董智峰

（河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 河北石家莊 050031）

1 干排渣系統(tǒng)工作原理

風(fēng)冷鋼帶和風(fēng)冷鏈板除渣系統(tǒng)，通稱為風(fēng)冷干式排渣系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱為干排渣系統(tǒng))，干式排渣機(jī)為風(fēng)冷鋼帶機(jī)連續(xù)運(yùn)行，高溫爐渣連續(xù)落在輸送帶上，高溫底渣在輸送帶上低速運(yùn)動(dòng)，在負(fù)壓（對(duì)煤粉鍋爐而言，其正常運(yùn)行狀態(tài)爐膛為負(fù)壓）作用下，受控的環(huán)境冷空氣逆向進(jìn)入風(fēng)冷干式鋼帶除渣機(jī)內(nèi)部，使底渣在輸送鋼帶除渣機(jī)上逐漸被風(fēng)冷卻，未燃盡部分可能進(jìn)一步燃燒。在輸送過(guò)程中冷空氣與高溫底渣進(jìn)行充分的熱交換，冷卻空氣將鍋爐輻射熱和底渣顯熱吸收，溫度升高到300～400℃左右（相當(dāng)于鍋爐二次送風(fēng)溫度），進(jìn)入爐膛，渣的冷卻溫度則降至100℃左右[2]。

2 冷卻風(fēng)對(duì)鍋爐效率的影響分析

干除渣系統(tǒng)由于冷渣后的熱空氣借助負(fù)壓吸入爐膛，對(duì)鍋爐效率的影響成為關(guān)注焦點(diǎn)。關(guān)于此問(wèn)題已有多家電廠進(jìn)行了測(cè)試，多數(shù)試驗(yàn)支持下列說(shuō)法：從鍋爐吸熱量平衡的角度分析，爐渣冷卻風(fēng)進(jìn)入爐膛的溫度存在著一個(gè)影響鍋爐效率變化趨勢(shì)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如果冷卻風(fēng)進(jìn)入爐膛的溫度低于轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度，將會(huì)造成鍋爐排煙溫度上升，鍋爐效率降低；如果冷卻風(fēng)進(jìn)入爐膛的溫度高于轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度，鍋爐排煙溫度下降，在維持吸熱量不變的前提下，燃料消耗量減少，鍋爐效率升高。以上的關(guān)系可以表示為圖1所示的曲線。其中，ΔQ為鍋爐損失的熱量，T為爐渣冷卻風(fēng)進(jìn)入爐膛的溫度，該關(guān)系在爐底冷卻風(fēng)量一定的條件下成立，也就是說(shuō)在不同冷卻風(fēng)門(mén)開(kāi)度下，對(duì)應(yīng)不同的影響鍋爐效率轉(zhuǎn)折點(diǎn)的溫度點(diǎn)[1]。

圖1 鍋爐熱平衡示意圖

當(dāng)吸熱量一定時(shí)，爐渣冷卻風(fēng)進(jìn)入爐膛的溫度則取決于進(jìn)入干式排渣系統(tǒng)的冷卻風(fēng)量。鋼帶輸渣機(jī)殼體設(shè)計(jì)為全密封結(jié)構(gòu)，各接合面采用非石棉高溫密封墊密封。在排渣機(jī)的兩側(cè)設(shè)有一定數(shù)量的進(jìn)風(fēng)口，且每個(gè)進(jìn)風(fēng)口都可手動(dòng)調(diào)節(jié)其開(kāi)度的大小，這些進(jìn)風(fēng)口用來(lái)對(duì)干渣機(jī)的進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行粗調(diào)，使其進(jìn)風(fēng)量＜鍋爐進(jìn)風(fēng)量的1%。另外在干式排渣機(jī)的頭部還設(shè)有由智能型電動(dòng)頭驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)，它可以根據(jù)鍋爐的進(jìn)風(fēng)溫度及出渣溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)由于鍋爐負(fù)荷的變化，所需要的進(jìn)風(fēng)量的要求。從工程實(shí)用角度分析，冷卻空氣溫度升高到300～400℃左右（相當(dāng)于鍋爐二次送風(fēng)溫度），進(jìn)入爐膛，冷卻風(fēng)量約占入爐總風(fēng)量1%以內(nèi)時(shí)，對(duì)鍋爐效率無(wú)影響或效率略有增加，冷卻風(fēng)量越小，對(duì)鍋爐性能越有利。

在煤質(zhì)優(yōu)良且比較穩(wěn)的電廠中，鍋爐底渣量都比較小，在設(shè)定的鋼帶機(jī)運(yùn)行速度下，落在鋼帶機(jī)上的渣量基本上能夠均勻地鋪落在運(yùn)行的鋼帶上，落在鋼帶上的干渣在鋼帶上與進(jìn)入干排渣機(jī)殼體內(nèi)的冷空氣進(jìn)行充分的熱交換并進(jìn)行二次燃燒，冷卻空氣被加熱到300～400℃左右（相當(dāng)于鍋爐二次送風(fēng)溫度），進(jìn)入爐膛，渣的冷卻溫度則降至100℃左右。進(jìn)入爐膛的熱空氣風(fēng)量＜鍋爐進(jìn)風(fēng)量的1%，對(duì)鍋爐效率無(wú)影響或效率略有增加。但是在一些煤質(zhì)較差且極不穩(wěn)定的電廠中，鍋爐底渣量偏大，為避免鍋爐底渣在鋼帶機(jī)某一局部地區(qū)內(nèi)的堆積，必須加快鋼帶機(jī)的運(yùn)行速度，這樣就減少了熱渣與冷卻空氣的接觸時(shí)間，為保證落在鋼帶機(jī)上的干渣得以充分冷卻，在運(yùn)行過(guò)程中必須加大干排渣機(jī)頭部進(jìn)風(fēng)門(mén)和排渣機(jī)的兩側(cè)的進(jìn)風(fēng)口，這樣就造成了進(jìn)入干排渣機(jī)殼體內(nèi)的冷卻空氣量加大，而且冷卻空氣的溫升不能達(dá)到預(yù)想的要求，溫度未 達(dá) 到 300～400℃的大量冷卻空氣由于鍋爐負(fù)壓進(jìn)入爐膛，從而影響到了鍋爐的運(yùn)行效率。

3 多余冷卻風(fēng)量的處理措施

圖2 冷卻風(fēng)處理系統(tǒng)示意圖

為了避免大量的低溫冷卻空氣進(jìn)入爐膛影響鍋爐運(yùn)行效率，本文提出了如下解決措施，以減少進(jìn)入爐膛的進(jìn)風(fēng)量：

通過(guò)在干排渣機(jī)的水平段安裝管道，管道另一端與除塵器進(jìn)口煙道連接，利用引風(fēng)機(jī)在除塵器中產(chǎn)生的負(fù)壓，將干排渣機(jī)中的多余冷卻風(fēng)抽送至除塵器進(jìn)口煙道，同時(shí)在抽氣管道上安裝管式換熱器，將低溫段鍋爐給水引入換熱器與熱風(fēng)進(jìn)行熱交換后，再輸送至給水管道，該方法不但將干排渣機(jī)中的多余空氣抽出，減少了進(jìn)入爐膛的空氣，保證鍋爐效率不受影響，為電廠運(yùn)行帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益，而且還將熱空氣與鍋爐給水進(jìn)行換熱，做到了余熱回收利用。冷卻風(fēng)處理系統(tǒng)示意圖如圖2。

4 結(jié)語(yǔ)

本文在干排渣及原理及效率影響分析的基礎(chǔ)上提出了一種冷卻風(fēng)處理方案，該方案通過(guò)在干排渣機(jī)的水平段的尾部設(shè)置抽熱風(fēng)管道，實(shí)現(xiàn)了原有干排渣系統(tǒng)的熱空氣的分流，在保證將日益增長(zhǎng)的爐渣可靠冷卻的基礎(chǔ)上，減少了進(jìn)入鍋爐爐膛的冷卻空氣量，避免了大量冷卻空氣進(jìn)入爐膛造成的鍋爐運(yùn)行效率降低。在抽熱風(fēng)管道中設(shè)置的與鍋爐給水回路連接的管式換熱器，能夠?qū)峥諝馀c鍋爐給水進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)熱量的回收，進(jìn)一步有效利用熱空氣中的熱量。該系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單、安裝方便、易于實(shí)現(xiàn)，不需要增加大型動(dòng)力設(shè)備，檢修維護(hù)方便，成本較低，在保證正常冷卻爐渣的前提下，合理分流了冷卻空氣，減少了冷卻空氣對(duì)鍋爐效率的影響。

干排渣系統(tǒng)目前在我國(guó)的火力發(fā)電廠中廣泛應(yīng)用，隨著煤質(zhì)的變化渣量的加大，冷卻風(fēng)的影響以越來(lái)越得到電廠的重視，如何正確地進(jìn)行冷卻風(fēng)的處理已成為亟待研究的課題。由于工作時(shí)間較短，知識(shí)儲(chǔ)備不夠豐富，本文提出的觀點(diǎn)難免有不妥之處，還望業(yè)內(nèi)專家指正賜教，以求得出更好更高效的冷卻風(fēng)處理方式。

[1]樊泉桂,等主編.鍋爐原理.北京:中國(guó)電力出版社，2004.

[2]張晶,等主編.風(fēng)冷式鋼帶輸渣機(jī)標(biāo)準(zhǔn).北京:中國(guó)電力出版社，2009.