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浅谈火电厂锅炉除灰渣的设计

来源:用户上传      作者: 吴小斌

  【摘 要】文章通过火电厂除尘系统的运行和管理情况进行了全面总结,为了查找存在问题,改进工作方法,挖掘节能潜力,以确保机组长周期安全经济运行。希望能给同类型机组除灰渣系统的设计与降耗工作提供一些参考和借鉴。
  【关键词】火电厂;锅炉;除尘渣系统;运行
  
  某火电厂一期2台机组采用的静电除尘器为上海冶金矿山机械厂的:2FAA2(2-1台炉2台除尘器;FA瑞典一个型号瑞典菲达;A2是两个电场)×40M(电场长度4米、M为电场间距为400同极距)-2×35M(2指2个电场,电场宽度3.5米电场长度同极距为400)-2×152(2是一个电场双室电场宽度15.2米)-150(电场高度15米,)-A2(灰斗形式为V型灰斗)型静电除尘器。
  1、除灰渣系统概述
  1.1 系统概述
  电厂一期建设两台600MW亚临界直接空冷凝汽式机组,总布置按6×600MW机组设计。锅炉采用亚临界、一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、燃烧器摆动调温、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、紧身封闭布置的燃煤锅炉。除灰、除渣采用灰渣分除式。炉底渣系统按每台锅炉1套系统设置,每台锅炉下设置1台刮板捞渣机,刮板捞渣机头部提升角度30度,可将渣提升到16m高度后直接进入渣仓,渣仓下留有运渣汽车通道,汽车在此处装渣外运至储灰场碾压储存。除尘器采用干式、卧式、双室四电场静电除尘器,每台炉配置两台静电除尘器,除尘效率大于99.3%。
  1.2 控制方式
  本工程采用全厂辅助车间联网控制方式,在电厂集中控制室内通过全厂辅助车间监控网络上的操作员站对除灰、渣系统进行集中实时监控。PLC控制机柜放置于就地控制设备室内。为了在上层网络故障时,依然能对锅炉除灰、渣控制系统实现自动控制并满足运行巡检的需要,除灰、渣PLC系统设有1台/每套本地上位机,与PLC机柜均安装于就地控制室内。正常时,在上层网络操作员站上可实现除灰、渣系统的自动控制。
  1.3 除渣系统
  本除渣系统每台炉选用一台刮板捞渣机。锅炉炉底渣经水浸式刮板捞渣机连续捞出后,直接输送至渣仓储存,定期由汽车送至灰场或综合利用用户。每台炉设1座渣仓,渣仓为锥底全钢结构,直径为8m,有效容积148立方米,能存储1台锅炉MCR工况下设计煤种38.3小时的排渣量,校核煤种24.9小时的排渣量。渣仓布置在锅炉房外零米。
  1.4 除灰系统
  (1)主要设备
  每台炉配两台静电除尘器,每台静电除尘器四个电场,除尘效率不小于99.3%。输灰器布置在除尘器的每个灰斗下。灰库布置在#1电除尘器的东侧,距除尘器灰斗约350m,每两台炉设三座灰库。灰库设有双轴搅拌机、干灰散装机等卸灰装车设施,均布置在灰库5米运转层。灰库顶部设有脉冲式布袋除尘器、压力真空释放阀等设备。
  (2)系统流程
  每台600MW机组配置一套除灰系统,三座灰库为二台机组共用,其系统流程如下:静电除尘器的每个灰斗下设置一台仓泵,灰斗的排灰经仓泵由压缩空气通过管道送至灰库。灰库布置在#1电除尘器的东侧,四台机组设有六座。两台炉共用三座,每座灰库有效容积1200m3,其中二座粗灰库、一座细灰库。使用设计煤种时,每座灰库可贮存一台锅炉73.7小时的粗灰量,两台锅炉160小时的细灰量。除尘器一电场的灰排入粗灰库,二、三、四电场的灰排入细灰库,也可通过灰库上的灰库切换阀进行切换。每座粗灰库底部设有三个排出口,一路到干灰散装机,直接装密封罐车,另两路接至湿式搅拌机,可直接装自卸汽车;细灰库底部设有三个排出口,二路到干灰散装机,直接装密封罐车,另一路接至湿式搅拌机,可直接装自卸汽车。为保证除尘器灰斗和灰库灰的流动性,保证卸灰的通畅和均匀,两台炉设有三台除尘器灰斗气化风机,两运一备。两台炉的三座灰库设四台灰库气化风机,三运一备。气化风经电加热器至176℃,进入气化板和气化槽。
  (3)压缩空气系统
  本工程飞灰处理系统仪用空压机与输送用空压机分开,输送用空压机用于提供输送用压缩空气。两台炉设有三台输送用螺杆式空气压缩机,正常工况下,二台运行,一台备用。每台空压机出口均配有前置过滤器、冷冻式干燥器和除油过滤器,三台空压机通过一根出口母管进入储气罐并送往用气点。每两台炉飞灰处理系统设有灰斗气化风机3台,2台运行1台备用。气化风机用于对所有灰斗、仓泵提供加热的气化空气,气化风机出口处装设电加热器。空压机布置在两台炉除尘器之间的除灰空压机房内。
  四台炉共设有3台脉冲反吹仪用空压机,布置在灰库区内的灰库气化风机房内,2台运行,1台备用。仪用空压机提供灰库脉冲式布袋除尘器、灰库区所有气动装置(包括气动阀门、气动执行器等)所用的压缩空气。脉冲反吹仪用空压机必须配置冷却器、干燥器和空气罐。电除尘区域的仪用压缩空气由全厂仪用空压机提供。
  2、除渣系统运行
  2.1 概述
  除渣系统包括刮板捞渣机、渣仓及渣水循环、冷却系统等。每台炉设一台刮板捞渣机和一台渣仓,锅炉排出的渣经渣井、关断门落入水浸式刮板捞渣机内经冷却水冷却、粒化后,由刮板捞渣机连续捞出,排至位于捞渣机头部的渣仓暂存,渣仓的渣由运渣自卸汽车定期运至灰场。
  刮板捞渣机的溢流水先溢流至溢流水池,由溢流水泵送至高效浓缩机,经高效浓缩机澄清后的水排至渣水调节池,由渣水提升泵送至机力冷却塔冷却后,排至回用水池,再由回用水泵送回刮板捞渣机作为供捞渣机水封水,循环利用。高效浓缩机下设有2台排污泵,1台运行,1台备用,将高效浓缩机底部沉淀下来的积渣打回捞渣机。渣仓中存渣析出水、渣仓反冲洗水及地面冲洗水汇集于污水池中,由污水池排污泵打回刮板捞渣机中。高效浓缩机及机力冷却塔为两台炉共用。
  捞渣机出口设大渣篦子,以分除大于300×300mm2的大渣。大渣落于渣仓顶部平台,经人工破碎后放入渣仓。渣仓顶部平台要充分考虑能承受人工碎渣所需强度。
  渣井冷却水、密封水及捞渣机补充水为一路进水口,正常工况渣井冷却水来自渣井水封槽锯齿型溢流堰的连续溢流水即渣井密封水,渣井密封水即渣井冷却水,渣井密封水无需单独供给。捞渣机正常工作时冷却水来自上部渣井水封槽溢流及冷却喷淋水,其为连续加入,渣井锯齿型溢流堰连续溢流维持捞渣机上槽体内水位及保证正常工况下的水温维持在小于60℃。捞渣机设水温检测仪,当捞渣机遇锅炉吹灰渣量增大等情况,瞬间水温增高超过60℃时,温度检测仪将信号发至电控箱打开补水阀迅速补充捞渣机上槽体内冷却水,直至水温降至小于60℃。
  液压站具有就地调速、压力设定及压力保护功能,其设有油箱油位检测及报警装置,设液压油电加热装置及冷却装置。捞渣机的速度可通过就地电控箱上的旋钮进行调节,也可接出4~20mA控制信号实现远程调速。捞渣机就地电控箱具有就地启、停捞渣机、水温检测自动补水、断链、掉链、卡链故障检测及停机报警等功能,并留有接线端子排及就地/远控转换开关,可实现远程启停及监控。液压工作站应运行可靠、油压稳定,液压管道的管接头应密封严密、不漏油。
  液压工作站的油压应能满足渣井贮存锅炉MCR工况不少于4小时渣量的荷载要求。
  关断门启、闭灵活,应关闭严密,不漏灰渣,正常运行时与捞渣机配合后能保证炉膛密封,在捞渣机故障时应能可靠的关闭。关断门的刚度和强度应能满足锅炉渣井贮存锅炉MCR工况不小于4小时渣量的荷载要求。关断门液压缸的设置应合理,液压系统不得有漏油、卡涩等现象。机力冷却塔由塔体、风筒、风机、导流装置、配水系统、收水器、淋水填料及填料承托架等组成。冷却塔型式为开式抽风逆流组合式机械通风冷却塔,形状为方形,配水系统为管式压力配水。冷却塔进出口水温差不小于10℃。
  2.2 工艺流程
  3、除灰电气系统运行
  3.1 变压器允许运行方式
  (1)变压器在额定冷却条件下,按制造厂铭牌规定的技术数据运行称为额定运行方式。变压器在额定运行方式下,可以长期连续运行;
  (2)变压器运行中,电压在额定值的±5%内变化时,其额定容量不变,最高运行电压不得超过各分接头相应额定值的105%;
  (3)厂用低压变压器,线圈温升不允许超过98K;
  (4)干式变在环境温度不超过20℃时,能带110%负荷长期运行。当在AF运行方式下,变压器能够带150%负荷并长期运行;
  (5)变压器允许短时间过载能力在空气冷却情况下应满足下表要求(正常寿命,过载前已带满负荷):
  (6)干式变压器在运行时,最高允许温度155℃,可允许短时过载,采用强迫风冷的干式变压器,当风扇投入时变压器过负荷由温度决定;
  (7)变压器经历事故过负荷以后,应将事故过负荷的大小和持续时间记入变压器的技术档案和运行记录;
  (8)变压器的三相电流不平衡时,应监视最大相电流,三相不平衡电流不超过额定电流的10%;
  (9)采用强迫风冷的干式变压器,风冷装置“自动”方式运行的自动控制及保护功能为:
  1)绕组温度≥90℃时,冷却风机自启动运行;
  2)绕组温度≤70℃时,冷却风机自动停止运行;
  3)绕组温度≥125℃时,发出“超温”报警信号;
  绕组温度≥150℃时,变压器“超温”跳闸。
  3.2 变压器送电前的检查
  (1)变压器本体清洁无杂物,各套管引线,电缆接头处接触良好;
  (2)接地线与接地网连接牢固;
  (3)冷却装置完好;
  (4)核对并记录分接开关位置;
  (5)户内变压器门窗完好,照明充足,柜门关好;
  (6)保护装置投入应符合运行要求;
  (7)消防设施齐全完好;
  (8)按配电装置运行规程的规定,检查开关、CT、电缆引线和避雷器等符合运行要求。
  4、结束语
  总之,发电厂除灰系统运行的好坏直接关系到电厂的环境的好坏,正是除灰渣系统的高效运行实现了两大生产目标:一是烟气中烟尘的质量浓度为23mg/m3(国家标准为不超过600mg/m3),远远低于现行国家规定的排放标准;二是发电产生的灰渣不落地,由皮带直接返排,回填露天矿采空区,以确保机组长周期安全经济运行。


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