅(qū)動(dòng)共16個(gè)，缸擠壓力60 kN，出料粒度不大于280 mm。在箱體外，設(shè)置有攝像監(jiān)視器，能夠?qū)t底排渣情況進(jìn)行實(shí)時(shí)性監(jiān)控。如果出現(xiàn)結(jié)焦?fàn)顩r，則需及時(shí)進(jìn)行處理。如果有較難擠碎的焦塊，可以運(yùn)用專用工具，將相應(yīng)隔柵抽出，使其落至輸送帶上，或細(xì)致觀察窗手孔，進(jìn)行人工破碎。

3.2 鋼帶式輸渣機(jī)

在干排渣系統(tǒng)中，鋼帶式輸渣機(jī)為其核心設(shè)備，通常將其安裝于爐底排渣裝置出口處。此機(jī)由箱體結(jié)構(gòu)、拖鏈刮板組件、輸送鋼帶組件等組成。對于鋼帶輸送部分而言，則由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)、托輪、側(cè)向限位輪及耐高溫輸送網(wǎng)帶等構(gòu)成；刮板清掃部分由張緊機(jī)構(gòu)、托輪、鏈條及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等構(gòu)成；箱體外側(cè)設(shè)置有能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)的進(jìn)風(fēng)口，而在箱體頂部，則有主進(jìn)風(fēng)孔2個(gè)，能夠依據(jù)出渣量自動(dòng)調(diào)節(jié)。針對拖鏈刮板張緊、輸送帶，則選用的是液壓張緊方式，液壓破碎機(jī)與壓力源共用一套。另外，其內(nèi)部還設(shè)置有蓄能罐。

3.3 碎渣機(jī)

此機(jī)實(shí)為一種單輥碎渣機(jī)，主要用作破碎爐底渣，提升冷卻效果，出料粒度最大為15 mm。

3.4 電動(dòng)鎖氣給料機(jī)

此機(jī)功能為把中間渣倉當(dāng)中的爐底渣，比較均勻地送至負(fù)壓輸送管道，并對送料時(shí)的系統(tǒng)負(fù)壓進(jìn)行維護(hù)。

3.5 干除渣控制系統(tǒng)

對于干除渣系統(tǒng)而言，其配置有先進(jìn)的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，經(jīng)CRT操作員站能夠檢測與控制儲(chǔ)渣倉、碎渣機(jī)、爐底排渣裝置、鋼帶輸送機(jī)及負(fù)壓輸送系統(tǒng)等，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。系統(tǒng)將現(xiàn)場總線技術(shù)（PROFIBUS），用做現(xiàn)場設(shè)備與工程師控制站之間的信息交換系統(tǒng)，將網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)與工控的集散控制系統(tǒng)相融合，僅需2根電纜便能傳輸所有信息。

4 干除渣改造內(nèi)容

安裝破碎機(jī)、給料機(jī)、碎渣機(jī)、中間渣倉、儲(chǔ)渣倉，進(jìn)行鍋爐水封槽改造。加高水封槽內(nèi)部的擋水板，從之前的水封槽內(nèi)槽溢流，更改成外槽溢流，將溢流水外排至爐零米汽機(jī)側(cè)的溝道中。對于水封槽供水而言，則從原先的除灰水更改成工業(yè)水，設(shè)置2個(gè)浮球閥，經(jīng)水封槽水位，對工業(yè)水供水量進(jìn)行有效控制。拆除鍋爐冷灰斗噴嘴及附屬供水管，避免由此而造成的漏水情況。此外，還應(yīng)安裝控制設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試、試運(yùn)。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

改造完成后，對干除渣系統(tǒng)的性能進(jìn)行了系統(tǒng)化測試。測試內(nèi)容為鋼帶式輸渣機(jī)空載試運(yùn)情況、鋼帶式輸渣機(jī)出力情況、鋼帶式輸渣機(jī)冷卻效果及爐底渣冷卻風(fēng)量。另外，還有鍋爐熱力試驗(yàn)和壓氣力輸送系統(tǒng)測試，最終得出以下結(jié)果。

5.1 節(jié)約沖渣用水

工程中部分鍋爐不再用沖渣用水，改造了廠內(nèi)的除渣、除灰用水系統(tǒng)，目的在于節(jié)約廠內(nèi)除渣與除灰用水。比如把灰漿泵（100ZJ-A45型）安裝在1號(hào)渣泵房，來替代原先的250ZJ-1-A80型（揚(yáng)程為111.7 m，流量為1 188 m3/h，630 kW）；改造了廠內(nèi)濃縮池，回收高井渣水，運(yùn)用柱塞泵房回水泵（200ZJ-1-A70型，揚(yáng)程為78 m，流量為820 m3/h），為1號(hào)、2號(hào)鍋爐水力除渣提供用水。

5.2 節(jié)約電耗

改造后，此系統(tǒng)的最大電耗為176.2 kW，節(jié)約用電達(dá)523.5 kW，以每年6 000 h來計(jì)算，節(jié)電量達(dá)3 253 000 kW·h。

6 結(jié)束語

綜上所述，火電廠應(yīng)用干除渣系統(tǒng)，符合其今后發(fā)展趨勢，能夠幫助火電廠提升運(yùn)行質(zhì)量與效率，節(jié)約用水、用電，提升總體效益。此系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的與水力除渣系統(tǒng)，可是用電量大幅降低，而且爐底渣系干渣，易破碎，活性低。

［1］于長友.燃煤電廠鋼帶式排渣機(jī)干式除渣技術(shù)［J］.中國電力，2007，40（01）.

［2］忻偉君，許良毅，盧國芯，等.程控網(wǎng)絡(luò)在閔行電廠除渣程控系統(tǒng)改造中的應(yīng)用［J］.發(fā)電設(shè)備，2005，19（02）.

［3］陳躬炎.基于ControlNet的集散控制技術(shù)在除渣系統(tǒng)中的應(yīng)用［D］.南京：南京理工大學(xué)，2006.

冀長坤（1986—），山東青州人，本科，機(jī)務(wù)專工，助理工程師，研究方向?yàn)榛鹆Πl(fā)電廠除灰、除渣及脫硫系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備檢修工作。

〔編輯：張思楠〕

TM621.73

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.160

2095－6835（2017）23－0160－02