張寶東

【摘 要】 傳統(tǒng)火電機(jī)組采用刮板濕式除渣系統(tǒng)，隨著電力科技的發(fā)展，刮板濕式除渣系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中體現(xiàn)出諸多不足。華潤(rùn)電力（常熟）有限公司2號(hào)機(jī)組大修中將刮板濕式撈渣機(jī)改造為鱗斗式干渣機(jī)，通過(guò)機(jī)組啟動(dòng)后投入運(yùn)行以來(lái)，改造完成后取得了良好的效果。本文主要嘗試對(duì)干渣機(jī)改造后對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響、經(jīng)濟(jì)性和存在的問(wèn)題進(jìn)行探討和分析。

【關(guān)鍵詞】 干渣機(jī) 可靠性 鍋爐效率 NOX 用水 問(wèn)題

1 概述

傳統(tǒng)火電機(jī)組采用刮板濕式除渣系統(tǒng)，不僅存在排放水量大、系統(tǒng)存在濕渣水泄漏污染環(huán)境的情況，同時(shí)由于運(yùn)行中水封破壞對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。因此，為滿足環(huán)保及文明生產(chǎn)和鍋爐安全運(yùn)行的需要，提高設(shè)備可靠性，許多火電企業(yè)選擇了將濕式除渣系統(tǒng)升級(jí)改造為干除渣系統(tǒng)。

華潤(rùn)電力（常熟）有限公司2號(hào)機(jī)組干渣機(jī)改造采用風(fēng)冷式干除渣系統(tǒng)，鍋爐排渣經(jīng)過(guò)底部三個(gè)渣井、渣井底部擠渣門落到鱗斗式干渣輸送系統(tǒng)，熱渣在干渣機(jī)輸送過(guò)程中被依靠鍋爐負(fù)壓吸取的冷卻空氣冷卻， 冷卻后的低于100℃的冷渣經(jīng)過(guò)碎渣機(jī)粉碎后進(jìn)入渣倉(cāng)；被加熱的冷卻空氣將底渣的熱量帶回爐膛，冷卻風(fēng)量根據(jù)鍋爐的排渣量自動(dòng)調(diào)節(jié)，且不影響鍋爐的燃燒，在鍋爐運(yùn)行的各種工況下，最大冷卻空氣量不超過(guò)鍋爐相應(yīng)工況下燃燒空氣量的1.0%并不降低鍋爐的熱效率。

干渣機(jī)工作流程如圖1所示。

2 干渣機(jī)相對(duì)刮板濕式撈渣機(jī)運(yùn)行可靠性有所提高

（1）干渣機(jī)采用鱗斗式干渣輸送系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)牢固，故障率低。經(jīng)調(diào)研：華東某廠使用干渣機(jī)兩年時(shí)間，未發(fā)生過(guò)因干渣機(jī)輸送系統(tǒng)故障而在線維修的情況；而刮板濕式撈渣機(jī)，由于長(zhǎng)期運(yùn)行中，渣中帶水，負(fù)荷較大，且由于本身結(jié)構(gòu)的原因容易發(fā)生鏈條松鏈、偏移、斷鏈等情況，在運(yùn)行中需要在線進(jìn)行截鏈、拉緊等維護(hù)工作，甚至必要時(shí)需要破壞爐底水封進(jìn)行缺陷處理，對(duì)鍋爐安全運(yùn)行造成了不利的影響。

（2）采用濕除渣系統(tǒng)，由于高溫的渣塊落入撈渣機(jī)水封中，造成水封汽化，水封瞬間破壞，爐膛負(fù)壓大幅度波動(dòng)，使鍋爐燃燒惡化，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生鍋爐滅火事件。華潤(rùn)常熟電廠在投產(chǎn)十年來(lái)，由于撈渣機(jī)水封汽爆和水封破壞發(fā)生過(guò)兩次非停事件，而干渣機(jī)由于沒(méi)有水封存在，不存在水封汽化的情況。

3 干渣機(jī)改造后對(duì)鍋爐效率的影響

干渣機(jī)運(yùn)行中，利用爐膛負(fù)壓吸入冷卻空氣，冷卻風(fēng)量根據(jù)鍋爐負(fù)荷可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，最大冷卻空氣量不超過(guò)相應(yīng)負(fù)荷的1%。根據(jù)運(yùn)行情況來(lái)看，這部分冷卻風(fēng)對(duì)鍋爐的效率還是造成了一定的影響。

（1）正常運(yùn)行中干渣機(jī)渣井熱風(fēng)溫度約350～500℃，干渣機(jī)冷卻風(fēng)經(jīng)過(guò)渣井時(shí)被加熱后進(jìn)入爐膛，提高了燃燒器及燃燒器以下區(qū)域的氧量，有助于較大顆粒煤粉的燃盡，降低了爐渣含碳量和飛灰含碳量，減少了鍋爐的機(jī)械不完全燃燒損失。

（2）原刮板濕式撈渣機(jī)運(yùn)行時(shí)，高溫的爐渣進(jìn)入撈渣機(jī)，被水冷卻后經(jīng)撈渣機(jī)刮板輸送至渣倉(cāng)，這部分的熱量被白白浪費(fèi)掉，而采用干渣機(jī)的鍋爐，未燃盡的爐渣在渣井下部格柵上燃燒，釋放出熱量，靠鍋爐負(fù)壓抽吸的冷卻風(fēng)冷卻爐渣至100℃以下，同時(shí)這部分冷卻風(fēng)被加熱后送回爐膛，相當(dāng)于一部分熱量被回收，降低了鍋爐排渣熱損失，實(shí)際上對(duì)鍋爐效率的提高是有利的。

（3）在進(jìn)入爐膛的總?cè)紵諝饬坎蛔兊那闆r下，干渣機(jī)冷卻風(fēng)進(jìn)入爐膛后，經(jīng)過(guò)空預(yù)器的風(fēng)量是相應(yīng)減少的，從而造成排煙溫度的升高，使鍋爐排煙熱損失增加；但是經(jīng)過(guò)空預(yù)器進(jìn)入爐膛的熱風(fēng)溫度約330℃左右，而干渣機(jī)冷卻風(fēng)經(jīng)過(guò)渣井熱渣的加熱后溫度可達(dá)到350℃甚至更高，從而抵消了這一部分排煙熱損失對(duì)鍋爐效率的影響，甚至鍋爐效率會(huì)相對(duì)有所提高。

4 干渣機(jī)冷卻風(fēng)對(duì)NOX的影響

干渣機(jī)冷卻風(fēng)被渣井的爐渣加熱后提高了燃燒器區(qū)域的助燃風(fēng)溫度，同時(shí)也增加了助燃風(fēng)量，使煤粉著火燃盡時(shí)間提前，根據(jù)低NOX燃燒理論，這一過(guò)程對(duì)氮氧化物的生成是有促進(jìn)作用的，造成了SCR入口氮氧化物的提高。通過(guò)技改前后對(duì)比，SCR入口氮氧化物含量提高了20～30mg/Nm3，造成了噴氨量的增加。

5 干渣機(jī)相對(duì)刮板濕式撈渣機(jī)節(jié)約用水分析

因刮板濕式撈渣機(jī)冷卻水采用循環(huán)復(fù)用，其用水量消耗主要在濕渣存儲(chǔ)和運(yùn)輸中濕渣含水損失、撈渣機(jī)蒸發(fā)損失兩部分，分別計(jì)算如下：

單臺(tái)爐每天耗煤量約5000噸，灰分16.5%，濕渣含水量約30%，水封截面積：22.187m×1.8m，水封排渣槽蒸發(fā)量：73.238Kg/ （Nm3×h），鍋爐灰渣比為8：2。

濕渣含水損失：5000×16.5%×30%×20%/24=2.06t/h

水封蒸發(fā)損失：73.238×22.187×1.8/1000=2.92 t/h

合計(jì)損失量：2.06t/h+2.92 t/h=4.98 t/h

而干渣機(jī)若采用干卸渣時(shí)，爐渣中是不含水份的，因此相對(duì)刮板濕式撈渣機(jī)一年約節(jié)約用水2.49萬(wàn)噸；若采用濕卸渣時(shí)，計(jì)入濕渣含水損失，可節(jié)約用水約1.46萬(wàn)噸。

6 干渣機(jī)調(diào)試運(yùn)行中存在的問(wèn)題

干渣機(jī)改造后在調(diào)試、運(yùn)行期間也也存在一些問(wèn)題：

（1）碎渣機(jī)運(yùn)行中跳閘頻繁。由于鍋爐大修吹管后受熱面割管檢查，爐膛內(nèi)檢修后雜物比較多，在機(jī)組啟動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程中碎渣機(jī)跳閘比較頻繁，多則一天跳閘十余次，每次碎渣機(jī)跳閘后，維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查均在碎渣機(jī)中檢查出角鐵、腳手架鐵絲等雜物，今后鍋爐有停爐檢修工作，干渣機(jī)打開(kāi)擠渣門前需要對(duì)擠渣門上雜物進(jìn)行清理方可啟動(dòng)干渣機(jī)運(yùn)行。

（2）鍋爐掉大焦塊需要擠渣時(shí)擠渣門操作無(wú)法程控。干渣機(jī)初設(shè)時(shí)未考慮擠渣時(shí)進(jìn)行程控操作，當(dāng)鍋爐掉大焦時(shí)需要啟動(dòng)液壓油泵，依次操作對(duì)應(yīng)的擠渣擋板進(jìn)行擠渣，操作量較大，特別是鍋爐吹灰時(shí)，擠渣操作更加繁重，甚至需要連續(xù)擠渣兩個(gè)小時(shí)左右，對(duì)運(yùn)行人員監(jiān)盤和操作造成很大壓力。針對(duì)這種情況，發(fā)電部通過(guò)和廠家、熱控人員協(xié)商，做出擠渣程控操作端，需要擠渣時(shí)點(diǎn)擊“擠渣投入”按鈕，按照順序自動(dòng)啟動(dòng)液壓油泵、切換油泵出口切換閥、關(guān)閉對(duì)應(yīng)擠渣門、延時(shí)40S后發(fā)擠渣門開(kāi)指令，擠渣門開(kāi)啟到位則一次擠渣操作完成，極大地節(jié)省了運(yùn)行人員擠渣操作量。

（3）干渣機(jī)設(shè)置冷風(fēng)擋板通流量偏小，鍋爐吹灰渣量大時(shí)，干渣機(jī)斜升段渣溫得不到充分冷卻，有時(shí)候達(dá)到100℃以上，為防止進(jìn)入渣倉(cāng)的渣溫過(guò)高在渣倉(cāng)中形成板結(jié)，在干渣機(jī)斜升段尾部打開(kāi)了4個(gè)觀察孔輔助進(jìn)風(fēng)，使斜升段爐渣得到充分冷卻，同時(shí)這部分冷卻風(fēng)也通過(guò)爐渣加熱進(jìn)入爐膛，起到回收熱量的作用。

（4）冷卻風(fēng)由于阻力的影響，干渣機(jī)運(yùn)行中離斜升段最近的渣井進(jìn)入冷卻風(fēng)量較大，渣井中熱風(fēng)溫度相對(duì)遠(yuǎn)端渣井溫度偏低80～100℃，對(duì)爐膛中溫度分布，以及由于三個(gè)渣井風(fēng)量不均衡，對(duì)爐渣能否充分冷卻，熱量能否充分回收這些方面的影響需要進(jìn)一步進(jìn)行探討。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，刮板濕式撈渣機(jī)改造為干渣機(jī)后，雖然干渣機(jī)冷卻風(fēng)增加燃燒器的助燃作用提高了SCR入口氮氧化物的含量，但總的來(lái)說(shuō)對(duì)于鍋爐效率的提高是有著積極意義的，并且在目前鍋爐正常運(yùn)行中渣量偏大的情況下，在減少鍋爐排渣熱損失和減少鍋爐機(jī)械不完全燃燒損失方面的作用更加明顯。由于干渣機(jī)本身用水量較少或不用水，且在負(fù)壓狀態(tài)下運(yùn)行，基本上杜絕了現(xiàn)場(chǎng)由于跑冒滴漏污染環(huán)境的現(xiàn)象，同時(shí)也減少了運(yùn)行中廢水排放，完全符合現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的主題要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]《華潤(rùn)電力常熟有限公司3X650MW燃煤機(jī)組濕渣機(jī)改干渣機(jī)EPC項(xiàng)目技術(shù)協(xié)議》.

[2]《華潤(rùn)電力常熟有限公司2X600MW燃煤機(jī)組刮板撈渣機(jī)技術(shù)規(guī)范》.