（中机国能电力工程有限公司 上海市 200061）
摘要：本文总结了某热动力站除灰渣系统设计情况，便于同行在同类型机组的设计及建设中参考。
关键词：热动力站、除渣、除灰、设计
1 工程概况
本热动力站工程是陕西延长石油（集团）延安煤油气资源综合利用项目配套的动力工程，为热电联产项目，采用高压热电的方式，增加了能量的梯级利用，既满足工艺装置的供热和拖动工业透平用汽需求，同时还可以发电，满足工艺装置大部分的用电需求。本期工程配置4×320t/h煤粉锅炉+2×50MW直接空冷抽凝式供热汽轮发电机组，建设内容包括锅炉、汽轮发电机组及其配套的辅助系统、除灰渣、变配电、综合控制、脱硫、脱硝等系统。
2 设计原始资料
2.1相关设备规范
（1）锅炉型式：煤粉炉，固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、自然循环汽包炉，锅炉蒸发量：320 t/h，最大连续（BMCR）蒸发量：360t/h。
（2）省煤器及除尘器灰斗技术参数：每台锅炉省煤器灰斗3只，出口灰温：～360 ℃，接口法兰标高22.5m；锅炉烟气除尘为电袋除尘，保证效率99.95%，每台炉电场区域灰斗2只，每台炉布袋区灰斗4只，出口灰温：～150 ℃，接口法兰标高4.1m。
（3）灰场条件：本工程事故灰场由总体项目统一考虑，按《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-2011）要求，灰、渣全部综合利用时需设置事故灰场，有效容积不大于6个月的灰渣量。
2.2 锅炉排灰渣量（一台炉）
注：锅炉灰渣量按锅炉最大连续蒸发量 BMCR 计算；灰渣比：90%：10%；锅炉日运行小时数按 24 小时计。
3 主要设计原则
除灰渣系统的设计，本着节约与开发并重、合理利用能源的原则，在设计中按照安全可靠、技术进步、经济合理、施工运行方便、节约用水、节约用地等要求进行系统优化，选择经济的工艺系统。除灰渣系统按“灰渣分除、干灰干排、粗细分排”的原则设计，为灰渣综合利用创造条件。
除渣采用“锅炉渣井＋风冷式排渣机＋斗提+渣仓”的干式机械除渣方案，渣仓内的渣可外运供综合利用，也可由汽车运至灰场堆存。除灰采用正压气力输灰系统，将省煤器和电除尘器灰斗收集的灰送至灰库，灰库内的灰可经汽车外运供综合利用，剩余部分可加湿后由汽车运至灰场堆存。
4 主要系统介绍
4.1除渣系统
除渣系统包括从锅炉排渣口至渣仓输渣系统及渣仓的储存、卸料的全部工艺系统，工艺流程为：锅炉炉膛排渣→渣井及大块破碎装置→风冷式排渣机→碎渣机→中间渣斗→斗式提升机→渣仓→干渣散装机或湿式搅拌机（加水）→装车综合利用或运往灰场。
炉底渣经由渣井下落到干式排渣机不锈钢输送钢带上，高温炉渣由不锈钢输送带向外输送，排渣机出力2～10t/h。在输送过程中热渣被逆向流动的空气冷却，热渣到干式排渣机头部已经被冷却到200℃以下；冷却空气在锅炉炉膛负压的作用下，由干式排渣机壳体上开设的可调进风口进入设备内部，冷空气与热渣进行逆向热交换；冷空气吸收热量升温到约400℃-500℃直接进入炉膛，将炉渣的热量回收，从而减少锅炉的热量损失。
为避免锅炉结大焦时影响排渣机的正常运行，在渣井出口设置大焦拦截网和破碎装置，将大渣预破碎至小于300mm的粒径进入干式排渣机，大焦拦截网上设有监视器，能监视到拦截网上大焦的情况；同时在排渣机出口处设有破碎设备，能将渣破碎至<25×25mm以利后续设备运行要求。碎渣机缓冲仓出口设一组气动插板门和一组手动插板门，气动门对应斗式提升机，故障时关闭气动门同时打开手动门进行事故排放。
本工程每两台炉设一座φ6m的钢结构渣仓，有效仓容100m³，每座渣仓顶部设真空压力释放阀1台以保证渣库安全，设布袋除尘器1台用于消除从渣仓排到大气的空气中的颗粒。每座渣仓底部设2个排渣口，分别接干料散装机和加湿搅拌机。
4.2 除灰系统
本工程除灰系统包括省煤器和电袋除尘器灰斗至灰库的输送系统及灰库的储存、卸料全部工艺系统，工艺流程如下：灰斗→发送罐→灰库→汽车散装机或湿式搅拌机（加水）→装车综合利用或运往灰场
本工程飞灰输送系统出力按不小于设计煤种排灰量150%，且不小于校核煤种排灰量120％设计，每台炉出力不小于20t/h。每台炉省煤器3个灰斗为一组，每个灰斗配1只0.15 m³的发送罐，通过一根DN80管道汇进一、二电场的输灰管后送进灰库。每台炉电袋除尘器区域：一二电场灰斗为一组，每个灰斗配1只1.75 m³的发送罐，串联通过一根φ114×7/φ140×7管道输送进#1粗灰库或#2粗灰库；三、四袋区的4个灰斗为1组，每个灰斗配1只0.25 m³的发送罐，三、四袋区并联合用一根φ95×7管道输送进细灰库或#1粗灰库；每台炉设两根输灰管将飞灰送往灰库。为了防止结露，加强灰斗内干灰流动性，保证灰斗良好的排灰，除尘器灰斗设有气化风系统，由布置在除尘器零米的气化风机及电加热器供气。
本工程设3座φ11m混凝土结构灰库，有效库容1500 m³/库。为了便于飞灰适应综合利用市场情况，三座灰库分别设为#1粗灰库、#2粗灰库、细灰库；两座粗灰库接受省煤器和电场输送来的粗灰；细灰库接受布袋区输送来的细灰，在细灰库故障检修时细灰管可以切换进#1粗灰库。粗细灰以不同价格送往不同的利用点。
每座灰库的顶部：均配有布袋除尘器，使得灰库外排空气的含尘量符合国家环保标准；配真空压力释放阀，保证灰库在大量卸灰或温度急剧变时，平衡灰库内外压力，保证灰库结构安全。为了防止灰库下灰不畅，设灰库气化风系统，由布置在灰库运转层的罗茨风机及电加热器供气。每座灰库底设有2个排灰口，分别接干灰散装机和湿式搅拌机。
4.3 压缩空气系统
本工程不设压缩空气系统，所有用气均来自化工园区的空压站，厂区内有从化工园区送来的一根仪用气母管φ159和一根除灰输送（及检修）用气母管φ219，动力站内各用气均从其接引。
4.4水力清扫系统
为提高文明、卫生的工作环境，本工程针对灰渣有可能泄露处设计一套地面冲洗装置，水源由水工专业提供，冲洗后的污水由水沟排至污水池，通过多吸头排污泵输送至水工初期污染雨水及生产污水收集池。除灰渣分别在两个渣仓区域和灰库区域设置了水力清扫系统，每个区域可以每天冲洗1~2次，冬天结冰时期视情况使用或暂停改人工清扫。
5 设计改进措施
由于本工程所处地区冬季有较长时间结冰上冻期，所有水工供水管均为地埋送至用水点，除灰渣加湿水和冲洗水管露出地面部分做全面的防冻保温，同时在各母管露出地面约1米处加设截止阀，截止阀后加装DN15的泄水阀。在冬季上冻期不用水时可以与水工送水管隔断，同时将母管中水放掉，防止管道内水冻住、胀管。
6 结束语
本工程除灰系统为常规正压气力输送方案，除渣系统为新式节水干式排渣机方案，对于同时需要满足供热、拖动用汽需求、用电需求的热电联产动力站的安全、稳定运行有较好的保障，同时为企业节约水资源；化工园区空压站统一提供压缩空气也是资源集约利用的节能方案；灰渣专业用水系统所有母管装截止阀和疏水阀为该系统在冬季的运行安全加强了保障，可以在寒冷地区的工程中借鉴使用。
参考文献：
[1]于威.浅析火力发电厂除灰管道的选配技术[J].黑龙江科技信息，2011，（17）：8.
[2]方蔚林.火力发电厂除灰设计技术规定审查完毕[J].电力建设，1988，（08）：14+19.
论文作者:钟慧慧,王元龙,李怡
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：系统论文; 锅炉论文; 省煤器论文; 工程论文; 每台论文; 除尘器论文; 电场论文; 《电力设备》2017年第34期论文;