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大型火力发电厂锅炉干排渣技术研究

  摘 要: 火力发电厂锅炉干排渣技术存在很多问题,在经济市场全球化的基础上,我国大型火力发电厂锅炉干排渣技术面临很大挑战,和国外先进技术相比还有一定的差距,干排渣技术在实践应用中还存在很多问题,例如不经济环保等,针对这些情况,相关技术人员对干式排渣系统进行优化设计,提出来应用局部分体式钢带输渣机,提高了超大渣块的预破碎能力下面就对这些方面进行分析,希望给有关人士一些借鉴。
  关键词:火力发电厂 锅炉 干排渣技术
  中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)11-0292-02
  对于干式排渣技术而言,其优势较为明显,例如在实际使用中有很好的节能节水特点,而且不会产生污染,保护周围的自然环境,整个设备占地面积小,不会浪费火力发电厂有限的空间。但是也存在一定的问题,例如燃煤品种变化大, 煤质参差不齐,导致锅炉出现严重的结焦,除此之外,产生的灰渣量非常大,炉渣硬度很高,不利于火电厂长期的发展,必须予以改进更新。
  一、分析干排渣系统
  1.分析干排渣系统的组成情况
  对于干排渣系统而言,其系统构成主要有非金属密封装置、风冷式钢带输渣机、渣井、关断装置、炉底破碎、碎渣机、储渣仓、后续输送系统、卸料系统,以及控制系统、电气部分组成[1],在这些设备的相互协助作用下,其构成一个完成的系统,在设定参数下正常工作,保证火力发电厂的正常运行。
  2.对干排渣工作原理的分析
  当锅炉启动之后,正常运行过程中,高温炉渣会从锅炉排渣口排出,然后炉渣会直接进入到干式排渣系统中,炉渣之后会穿过渣井,再经过炉底的关断装置, 直接来到风冷式钢带输渣机,其是连续运行的,中途不会停滞。在此过程中热态炉渣已经被冷却,碎渣机会将这些炉渣进行破碎,之后其就进入到后续的输送系统,完成对其的存储工作后,将其进行集中放置,最后运输到指定位置。炉膛会产生一个负压的作用,这样在风冷式钢带输渣机内部就会进入少量的外部空气, 空气中含有一定量的氧气,可以保证没有燃尽的炉渣继续燃烧,和热态炉渣进行热交换。冷空气在吸收炉渣释放的温度后,其温度可以升高到300-400℃,与之相反的是热态炉渣会被冷却到100℃以下。冷空气完成加热操作后,这些空气就会被导入到炉膛中,热渣输出时所带走的热量就会被重新送回到炉膛内。
  二、分析钢带输渣机基本现状
  案例分析,某电厂上大压小热电联产2×350 MW工程干式排渣系统,就是经过下述方案4的优化设计,分析干式排渣系统工作的基本情况。在该工程中其基本参数分别为[2],输送能力10-30t/h,清扫链输送角度要小于≤20°,提升高度为15m,存渣时间为12-20 h,输送距离为35-45m,出口温度要小于100℃[3]。
  1.分析钢带输渣机工作原理
  上述已经分析将高温炉渣从锅炉底部送出来,将这些高温炉渣冷却到100℃,但是在实际操作中,很多炉渣温度过高,还存在一些复杂的工况条件,传统方式已经满足不了正常的施工要求,因此必须加强对炉底输送设备设计,如果这一环节出现问题,直接影响干排渣系统的正常运行。技术人员经过研究应用了风冷式钢带输渣机,其可以满足不同工况下的工作环境,冷却功能也很好,工作中有很好的可靠性。
  2.分析其各项参数指标
  第一点,进行正常工作使用时,钢带可以使用55 000 h,甚至是更高。到达一个大修期就对其进行检测,然后将检测的参数和出厂参数对比分析,各项参数都合格,没有任何问题后才能继续使用。第二点,对于清扫链条构件,其最容易发生损坏,但是为了保证工作质量,保证设备运行的可靠性,要求其使用寿命在20000h左右。第三点,对于设备中的托辊、托轮零件,日常检查时及时进行润滑,延长其使用寿命,一般使用寿命在10 年左右。第四点,对于箱体、滚筒这些零部件,要求使用寿命大于30年[4]。
  3.钢带输渣机的各项指标分析
  在选择输渣机的时候,必须注重考察其输送能力,第一点,必须满足锅炉正常处理的渣量,满足处理最大渣量要求,满足卸载渣量要求。对于输送能力而言,通常分为正常出力值,选择校核煤种锅炉MCR工作状态下的最大渣量,对于最大出力值,选择正常出力值的两倍,对于卸载出力值,选择吹灰工作状态下的排渣量。对于输渣机的参数选择,也要满足日常工作要求即可。对于钢带的长度、宽度尺寸、运行的速度,一定要符合最大排渣量时的炉渣冷却要求。正常运行中卸料端渣温必须小于200℃,而箱体温度要小于50℃[5]。
  三、分析对钢带输渣机的优化设计情况
  干排渣系统钢带输渣机在当前的使用中,其输送量没有达到理想的效果,为了解决这一问题,技术人员分析将钢带机从爬升段起点将钢带、清扫链箱体分开, 对于钢带上的炉渣,以及底板上的细灰,设计成从单独箱体中运输,这些设计方案的理由如下,第一点,采取底板细灰输送方式其倾斜角度小,而在进行细灰输送时,其倾斜角度会降低到20°。除此之外,冷却的空气进入钢带后,不会影响正常输送底板的细灰,其设计原理基本就是这样,以此为基础进行优化设计,共设计了四种方法,具体情况如下。
  1.气力输送清扫链层细渣至储渣仓方案
  设计思路如下:对于清扫链进行改进,在爬升段开始将其分出,让其爬升到指定高度,然后在下面设计灰罐,其容积要在1m 3以上,这样经过管道通过气力输送进渣仓仓顶[6]。
  2.机械输送清扫链层细渣到储渣仓方案
  设计思路如下,利用相关的机械设备,把底板细灰传输到渣仓中,很好的完成工作任务。
  3.机械输送清扫链层细渣至装车方案
  设计思路如下,使用机械设备把底板细灰运送到装车系统中,节省工作时间,提高工作效率,减低工作人员的劳动量。
  4.清扫链层细渣通过清扫链直接输送至装车方案   设计思路如下,使用清扫链把底板细灰直接输送出去,直接进行装车,完成操作[7]。
  5.对上述四种方案效果的分析
  对于第一种方案而言,对于地面上布置的灰罐位置,要在原有位置上向下挖坑,这样放置的灰罐会更加稳定,同时也能放置给料设备。为了达到设计目标,还要设计出气力输送系统,工作人员要结合实际情况,安装好设备和管路,但是也存在的一些问题,维护和检修的工作量就会增加,操作成本将会有很大的提高。必将增加检修维护工作。对于第二种方案而言,需要增加一台机械输送设备,同时也要安装对应的电气设备,做了相关设备的市场调研,其投资也很大,应用过程中该设备比较复杂,必然会出现一些故障,从整个系统设备分析,必然增加故障点,那么检修、维护的工作量也会增加。第三种方案也是增加了一台机械输送设备,同时也要安装对应的电气设备,这样故障点增加了,检修、维护的工作量也会增加。第四种方案没有新设备增加,其主要有以下方面的优势,在运送底板细灰的时候,其输送角度非常小,这样输送底板就不存在细灰问题。把清扫链系统从钢带机爬升段继续延长至渣仓底部,这样就进入到了装车系统,由于清扫链降低了其爬升角度同时对送出口的具体位置做了微调,清扫链长度比优化前减少了很多,提高了工作效率,避免了很多不必要过程,去输送效果是最好的,购置设备的成本也不高,在对干渣系统运行维护时工作量不是很大,综合考虑其是最合适的,从实践结果来看也是最理想的。
  四、电厂实际应用效果评述
  在上述案例中应用了第四种优化方案,该电厂共有两台机组,当前已经稳定运行了3年,没有发生重大事故,运行状况非常好。对干排渣系统进行了优化,操作非常方便,从投入资金成本方面分析,和其他方案没有大的差距,甚至比一些方案还节省。和非局部分体式钢带输渣机应用比较,减少了维护工作量,降低了维护频率,干排渣系统运行更趋稳定。分析其经济方面,在运行的3年中,减少了废弃物的排放,共节省排放30万吨,用水费用节省了96万元,节省的电费为 288 万,通过对排出干渣进行有效的存放和利用,其产生了468万的价值。当期该技术优势明显,各个发电企业都开始重视,并在该发电厂中应用,该技术得到了转化和推广应用,甚至在国外市场也有很强的竞争力。
  结语
  通过以上对大型火力发电厂锅炉干排渣技术分析,发现传统的钢带输渣机在运行中存在一定的问题,不不利于企业的可持续发展,工作环节较多,工作效率不高,通过清扫链层细渣通过清扫链直接输送至装车方案的应用,不仅运行稳定可靠,设备使用寿命长,除渣效果好,而且节能环保,设备运行维护费用低。
  参考文献
  [1]张苏.大型火力发电厂锅炉干排渣技术研究[D].华北电力大学(北京),2016(12):45-46.
  [2]谭振云.大型火力发电厂锅炉排渣冷却水处理系统选择及研究[J].红水河, 2013,32(1):49-52.
  [3]李鹏.新疆华电红雁池发电有限责任公司#1、#2炉干除渣系统改造前后的效果对比分析[C]//2012电站锅炉优化运行与环保技术研讨会.2012.(4):00294-00294.
  [4]姚宇峰.浅析火力发电厂锅炉管道无损检测技术现状和展望[J].中国科技纵横,2016(14).518-519.
  [5]董淑玲.大型袋式除尘器在燃煤火力发电厂锅炉尾气治理中的应用[J].黑龙江科技信息,2011(22):49-49.
  [6]李刚,刘政修,刘忠.火力发电厂锅炉烟气脱硝氨逃逸在线检测术研究与应用[J].全面腐蚀控制,2016,30(8).423-426.
  [7]任建文.1025t/h燃煤锅炉排渣系统干排渣改造经济技术分析[J].湖南电力, 2013,33(1):58-59.
  [8]卫晓峰.W火焰300MW锅炉干排渣系统的调试问题分析[J].电源技术应用, 2012(12):89.237-238.

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