摘要：水力除渣不仅功耗,浪费水,和存储大量的粉煤灰,矿渣占领的土地,和周围的环境中,为了节能降耗该厂将水力除灰除渣改为干式气力除灰,脱水仓除渣方式，技术改造后该厂水电消耗量明显下降,干灰,炉渣的综合利用减少了对环境的污染,取得了良好的社会效益和经济效益。
关键词：火力发电厂；水力除灰系统；改造；节能
对电厂2台锅炉除灰系统用水量大、厂用电率高等问题,对除灰系统的主灰沟、冲洗水喷嘴及碎渣机等进行了一系列的改造,增强了除灰系统的排灰能力,实现了单台冲洗水泵运行方式,降低了厂用电率,减轻了运行人员的劳动强度,节约了生产用水,提高了锅炉运行的经济性。
一、仓泵阀门选用技术要点
1.出灰阀：仓泵出灰阀不耐磨、寿命短是个普遍的问题。出灰阀是在装满粉煤灰的仓泵缸内充压后才开启，带压开阀时段含灰气流的“喷沙”冲蚀使得出灰阀的密封面很快磨损。这就是出灰阀寿命最多3个月、少的只有3周的原因。对出灰阀采用硬质密封球阀，要求系统在充压小于或等于0.08MPa前开启出灰阀，且充压为底部气化气源，要先于输送加压气源开启，可确保开阀时无“喷沙”冲蚀磨损。
2.进灰阀：仓泵进灰阀的磨损、不严密漏气是常见故障。采用钟罩阀，连杆为十字头连接的球形钟罩，具有自调整对中心的性能；其密封圈用耐热耐磨的氟橡胶，以延长使用寿命。在钟罩阀上部增设硬密封气动蝶阀，起进料预隔断的作用，以保护进料阀，使其不会因夹灰泄漏而导致磨损。
3.底部气化板：底部采用高性能气化板，为金属塔状叠缝形式。这样，可避免结露等堵塞和使用寿命短的问题，基本无维修。下泵封头使用“O”形圈密封，采用底面进气，底部设平底支撑。
4.报警与排堵：系统设置管道堵灰报警和自动排堵装置。
5.出料自控系统选用技术要点。音叉式料位计、电容式料位计能粗略反馈仓泵的料位情况。而电子秤重式料位计对仓泵采取软接头、三脚悬浮支撑后，通过1脚1只的重力衡传感器，接入PLC计量模块；安装后经调零、质量标定，可实现进出灰量的量化。但从节约投资，确保球形橡胶软接头对进灰、出灰、进气、透气等钢性连接的运行维护难度，考虑灰容重在变化和对灰量控制精度要求不需这样高的实际，故放弃这一选择。用音叉式料位计，在较大容量的2只仓泵中任一料位计发讯后即出灰，且设置达1500s时段无论料位计发讯与否均出灰。当输灰管气压小于或等于0.11MPa时即停止出灰，恢复进灰。如此循环往复。
二、水力除灰系统的节能改造案例
1.主灰沟的改造。（1）排灰不畅的原因。主灰沟原设计为宽800 mm、深700 mm的矩形,2台炉的主灰沟在厂房内汇合后去往灰浆泵前池。运行中发现由于主灰沟的排灰阻力大,经常造成堵塞。1)主灰沟的设计体积过大,灰水混合物在主灰沟内的流速低,排灰能力差。2)主灰沟的形状设计不合理,底部过宽,冲洗水的喷嘴布置在灰沟中间,灰水混合物的流速由中间向两侧衰减快,两侧经常积存大量灰渣块,影响正常排灰。3)2台锅炉主灰沟的转折点过多,而且汇合处没有任何的分隔导向措施,造成局部阻力过大,灰水混合物的流速下降过多。4)主灰沟底部及两侧壁面粗糙,摩擦系数大,增大灰水混合物的沿程阻力。
2.冲洗水喷嘴的改造前情况。原除灰系统共装有渐缩喷嘴50多个,分2种型式:(1)长60 mm、进口直径40 mm、出口直径10 mm,当冲洗水压力1.0 MPa时,喷嘴的出口流速10 m s,流量0.785 kg s;(2)长60 mm、进口直径30 mm、出口直径8 mm,当冲洗水压力1.0 MPa时,喷嘴的出口流速8 m s,流量0.402 kg s。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经长期的观察,发现冲洗水所带的喷嘴数量过多,单个喷嘴的流量过大,单台冲洗水泵运行时,泵出口压力只有0.50～0.65 MPa,满足不了2台锅炉同时排灰出力的需要,只有保持2台冲洗水泵同时运行,冲洗水泵的出口压力可达到1.2～1.4 MPa。虽然较好地满足了2台锅炉排灰的需要,但冲洗水泵的磨损加快,检修周期缩短,除灰系统的灰水比高达1∶50,冲洗水泵、灰浆泵及灰场回水泵的耗电量增加,严重影响了除灰系统运行的经济性,造成能源浪费。
3.碎渣机的改造。2台锅炉的8台碎渣机原设计最大破碎粒度为30 mm,碎渣机装有重100 kg的配重铁块作为保护。（1）存在的主要问题。1)由于碎渣机设计的破碎粒度过大,不易排出;2)当碎渣机遇有过硬的焦块,滚轴的转矩大于配重铁块的转矩时,配重铁块被抬起,焦块便不经破碎直接进入灰沟;经常有大于60 mm的硬焦块进入主灰沟或灰浆泵的前池,造成灰沟或灰浆泵的入口堵塞,甚至出现硬焦块卡在灰浆泵叶轮的流道内(流道间隙60 mm),造成排灰管路严重振动或被迫切换灰浆泵运行;3)在灰浆泵前入口加装间隙为50 mm的铁箅子,不但需要定期清理,而且还增大了主灰沟的排灰阻力;4)有时碎渣机内进入杂物造成碎渣机的滚轴卡住时,配重铁便起不到保护作用,只能靠电动机电气回路保护动作,这不但危害电动机的安全,而且再次启动前需要对电动机绝缘进行测量而延误启动时间。
三、水力除灰系统的节能改造措施
1.主灰沟的改造措施。(1)对主灰沟的形状进行改造,其中2个转折点进行取直,另外2个转折点的转角由90°改为120°。(2)在2台炉灰水混合物的汇合处加装2个转角为135°的汇合引流隔板。(3)将主灰沟的形状改为上宽700 mm、下宽350 mm、深550 mm的“马槽”形状。(4)改造后的主灰沟底部及两侧面均用光滑的琉璃瓦镶嵌。(5)在主灰沟由锅炉厂房至灰浆泵前池的封闭段,设置了2个检查孔,用活动盖板封盖,作为定期清理、疏通和维修使用。
2.冲洗水喷嘴优化和治理措施。(1)将每台锅炉主灰沟由5个喷嘴改为3个喷嘴,分别布置在1号碎渣机前、2与3号碎渣机之间、4号碎渣机后。(2)2台炉主灰沟的6个喷嘴由原长60 mm改为120 mm,喷嘴加装内螺纹。最末端喷嘴在原进口直径由40 mm改为50 mm,出口直径由10 mm改为12 mm,喷嘴的出口动能同比增加67.5 J。(3)按灰水混合物的流动方向,最末端的喷嘴安装在灰沟的最底部,中间的喷嘴安装在距灰沟底部100 mm处,最前端的喷嘴安装在距灰沟底部200 mm处。(4)将省煤器箱式冲灰器、文丘里水膜除灰器水平烟道和下口水封槽、尾部烟道取干灰用冲洗喷嘴共30个,在原长60 mm改为120 mm,出口直径改为8 mm,喷嘴出口流速提高1.5 m s,流量下降0.157 kg s。冷灰斗淋灰水的48个喷嘴在原出口直径8 mm改为6 mm,流量下降0.06 kg s。(5)由于冲洗水为灰场回水,含杂质较多,在主灰沟每个喷嘴的来水管上加装一个宽5 mm的铁箅子,在管侧面设有检查孔,可以定期清理。
3.碎渣机的改造采取的主要措施。(1)利用机组小修机会,对碎渣机的滚轴间隙进行改造,改造后的碎渣机最大破碎粒度为20 mm(2)将碎渣机的配重铁保护改为在对轮连接处加装最大剪切力距441 N•m的保险销子保护;碎渣机改造后破碎粒度减小,主灰沟排灰畅通,而且使碎渣机的破碎能力增强。当遇有过硬的焦块或其他杂物时,为保护电动机保险销子先剪断,硬焦块或杂物可通过碎渣机的检查孔清除,更换保险后即可重新启动。(3)由于不会再出现大焦块进入到灰沟或灰浆泵的前池造成堵塞现象,所以取消了加装在灰浆泵前池入口的铁箅子,进一步减少了主灰沟的排灰阻力。
总之，改造后的灰水比由原来的1∶50下降至1∶39,每年节约用水约1 468 800 m3。同时也降低了灰浆泵和灰场回水泵的耗电量,改造后厂用电率下降了0.054 9。单台冲洗水泵运行后,冲洗水泵的运行时间缩短,泵的磨损减轻,节约了大量的设备检修和维护费用,减轻了检修作业强度。改造后主灰沟的体积减少为原体积的52.6%,灰水混合物的流速由原来的1.3 m s提高到1.8 m s,除灰系统排灰能力增强,灰沟的堵塞次数大大减少,降低了运行人员的劳动强度。
参考文献：
[1]张鹏.浅谈水力除灰系统的节能改造.2017.
[2]王和金，探讨水力除灰系统的节能改造措施.2017.
论文作者:李涛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签：喷嘴论文; 灰浆论文; 系统论文; 流速论文; 水力论文; 混合物论文; 水泵论文; 《电力设备》2019年第8期论文;