石葉強(qiáng)

摘要：本文首先介紹了汽機(jī)凝結(jié)水回收鍋爐排渣余熱存在的問題及其改進(jìn)措施，并對(duì)項(xiàng)目監(jiān)測結(jié)果及節(jié)能量計(jì)算進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：汽機(jī)凝結(jié)水;鍋爐;排渣;余熱

通過對(duì)電廠鍋爐排渣系統(tǒng)的研究，克服了改造前排渣系統(tǒng)存在的不足，為了最大限度地利用余熱，將原來冷渣機(jī)冷卻水用冷卻塔冷卻后循環(huán)利用的閉路循環(huán)系統(tǒng)改為用汽輪機(jī)凝結(jié)水作為冷渣機(jī)的冷卻水，凝結(jié)水在冷渣機(jī)中吸收爐渣熱量后，送入除氧器進(jìn)入熱力循環(huán)系統(tǒng)，充分利用鍋爐排渣熱量，保證燃料量的最大利用。不僅避免了因排渣溫度高而引起的輸渣皮帶燒壞引起的停爐事故，而且回收了鍋爐廢渣的余熱。經(jīng)實(shí)例研究，該措施具有良好的節(jié)能效果，值得推廣。

一、鍋爐簡介

二十世紀(jì)初期，汽輪機(jī)開始發(fā)展，它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的應(yīng)用，以及鍋筒內(nèi)部汽、水分離元件的改進(jìn)，鍋筒數(shù)目逐漸減少，既節(jié)約了金屬，又有利于提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。

鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能、高溫?zé)煔獾臒崮艿刃问?，而?jīng)過鍋爐轉(zhuǎn)換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機(jī)熱載體，多用于火電站、船舶、機(jī)車和工礦企業(yè)。

鍋爐的主要工作原理是一種利用燃料燃燒后釋放的熱能或工業(yè)生產(chǎn)中的余熱傳遞給容器內(nèi)的水，使水達(dá)到所需要的溫度或一定壓力蒸汽的熱力設(shè)備。鍋爐在“鍋”與“爐”兩部分同時(shí)進(jìn)行，水進(jìn)入鍋爐以后，在汽水系統(tǒng)中鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給水，使水加熱成一定溫度和壓力的熱水或生成蒸汽，被引出應(yīng)用。在燃燒設(shè)備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^熱的傳播，將熱量傳遞給鍋爐受熱面，而本身溫度逐漸降低，最后由煙囪排出。

鍋爐整體的結(jié)構(gòu)包括鍋爐本體、輔助設(shè)備和安全裝置兩大部分。鍋爐中的爐膛、鍋筒、燃燒器、水冷壁、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、構(gòu)架和爐墻等主要部件構(gòu)成生產(chǎn)蒸汽的核心部分，稱為鍋爐本體。鍋爐本體中兩個(gè)最主要的部件是爐膛和鍋筒。

爐膛又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。將固體燃料放在爐排上，進(jìn)行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐，又稱火床爐;將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料，噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐，又稱火室爐;空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態(tài)燃燒，并適于燃燒劣質(zhì)燃料的爐膛稱為沸騰爐，又稱流化床爐;利用空氣流使煤粒高速旋轉(zhuǎn)，并強(qiáng)烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風(fēng)爐。輔助設(shè)備和安全裝置包括安全閥、壓力表、水位表、水位報(bào)警器、易熔塞等。

二、凝結(jié)水系統(tǒng)概述

凝結(jié)水系統(tǒng)的作用是將凝汽器回收汽輪機(jī)排汽，經(jīng)凝結(jié)水泵加壓，送往除氧器，再到鍋爐繼續(xù)加熱，作為工質(zhì)循環(huán)的一個(gè)必要環(huán)節(jié)，同時(shí)在此過程中也對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行加熱，回收了汽輪機(jī)中間的幾段抽汽加熱凝結(jié)水，增加了汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率。

三、鍋爐除渣系統(tǒng)

1、人工除渣方式。一般使用各種小車將熱渣直接運(yùn)到渣場（池），再使用涼水冷卻后運(yùn)出，此種方式危險(xiǎn)性高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且需浪費(fèi)大量水資源。

2、用沖渣水將渣直接沖至渣池。這種方法的缺點(diǎn)是排出的高溫?zé)嵩?jīng)冷水汽化后產(chǎn)生大量熱氣和灰塵，使廠房和現(xiàn)場污染嚴(yán)重，同時(shí)不利于灰渣的綜合利用。

3、水冷滾筒式冷渣器。其主要由進(jìn)料室、出料室、裝有一組蜂窩狀冷渣通道的轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)架、斷水保護(hù)裝置等部分組成。鍋爐高溫爐渣進(jìn)入冷渣機(jī)進(jìn)料室，通過冷渣通道的轉(zhuǎn)子，高端設(shè)有進(jìn)渣口，低端設(shè)有出渣口，進(jìn)入冷渣機(jī)內(nèi)的熱渣隨冷渣機(jī)的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，并沿下坡滾落一定距離，隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，爐渣也在冷卻通道內(nèi)連續(xù)滾動(dòng)與交換面交替接觸，并將熱量傳遞給冷卻通道內(nèi)的冷卻水，使?fàn)t渣逐漸冷卻降溫。

四、汽機(jī)凝結(jié)水回收鍋爐排渣余熱存在的問題

某企業(yè)是一家矸石熱電廠，既是資源綜合利用企業(yè)，又是熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)。該企業(yè)建設(shè)規(guī)模為2臺(tái)50MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，配3臺(tái)240t/h循環(huán)流化床鍋爐。年供電量5.5億kWh，設(shè)計(jì)年供熱能力298萬GJ。2臺(tái)機(jī)組蒸汽系統(tǒng)采用母管制，發(fā)電機(jī)出線采用雙母線并列，互為備份方式運(yùn)行，3臺(tái)鍋爐為2開1備。主要向云駕嶺煤礦礦區(qū)、云駕嶺社區(qū)、廠北化工廠、云駕嶺煤礦井口、工業(yè)洗衣房及附近居民等區(qū)域供熱，替代了該區(qū)域內(nèi)的小鍋爐。

該公司3臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐出廠設(shè)計(jì)排渣熱損失占鍋爐各項(xiàng)熱損失的7.9%，每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)風(fēng)水聯(lián)合滾筒式冷渣機(jī)。

該公司投產(chǎn)初期冷渣機(jī)為直筒式，換熱面積不足21m2，排渣溫度過高，嚴(yán)重時(shí)能達(dá)到200℃以上，曾出現(xiàn)2次因輸渣皮帶燒壞而造成鍋爐停爐事故，導(dǎo)致熱量白白浪費(fèi)掉。

五、汽機(jī)凝結(jié)水回收鍋爐排渣余熱的改造措施

針對(duì)這一情況，該公司對(duì)3臺(tái)鍋爐冷渣機(jī)進(jìn)行更新及節(jié)能技術(shù)改造。原來冷渣機(jī)冷卻水用冷卻塔冷卻后循環(huán)使用的閉路循環(huán)系統(tǒng)，現(xiàn)改為采用汽機(jī)凝結(jié)水作為冷渣機(jī)的冷卻水。凝結(jié)水在冷渣機(jī)內(nèi)吸收爐渣熱量后送到除氧器，進(jìn)入熱力循環(huán)系統(tǒng)，從而達(dá)到充分利用鍋爐排渣熱量，實(shí)現(xiàn)燃料熱量的最大利用。

該公司鍋爐排渣余熱利用節(jié)能改造項(xiàng)目被公司列入二等科技發(fā)展計(jì)劃課題。該項(xiàng)目完成全部系統(tǒng)的安裝、調(diào)試后，投入正式運(yùn)行。改造后系統(tǒng)如圖1所示。

六、項(xiàng)目監(jiān)測

1、監(jiān)測方法：利用溫度計(jì)、壓力計(jì)、流量計(jì)測試?yán)湓鼨C(jī)進(jìn)出口冷卻水溫度、壓力、流量，凝結(jié)水作為冷渣機(jī)的冷卻水在進(jìn)出冷渣機(jī)的過程中溫度升高。

2、監(jiān)測位置：冷渣機(jī)進(jìn)出口。

3、監(jiān)測儀器：流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力計(jì)。

七、監(jiān)測結(jié)果及節(jié)能量計(jì)算

測試數(shù)據(jù)均為現(xiàn)場實(shí)測有效數(shù)據(jù)的平均值，如表1所示。

汽機(jī)凝結(jié)水溫度即為冷渣機(jī)冷卻水入口溫度，鍋爐回水溫度即為冷渣機(jī)冷卻水出口溫度。由表1可知，1#、2#汽機(jī)凝結(jié)水初始平均溫度為47.58℃，經(jīng)冷渣機(jī)后上升為72.30℃。

節(jié)能量計(jì)算的依據(jù)為：凝結(jié)水作為冷渣機(jī)的冷卻水，凝結(jié)水在進(jìn)出冷渣機(jī)的過程中溫度升高，利用焓值差及凝結(jié)水流量計(jì)算凝結(jié)水所吸收的熱量，再折合成標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)能量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算如表2所示。

該項(xiàng)目改造完成后，運(yùn)行穩(wěn)定。該公司鍋爐排渣余熱利用的項(xiàng)目帶來顯著的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益，該措施值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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