摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，火电厂建设越来越多。本文主要针对阳泉煤业（集团）股份有限公司发供电分公司第三热电厂一期锅炉原有湿式排渣系统运行中存在锅炉底部捞渣机周边积水积渣严重、排渣系统水耗大、捞渣机爬升段溢渣、运输车辆抛洒等问题，经过对同类型电厂调研后，将湿式排渣系统改造为干式排渣系统，使问题得到了解决，不仅满足了生产运行要求，而且达到了环保要求。
关键词：排渣系统；干式排渣机；刮板输渣机
引言
正常运行中，锅炉燃烧产生的高温灰渣直接落入捞渣机水封槽内，被冷却炸裂后沉到水封槽底部，随同刮板链条沿槽底先水平移动，经过爬坡导轮组后向上倾斜移动并逐渐抬高，沥去大部分冷却水后排到刮板输渣机，输送至渣仓进行二次脱水后装车外运。
1锅炉出渣工艺流程
工艺流程为：燃料煤经锅炉燃烧后，产生的烟气经过除尘器及其喷淋系统后变为洁净烟气，然后通过引风机经烟囱排到室外大气中。锅炉燃烧后产生的灰渣通过出渣系统并经过冲渣、冲灰系统排入沉渣灰池，通过沉渣灰池产生的水可进行重复使用，用于除尘器喷淋及冲灰渣。
2锅炉低氮燃烧存在的问题及原因分析
①煤粉不完全燃烧增加。低氮燃烧技术核心就是低温燃烧、低氧燃烧、分级燃烧，低氧燃烧不仅烟气氧含量低，燃料层的氧含量也要低，一次风量要低，磨煤机出来一次风率为25%。炉膛主燃烧区过量空气系数为0.9，造成主燃烧区煤粉不完全燃烧增加。②燃烧器上部结焦严重。低氮燃烧系统投用后，炉膛结焦呈粘结性，不易打掉，主要集中在燃烧器的上方。结焦严重时，燃烧器上方像戴个大“帽子”，影响上层二次风及燃气正常喷入炉膛。结焦后，炉膛出口温度升高，影响锅炉的正常生产。③燃烧区域呈还原性气氛，易结焦。低氮燃烧是降低燃烧区域氧含量，减少氮氧化物生成，一般燃烧区域氧含量控制在0.9%以下，处于缺氧富燃料状态。低氮燃烧的投用分3步，第一投用ROFA风系统，抽出30%的二次风喷入燃烧器上方的燃尽区，降低燃烧器区域的氧含量。第二控制各二次风门挡板开度在10%左右，降低二次风的输送量。第三降低一次风量，进一步降低燃烧区域氧含量，致使燃烧区域处于缺氧状态，呈还原性气氛。低氮燃烧能有效控制氮氧化物的生成，但是，为锅炉结焦提供了条件。在还原性气氛下，粉煤灰中氧化铁很容易被还原成氧化亚铁，而氧化亚铁的变形温度低，只有1000℃。所以，在还原性气氛下，炉膛内很容易结焦。④点火枪燃气量偏大，加剧燃烧器上方结焦。点火枪燃气流量偏大，点火枪燃气压力50kPa以上，大于设计要求10～40kPa，点火枪火焰长度达到1m多。由于燃气易着火，热值高，燃气着火快，抢走相邻煤粉层空气，加剧燃烧器C层煤粉上部还原性气氛，而且燃气热值高，着火周围温度较高，很容易达到灰分的变形温度，所以，造成燃烧器的上方严重结焦。
3项目简介
阳泉煤业（集团）股份有限公司发供电分公司第三热电厂一期3台锅炉均为高温高压、露天布置、单炉膛、煤粉悬浮燃烧、固态排渣、自然循环汽包锅炉，制造厂家为东方锅炉厂，型号为DG150/9.8—1，额定主蒸汽压力9.8MPa、主蒸汽温度540℃、蒸发量150t/h。每台锅炉各配套一台刮板捞渣机、一台刮板输渣机、一个渣仓，生产厂家均为洛阳市非标准设备制造厂。捞渣机采用凹齿驱动、输渣机采用凸齿驱动，链条规格均为φ22×86，排渣量为4~8t/h。捞渣机冷却水采用厂内循环水，水温≤35℃。
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4改造方案
要想彻底解决排渣系统水耗大、捞渣机爬升段溢渣、锅炉0米捞渣机周边积水积渣、运输车辆抛洒等问题，根本办法就是将湿式排渣改造为干式排渣。干式排渣机是煤粉炉底渣处理设备，用于对热渣进行冷却和输送。冷却是利用锅炉炉膛的负压将冷却空气吸入壳体内将热渣冷却，冷却风量根据锅炉的排渣量自动调节，最大冷却空气量不超过锅炉燃烧空气量的1％，不会影响锅炉的燃烧。在干式排渣机前后设置渣井和渣仓等设备，组成整套排渣系统，实现收集→预破碎→输送并冷却→破碎→输送→存储→定期外排等整个处理流程。干式排渣机以其节能、节水、环保等优点，广泛应用于火电厂锅炉排渣系统。通过对山西瑞光电厂、山西太钢自备电厂、青岛特钢自备电厂、山东胜利化工自备电厂实地调研，我们最终确定选用网带式干渣机替换现有的刮板捞渣机，同时在其前后分别配置干渣井、液压挤渣门、碎渣机等附件，组成排渣系统。从成本角度考虑，现有刮板输渣机、渣仓暂时不做大的改造，但需要进行密封，并在渣仓上部加装布袋除尘器和真空释放阀，确保整个系统在微负压状态下运行，不发生灰渣飞扬现象。另外，渣仓下部在保留原有排渣门的基础上，增加一套卸料散装头。为了便于监视，在干式排渣机上部干渣井前侧、后侧以及干渣机机头分别装设分辨率为1080P的高清密封摄像头，并在除尘控制室、锅炉控制室分别加装视频监控系统，具备远方监视功能。控制方面，采用就地控制装置+远方DCS系统控制方式，接入除尘DCS系统集中监控。
5安全生产稳定运行存在隐患
现行出渣系统运行期间存在的主要问题是渣沟堵塞给供热系统稳定运行造成极大隐患。尤其是严寒期锅炉满负荷运行时，冲渣系统堵塞现象经常发生，一旦出渣系统发生堵塞，锅炉被迫低负荷运行或者停炉，这对稳定供热非常不利。究其原因，主要是沉渣池偏小，锅炉产生的灰渣不能在沉渣池中有效沉淀，从而使冲渣冲灰水不够清洁（循环水中的灰渣含量较大），造成冲渣系统的阀门、喷嘴及除尘系统的阀门、喷嘴堵塞。这不仅给系统的稳定运行造成不利影响，而且对除尘器的效率也带来不利影响，造成锅炉烟尘及二氧化硫排放超标，污染环境。
6改造实施及效果评价
改造完毕投运后，原有捞渣机周边积水积渣严重、排渣系统水耗大、捞渣机爬升段溢渣、锅炉零米文明生产面貌差的问题得到了彻底解决。针对排渣车辆运输过程中的抛洒问题，我们摸索出了先装少量湿渣再装干渣、通过干渣吸收湿渣水份的方法，使问题得到了最大限度的解决。但是，整个出渣系统仍存在一些问题：（1）网带上透风间隙多、冷却效果好，但漏灰多，清扫系统负载大、磨损大，故障多。（2）因刮板输渣机故障、清扫系统故障而需要停运干渣机时，尽管液压挤渣门关闭也很及时，但仍有灰渣从挤渣头之间落到网带上，时间超过4个小时就会造成网带被“压死”，虽然电机能够启动，但只是网带与驱动辊打滑，并不能将灰渣排出，只能停炉处理。（3）刮板输渣机输送介质由湿渣变为干渣后磨损加剧，链条、接链环等部位尤其严重，使检修周期缩短、检修费用增加。（4）排渣车通过干灰散装机装车时存在少量扬尘，虽然加装了喷水降尘设施，但仍会对环境造成一定污染。
结束语
综上所述，湿式排渣系统改造为干式排渣系统后，捞渣机周边积水积渣严重、排渣系统水耗大、捞渣机爬升段溢渣、锅炉零米文明生产面貌差等问题得到了彻底解决，同时也带来了刮板输渣机磨损加剧、排渣车装车扬尘的问题。下一步，需要考虑一是将刮板输渣机改造为风冷式钢带输渣机或链斗式输渣机，解决刮板输渣机磨损的问题；二是在现有渣仓下部加装双轴湿式搅拌机，解决排渣车装车扬尘的问题。
参考文献:
［1］程怀志，文雷，宋正昶．350MW煤粉锅炉低氮燃烧改造与参数优化设计［J］．动力工程学报，2015，35(9):704－708．
［2］白洪森，吴钇镧，姚斌，郭少博，马帅．75t/h乏气送粉煤粉锅炉低氮燃烧改造［J］．工业加热，2017，46(2):5－9．
论文作者:徐丹
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：锅炉论文; 系统论文; 结焦论文; 炉膛论文; 干式论文; 燃气论文; 沉渣论文; 《电力设备》2019年第6期论文;