燃煤電廠除灰排渣系統(tǒng)的發(fā)展過程及現(xiàn)代化技術(shù)

楊永秀

摘 要：灰渣處理是燃煤電廠運(yùn)行的重要內(nèi)容，隨著燃煤電廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大和科技的進(jìn)步，排灰出渣系統(tǒng)也發(fā)生了變革，傳統(tǒng)的水力除灰排渣系統(tǒng)逐漸被干式氣力除灰和脫水倉除渣方式所取代。現(xiàn)代化技術(shù)支持下的除灰排渣系統(tǒng)工作效率高且需要的水電能耗較小，通過灰渣的綜合利用也改善了火電廠環(huán)境污染的問題。文章就燃煤電廠除灰排渣系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠 除灰排渣系統(tǒng) 現(xiàn)代化技術(shù)

中圖分類號：TK227.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（a）-0041-02

1 除灰排渣系統(tǒng)發(fā)展過程

除灰排渣系統(tǒng)是燃煤電廠穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，燃煤電廠發(fā)電機(jī)組數(shù)量、水資源條件、灰渣場與燃煤電廠的距離、灰渣量、灰渣綜合利用以及裝機(jī)容量等都會對排灰除渣方式的選擇和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。

1.1 早期排渣除灰系統(tǒng)

20世紀(jì)70年代前，我國電力行業(yè)剛剛發(fā)展，社會對于電力的需求較小，燃煤電廠運(yùn)行產(chǎn)生的灰渣量也比較少，電廠大多采用低濃度水力輸送灰渣的方式。由于灰渣場征地成本較低，因而當(dāng)時(shí)在燃煤電廠的附近就有合適的灰渣存放場地。進(jìn)入80年代，社會電力需求不斷提高，燃煤電廠的規(guī)模隨之?dāng)U大，灰渣量也隨之增大，傳統(tǒng)的水力除灰排渣方式逐漸不能滿足燃煤電廠的運(yùn)行需求，燃煤電廠的除灰和排渣工作分開進(jìn)行。

1.2 除灰技術(shù)發(fā)展

在除灰技術(shù)方面，燃煤電廠開始成套引進(jìn)300MW機(jī)組的負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)。但是負(fù)壓氣力除灰技術(shù)存在明顯的缺陷，包括出力較小、輸灰距離短以及灰?guī)祉斒諌m設(shè)備磨損嚴(yán)重的問題，因而實(shí)際的除灰效果較差，無法滿足燃煤電廠的除灰需求。到90年代末，一些燃煤電廠引進(jìn)了英國的麥考伯微正壓濃相氣力除灰裝置并取得了良好的應(yīng)用效果。

1.3 排渣技術(shù)發(fā)展

水力輸送沖渣技術(shù)應(yīng)用的時(shí)間較久，由于耗水量較大，對水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，后來一些燃煤電廠對其進(jìn)行了改進(jìn)，將帶水的濕渣利用水浸式撈渣機(jī)取出，濕渣經(jīng)過脫水倉及其它水力設(shè)施之后進(jìn)行裝車，運(yùn)輸?shù)浇y(tǒng)一的處理地點(diǎn)。上世紀(jì)80年代中期，意大利的發(fā)電站最先在2*35MW的燃煤機(jī)組上應(yīng)用了無水輸送的MAC排渣裝置，減少了排渣的耗水量，爐渣處理方式也更為潔凈。至90年代末，MAC排渣裝置已經(jīng)可以在單機(jī)容量130～500MW的燃煤機(jī)組中應(yīng)用，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛。

2 除灰現(xiàn)代化技術(shù)

氣力除灰技術(shù)的綜合性能比較良好，應(yīng)用廣泛。文章就英國的麥考伯微正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)進(jìn)行分析。

2.1 麥考伯微正壓濃相氣力除灰技術(shù)

麥考伯微正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)是由輸灰管、PD泵、AV泵、出料切換、插板隔離閥、控制設(shè)備等組成的。工作過程如下，通過在電除塵器的集灰斗下安裝該系統(tǒng)，以輸灰管作為灰發(fā)送器，一般情況下，需要將4臺或者6臺的輸灰罐連接到同一條除灰管道上，同時(shí)，在輸灰罐上還應(yīng)當(dāng)配備出料切換閥作為工作狀態(tài)的調(diào)整輔助設(shè)備。這一系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所使用的介質(zhì)為壓縮空氣，具體的輸灰過程主要有以下四個(gè)階段。⑴空罐，也就是關(guān)閉輸灰罐的閥門，不進(jìn)灰；⑵裝罐，打開輸灰罐頂部的圓頂閥，同時(shí)關(guān)閉出料切換閥，此時(shí)輸灰罐開始裝灰作業(yè)；⑶卸放細(xì)灰，這一階段一般在上一階段運(yùn)行8～10秒后，先打開出料切換閥，并打開空氣閥向輸灰罐內(nèi)輸送壓縮空氣，此時(shí)輸灰罐開始進(jìn)行卸放細(xì)灰作業(yè)；⑷輸送細(xì)灰，當(dāng)?shù)谌A段的卸放細(xì)灰作業(yè)完成后，停止向輸灰罐內(nèi)輸送壓縮空氣，降低罐內(nèi)壓力，關(guān)閉出料切換閥，同時(shí)打開圓頂閥門開始進(jìn)灰，開始下一階段的作業(yè)。

2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

在實(shí)際運(yùn)行中，麥考伯微正壓濃相氣力除灰技術(shù)表現(xiàn)出了以下優(yōu)勢。首先，該系統(tǒng)組成較為簡單，運(yùn)行過程較為可靠。該系統(tǒng)的集灰斗主要是在無灰狀態(tài)下運(yùn)行，因此在系統(tǒng)中不需要設(shè)置氣化風(fēng)機(jī)裝置。同時(shí)，在該系統(tǒng)中設(shè)置圓頂閥門，能夠有效提高該系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。圓頂閥門主要由橡膠密封圈與球面閥體組成而成。這兩個(gè)部件一方面，能夠有效保證閥門封閉的嚴(yán)密性，另一方面，應(yīng)用橡膠密封圈也能夠有效降低磨損，延長設(shè)備使用壽命。其次，該系統(tǒng)的流速較低，設(shè)備運(yùn)行過程中的磨損較輕。在正常狀態(tài)下，該氣力除灰系統(tǒng)的流速可以控制在2至12m/s之間，在這一流速范圍內(nèi)，氣力對于除灰管道的磨損較小，因此可以用普通碳鋼管作為設(shè)備管道的主體部分，從而降低設(shè)備的生產(chǎn)成本。最后，該系統(tǒng)表現(xiàn)出了濃度高，出力大以及輸送距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)監(jiān)控計(jì)算，該系統(tǒng)灰氣比可以達(dá)到100：1，系統(tǒng)最高出力可以達(dá)到200t/h，輸送距離可以達(dá)到1.5km。

3 排渣現(xiàn)代化技術(shù)

MAC排渣裝置是目前燃煤電廠排渣現(xiàn)代化技術(shù)的典型代表，工作原理如下：通過安裝排渣設(shè)備，使?fàn)t底渣能夠直接排落到排渣機(jī)鋼帶上，利用燃燒爐負(fù)壓狀態(tài)而吸入的空氣對爐底渣進(jìn)行冷卻，待爐底渣初步冷卻后將其排入碎渣機(jī)，進(jìn)行破碎處理后利用氣力輸送系統(tǒng)將爐底渣排入貯渣庫。

3.1 MAC排渣（MAC風(fēng)冷干式排渣機(jī)）裝置

MAC排渣裝置主要由兩部分組成。首先是爐底渣的輸送裝置、冷卻裝置以及破碎裝置；另一部分是爐底渣完成破碎處理以后的冷卻裝置與將爐底渣輸送至貯渣庫的氣力輸送裝置。

因此，MAC排渣機(jī)的主體為一條閉合的金屬輸送帶，一般情況下材質(zhì)為不銹鋼，主要由金屬絲網(wǎng)覆蓋不銹鋼板組成，同時(shí)在該金屬輸送帶的邊緣配備有一定高度的擋板，以避免排渣過程中爐底渣脫落，從結(jié)構(gòu)上看，該輸送裝置被放置在支撐托輥上。由于MAC排渣機(jī)的金屬輸送帶采用板網(wǎng)式結(jié)構(gòu)，因此在實(shí)際運(yùn)行過程中，該金屬輸送帶具備較強(qiáng)的抗高溫能力以及抗撞擊性能。此外，燃燒爐與排渣機(jī)之間主要依靠渣斗進(jìn)行聯(lián)系，并利用水封槽和密封板進(jìn)行嚴(yán)密的密封處理，以滿足鍋爐水冷壁膨脹的要求。

3.2 MAC風(fēng)冷干式排渣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

首先，MAC排渣機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)無水排放。由于該排渣機(jī)主要依靠風(fēng)冷進(jìn)行爐底渣的降溫，并且在爐底渣輸送過程中也不需要采用水力樹洞的性質(zhì)。因此，在MAC排渣系統(tǒng)中就不需要配備傳統(tǒng)的水力除渣設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)中只需要少量的水作為排渣槽的密封即可。這就使得該系統(tǒng)的設(shè)備投入較少，同時(shí)也更加環(huán)保。其次，利用MAC排渣機(jī)能夠有效提高爐效。利用爐內(nèi)負(fù)壓就地吸風(fēng)，能夠起到提高爐效的作用，從而提高燃燒爐的整體工作效率。再則，在該排渣機(jī)運(yùn)行過程中，爐底渣始終保持干燥狀態(tài)，這就使得爐底渣更容易破碎，同時(shí)也易與細(xì)灰輸送系統(tǒng)混合，不需額外設(shè)備。最后，MAC排渣裝置的安裝更加簡單，能夠針對不同的燃煤電廠情況進(jìn)行改造，應(yīng)用范圍廣。

4 結(jié)語

綜上所述，爐渣和粉煤灰的處理質(zhì)量會對燃煤電廠的穩(wěn)定運(yùn)行和長遠(yuǎn)發(fā)展產(chǎn)生重要的影響，以負(fù)壓氣力除灰技術(shù)和無水輸送MAC排渣裝置為代表的現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)除灰排渣系統(tǒng)高能耗、高污染的問題，在確保除灰排渣效果的同時(shí)提高了燃煤電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為實(shí)現(xiàn)燃煤電廠的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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