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风冷干式排渣机在1000MW机组塔式锅炉上的应用

  摘要:文章介绍了风冷干式排渣机在1000MW机组塔式炉上的应用,并针对塔式炉的特点进行优化配置,满足了机组连续运行可靠排渣的要求,显示其符合节电、清洁生产和循环经济的国家政策。经过运行的考验,对其结构和部分设备进行优化和改进。
  关键词:风冷干式排渣机 1000MW机组 塔式炉 应用
  1 概述
  风冷干式排渣技术是利用一种特制的钢带,输送经空气冷却后的炉底渣。风冷干式排渣机工作原理是适量的自然风在锅炉炉膛负压的作用下,进入干式排渣机以及锅炉喉部区域,冷空气逆向与炉渣相混,将含有大量热量的高温炉渣冷却为可以直接贮存和运输的冷渣。产生的热风进入炉膛,冷却后的炉渣由不锈钢输送带输出。干式排渣机与传统的刮板捞渣机相比具有以下特点:一是冷渣介质为空气,不需要冷却水,可节约用水;二是排出的渣为干渣。不降低渣的活性,有利于综合利用;三是自然风的引入,吸收了底渣的热量以及锅炉喉部的辐射热,并可减少渣中未完全燃烧炭的含量,从而减少了锅炉的热量损失,有助于锅炉效率的提高。
  目前风冷干式排渣技术在国电谏壁电厂2×1000MW机组塔式锅炉上的应用,使风冷干式排渣技术在各种炉型上都有成功应用的业绩。
  2 风冷干排渣系统及干排渣机技术参数
  2.1 风冷干式排渣系统流程
  2.2 风冷干式排渣系统性能参数
  ①一级干式排渣机(变频器调整)
  ②二级风冷干式排渣机:正常出力(连续运行)10~18t/h,最大出力(间断运行)45t/h。出口渣温小于50℃。
  ③风冷干式排渣机壳体温度:不高于50℃。
  ④碎渣机出力:大于45t/h出口颗粒度≤35mm。
  ⑤风冷干式排渣机进风口可调,控制最大进风量不超过锅炉理论燃烧空气量的1%。
  2.3 1000MW塔式炉风冷干式排渣机及其系统的结构特点
  ①采用机械密封装置,向下膨胀量达到750mm。
  ②冷渣斗的容量按照校核煤种的最大渣量、机组满负荷8小时的储量。
  ③冷渣斗下的液压碎渣机既能碎大渣块又是关断门。
  ④采用二级钢带机作为风冷干式排渣提升设备和双渣仓配置。
  3 风冷干式排渣系统的配置
  1000MW机组塔式炉的特点是炉膛很高,从炉底到炉顶约有110m以上;炉膛内依次安装有过热器、再热器、省煤器等设备;过热器、再热器、省煤器的管排是以水平的方式悬吊在炉膛内。炉膛为方形,四角切圆燃烧方式。针对塔式炉的特点,风冷干式排渣机在结构设计、设备配置和工艺布置上进行了优化。
  3.1 冷渣斗与锅炉下口连接采用机械密封装置。锅炉在热态下要向下膨胀,1000mw的塔式炉由于炉膛高度约100多米,向下膨胀的理论数值约500~750mm,水平方向位移约100~200mm。设计考虑了这个因数,机械密封采用水平并向上倾斜300mm和四周隆起式安装。机械密封材料为不锈钢丝网、硅酸铝保温棉、金属薄膜封闭层组合而成,机械密封既要具有一定的柔性,又要密封和耐热。机械密封比水槽密封简单,不需要密封水系统。
  3.2 设置了一定容量的冷渣斗。风冷干式排渣机中心线与炉膛中心线偏离500mm,冷渣斗为倒V型不对称布置。冷渣斗的容量按照校核煤种的最大渣量、机组满负荷8小时的储量。冷渣斗分四个区,按照3-4-4-4的数量设置液压带有挤压碎渣功能的关断门。液压关断门具有关闭锅炉排渣和挤碎大渣块的功能。
  3.3 采用二级钢带机作为风冷干式排渣提升设备。在设备选型时比较了一级钢带提升、斗式提升机提升和二级钢带机提升三个方案,从设备可靠性、经济性和系统布置的合理性等几个方面考虑,选用二级钢带提升方案。二级钢带排渣机的总长度约为33m,头部抬高约14.5m,钢带有效宽度1.0m,钢带速度2.0~5.0m/min变频调速,倾角35度。
  3.4 在一级钢带排渣机的头部出渣口布置了一台碎渣机,碎渣机的额定出力≥45t/h,碎后粒度<35×35mm,使用温度<350℃。碎渣机采用模块式安装,运行中如果碎渣机出现故障,可以整体拖出进行快速检修或更换。
  3.5 储渣仓采用双仓布置形式,仓顶刮板机检修两仓切换。仓底平台安装干渣装车机和拌湿机。
  4 调试和运行
  2011年5月14日国电谏壁电厂2×1000MW机组塔式锅炉风冷干式排渣系统与主机同步启动并同步进入168小时满负荷考核运行,5月21日与主机同步完成168小时满负荷考核运行,进入商业运行。风冷干式排渣投入运行后,显示了它的优越性:系统简单不用水,没有复杂的水系统;风冷干式排渣机是负压运行,附近环境和地面干净;锅炉落渣有摄像显示,对炉渣的数量和是否有大渣块能够清楚地看到,并根据大渣块的情况采取必要的挤渣操作。系统电耗小:正常运行时,几只380V电动机的总电流约为28A,正常运行功率约18KW;可以进行风量调节,使回炉的热风控制在合理的温度。风冷干式排渣机在结构上有以下一些特点。充分体现了它的优越性。
  5 在运行中进行优化
  5.1 碎渣机在最大出力下,电动机的功率偏小。运行中锅炉吹灰时,会有大量结渣落下,风冷干式排渣机在此时处于最大出力运行,碎渣机因为渣量大,渣块硬造成碎渣机堵渣和跳机,使排渣机不能正常运行。经分析碎渣机电动机功率偏小,将11KW电动机更换为18.5KW,加大后的碎渣机在运行中实行短时反转消除堵渣,这样基本解决了堵渣问题。
  5.2 一级排渣机的粗渣倒入一级清扫链中。由于碎渣机在最大出力时产生堵渣,一级清扫链的出口被一级排渣机的粗渣堵塞,并且大渣块也进入一级清扫链中,造成一级清扫链停运。经过停运清理,才能恢复运行。采取措施是:在一级清扫链的出口加装挡渣板,使大渣块不能进入清扫链箱中。
  6 结语
  风冷干式排渣机除渣系统可以实行远距离监视和自动程序操作,自动化程度较高;渣中未燃烧物质在冷却中继续燃烧,空气被加热后进入炉膛,可提高锅炉热效率;风冷干式排渣机处于负压运行状态周围环境好;干渣的活性好有利于综合利用;风冷干式排渣机除渣系统不用水、不耗水,无废水排放;运行电耗比水冷排渣低得多,有利于节电。风冷干式排渣系统的应用,适应了节电、清洁生产和循环经济的国家政策,在电力系统的各种容量和各种形式的机组上有广泛的应用。
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  作者简介:陈红,女,江苏南京人,硕士研究生,讲师,主要研究方向光电子技术,电子通信。

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