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火电厂燃煤锅炉干式排渣系统的开发与应用

  摘 要 根据国内外干式排渣技术的发展现状以及工程运行中存在的问题,介绍了龙净环保自主研发的干式排渣系统及运用。在锅炉结焦的防范与处理、干式排渣机的特点、干式排渣系统对锅炉的影响等方面进行分析。
  关键词 干式排渣;节能环保;锅炉效率;开发应用
  中图分类号TK22 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)85-0152-02
  1概述
  近十几年来国内外电力企业一直致力于发展和应用节水、节能、环保的新技术。传统的燃煤锅炉底渣排放方式主要采用水力除渣,水力除渣存在消耗大量水资源、能耗大、炉渣综合利用价值低,系统维护费用高等缺点。干式排渣技术采用密闭的钢带输送机进行输送,利用冷空气冷却炉渣,系统具有无水资源浪费、设备安全可靠,维护量小、炉渣利用率高、节能环保等优点,该技术代表了炉底排渣领域的发展方向,值得广泛推广应用。
  2龙净环保干式排渣系统介绍
  福建龙净环保股份有限公司适应技术发展的潮流,近年来投入了大量的人力、物力致力于干式排渣系统的开发研究。目前龙净环保自主研发的LGP型干排渣系统已经顺利投入工程应用中。
  通过调研国内外干式排渣系统工业应用情况,使用中出现的问题主要有:1) 锅炉燃烧产生大焦块影响系统运行;2) 锅炉用煤变化,造成渣量异常增大,影响冷却效果,炉渣冷却稳定达不到系统设计要求,造成下游设备损坏。针对干式排渣系统实际运用中存在的问题,我司在液压关断门中设置拦截格栅,并使用液压关断门对大渣进行挤压、破碎,同时在风冷式钢带输送机上设置自动风门来控制冷却风量的大小,使用变频器调节输送带的运行速度,满足不同输送渣量的要求。
  2.1 系统组成
  干式排渣系统主要由密封装置、渣井、液压关断门、干式排渣机、碎渣机、过渡渣斗、后续输送系统、储渣仓及卸料装置、电控系统等组成。其工艺流程。
  2.2 工作原理
  锅炉正常运行时,产生的高温炉渣(约800℃~1000℃),在干式排渣机的输送网带上进行输送,干式排渣机运行速度很低(1m/min~4m/min),在输送过程中锅炉负压将自然空气从干式排渣机头部及侧部设置的风门吸入和在干式排渣机内缓慢输送的高温炉渣进行热交换,同时吸入的空气中含有氧气可以让高温炉渣未燃尽碳继续燃烧,吸入的自然空气被加热到350℃~400℃进入炉膛,高温炉渣则被冷却到100℃以下。不仅达到冷却炉渣的目的,而且可以提高锅炉热效率。其原理。
  2.3 技术特点
  干式排渣系统具有安全可靠、节能环保、维护量小、智能控制等特点。
  2.3.1大焦块的应对与处理
  由于我国煤炭资源供应紧张,国内电厂锅炉使用的煤种多变,由于锅炉燃烧不完全等原因,经常产生大焦块,大渣块的排放对干式排渣系统影响非常大,从高空中下落的大焦块会损伤设备,以及影响炉渣的冷却。为此,我司干式排渣系统设置大渣预破碎装置。该装置巧妙地与关断门合二为一,设置了拦截隔栅、带齿形挤压头的关断门板,具有大渣预破碎和隔离门的双重功能,同时还具有如下技术性能:1)保护下游设备,当大焦块落下时拦截格栅首先将其拦截下来,避免大焦块直接撞击干式排渣机,造成设备损坏;2)便于大焦块破碎,大焦块可在拦截隔栅进行预冷却,再启动液压破碎装置对渣块的破碎,提高破碎效果;3)设置摄像监控系统,可对落渣情况及大焦块破碎过程进行实时监控。
  2.3.2 干式排渣机的特点
  由于干式排渣系统是高温、高粉尘的恶劣工况下运行,输送量的变化范围很大(最大出力一般在额定出力的4倍),而且引入的冷却空气量又不能影响锅炉的燃烧。所以,干式排渣系统中实现冷却和输送功能的关键设备干式排渣机的设计尤为关键。针对上述恶劣工况,我们的干式排渣机具有以下特点:1)干式排渣机的核心部件输送网带采用进口不锈钢制作,这种不锈钢具有优异的热强性和优良的抗蠕变性能,同时干式排渣机设置了液压自动张紧装置,保证了系统在高温、高尘以及变载等恶劣工况下安全可靠运行;2)传动系统采用变频驱动,可以很好的应对大范围的运量变化;3)干式排渣机设置了智能风量控制系统,实现冷却风量的自动控制,使冷却风量和实际输送渣量良好匹配,避免影响锅炉燃烧。
  2.3.3 系统对锅炉稳定运行的影响
  干式排渣系统的冷却空气最终进入炉膛,对锅炉来说是扰动风,有可能对火焰中心、炉膛出口烟温、排烟温度、锅炉效率等参数产生影响。采用干式排渣系统是否会影响锅炉稳定运行,进而降低锅炉效率呢?
  1)对锅炉稳定运行的影响。经过计算和实践证明,通过控制漏风系数,适当调整锅炉的一次风机和二次风机进风量的配比,合理调节干渣系统的入炉风量,控制干渣系统的入炉风量小于锅炉进风风量的1%,可确保锅炉的燃烧火焰中心高度不会受到影响,保持锅炉稳定燃烧。
  2)对锅炉效率的影响。水力除渣系统,热渣带走的热量通过由冷却水带走,而干式排渣系统则可通过锅炉负压吸入的空气回收高温炉渣带走的热量、锅炉喉部辐射热量以及未完全燃烧的碳在输送钢带上再次燃烧所产生的热量,通过控制干渣系统的入炉风量,在保证进入锅炉喉部的风温大于350~400℃时,有利于锅炉热效率的提高。
  2.3.4 干排渣系统的优点
  由于干式排渣系统不需要水冷却,无废水排放,无需废水处理系统。因此干式排渣技术不仅节水,而且环保,符合国家节能减排政策。
  高温炉渣在干式排渣机上二次燃烧,含碳量低,而且炉渣干排,保持了炉渣的“火山灰”活性,炉渣的综合利用价值比湿渣高。
  干式排渣系统不需要水冷却,相对水力除渣系统,无需废水处理系统,能耗降低,能耗仅为水力除渣系统15%~25%,运行费用低,具有节能环保的特点。
  干式排渣系统的主设备干式排渣机采用带传动,且运行速度低,炉渣和输送网带没有相对运动,运行稳定,性能可靠,磨损量小、易损件少;而原水力除渣系统在输送过程中炉渣和设备之间存在速度较大的相对运动,设备磨损严重,易损件多,维护量大。   3 临汾热电厂干式排渣系统设计及运行情况
  3.1系统设计
  山西临汾热电工程厂址位于山西省临汾市尧都区西侧小榆乡录井村境内,建设规模为2×300MW机组。本工程除渣系统采用干式排渣机+斗式提升机相结合的除渣系统,每套系统出力为5t/h~17t/h。
  3.2设备的选择
  根据国内电厂燃煤种类多变的特点以及国内外干排渣系统使用工程中易出现的故障点,在设计中我们重点研究解决了以下问题:
  1)锅炉结焦工况应对,采用带拦截格栅和挤压头的液压关断门、渣井采用偏心设置,干渣机设置大渣检测装置等。在合适的位置设事故排渣孔和捅焦孔等。
  2)本工程渣井与锅炉下联箱采用机械密封联接,可进一步节约水资源和改善锅炉房运行环境。
  3)干渣机设有良好的自动调节风冷系统,能根据排渣机的排渣量自动调节干式排渣机的冷却空气量,以确保冷却后的渣温不超过150℃。
  4)在干渣机头部结构设计上进行优化,避免出口处的渣到溜回干渣机底部。
  5)斗式提升机每套系统设置两台,运行方式一用一备,提高系统可靠性。
  3.3系统运行状况
  干渣系统投运后,系统运行正常,各项性能指标达到设计要求。虽然由于煤质变化问题在,锅炉结焦比较严重,但系统配置的液压关断门发挥了很大作用,大焦块被拦截格栅拦截下来,由挤压头挤碎,进入干渣机输送、冷却。
  3.3.1运行中出现的问题
  系统在运行过程中,炉前侧清扫链在运转过程中发生周期性的跳动现象,严重时出现脱链的现象,影响清扫系统的运行。
  3.3.2解决措施
  经过观察发现,两侧清扫链进入头部链轮啮合时不同步,造成炉前侧清扫链的回程链无法及时脱开,产生跳动,且随着运转的圈数增加,跳动越来越厉害,最终造成脱链现象。经过观察和分析,判断该故障是由两侧链条长度不一致引起。卸下两侧清扫链测量,发现炉前侧清扫链比炉后侧清扫链长两个链环,然后对两侧链条重新配对,保证两侧链条长度基本一致,重新装上后消除故障,系统稳定运行。
  4结论
  干式排渣系统是在一个密闭的输送系统内运行,运行环境好,具有节约水资源、节能降耗和环保等优点,降低电厂工业废水排放,满足国家对于环保日益严格的要求,也适应了我国北方地区缺水的国情特点。同时可以将高温炉渣带走的热量回收,具有提高锅炉热效率,而且炉渣干排保持了炉渣的火山灰活性,综合利用率高,是一项值得推广的技术。
  参考文献
  [1]陈新,刘振强,张晶.燃煤电厂风冷式干式排渣技术及其工程应用.电力设备,2006,7(9):19-21.
  [2]魏铜生.干式排渣系统对锅炉运行及经济性影响的研究.西安热工研究院有限公司,2005,12.

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