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锅炉除渣系统设计

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锅炉除渣系统设计
一台 200MW 机组 670t/h 褐煤锅炉,每天排出的灰渣量约为 150~ 200 吨,因此锅炉的除渣问题显得日益重要。如何破碎、排放、输 送这些灰渣,既要符合环保要求、节约能源、水源,又要考虑灰渣 的综合利用,将是电厂急需解决的重大问题之一一整套的锅炉除渣 设备应包括以下三个主要部分: a.灰渣的排渣设备、粒化设备或碎 渣设备(包括排渣槽、粒化水箱、碎渣机等); b.将灰渣运送到堆 灰场的设备(包括各种机械卸渣设备、捞渣设备、输送设备等)及 系统; c.利用灰渣中热量的设备(如各种热交换器、蒸发器和空气 冷凝器等)。除渣设备的设计计算和选用需根据以下五个主要方面: 1.锅炉燃用煤种的特性和煤灰数量及其物理和化学性质; 2.锅炉的 燃烧方式和排渣方式; 3.锅炉的容量; 4.电厂的水源条件; 5.环 保条例。 煤灰的熔融性(灰熔点)和流变特性(粘温特性)与煤灰 的结渣特性有密切关系,于燃用结渣性较强煤的电厂,其除渣设备 在运行中出现的问题较多。例如:刮板式捞渣机经常会发生断销、 断链、叠链、链条掉道和卡涩,磨损快、不易排出较大焦渣,刮板 易弯曲变形;湿式水封斗除渣设备的活塞缸和灰渣闸门的密封圈老 化,闸门密封性差,排渣时经常被渣卡住、打不开;辊式碎渣机被 大渣卡死;锤击式碎渣机的锤头磨坏、脱落、机体震动和格蓖易被 灰渣堵塞等。发生上述问题时锅炉必须立即减负荷运行,及时排除 故障,有时甚至需要停炉处理,将失灵和损坏的碎渣设备机构拆除, 形成炉底开放式连续除渣。使炉底大量漏风进入炉膛,影响炉内燃 烧稳定,汽温升高,热效率降低,风机电耗增大,当灰渣颗粒中 SiO 2 /Al2O 3 >10 时大块焦渣有很高的气孔率(大于 60%)和较 大的表面积,炉内结渣严重时,将* 800~900℃的大块高温焦渣不 易粒化和破碎,许多大渣突然掉落水封斗中将会产生瞬时汽化,造 成气压聚增,引起爆炸。可见:除渣设备的好坏将直接影响到锅炉 的正常运行。 随着燃料灰分和水分的不同,锅炉排出的灰分数量变 化范围就很大。例如:一台燃用灰分为 15%的次烟煤(30%水分)的 锅炉所产生的总灰量几乎为同等容量锅炉燃用灰分为 10%的高热值、 中等挥发分贫煤所产生的灰量的三倍。 锅炉的燃烧方式和排渣方式 不同所引起的排渣量变化也很大。例如:链条炉和抛煤机炉的排渣 量占总灰量之比可达 60~85%,而煤粉炉一般只占 20~40%;液态排 渣炉比固态排渣炉的排渣量要多得多。 电厂的水源条件及灰场大小 是决定灰和渣处理系统选用形式(干式或湿式除灰渣系统,干式循 环水或闭式循环水系统)的前提条件。 输送灰渣的水中的油和油脂, 全悬浮固形物,PH 值等水质标准是否超过环保规定标准,也是选择

除渣系统中所要考虑的主要问题之一。 以上这些问题将会直接影响 除渣设备的设计、排渣方式、碎渣机的容量和选型以及灰渣的贮存、 输送和处理系统的型式等。除渣设备的设计和选型还与电厂锅炉房 的整体布局以及堆灰场地与电厂的距离的远*、高地等有关。锅炉 的除渣设备与锅炉的运行密切相关,只有保证除渣设备正常运行, 才能保证锅炉以至整个机组的正常运行。 1 大型机组除渣系统投运 及设计现状 据不完全统计,国内目前已投运或已设计即将投运的 600MW 机组除渣系统如下(1)水力喷射器除渣水力输送至灰场的方 式。陆地扎经碎渣机破碎后由水力喷射器送至灰浆池,再通过灰浆 泵送至灰场。(2)刮板捞渣机除渣水力输送至灰场的方式。(3) 水力除渣汽车运输至灰场的方式。锅炉底渣采用水力方式输送至脱 水仓,渣经脱水仓脱水后用汽车运至用户或渣场。(4)水力除渣皮 带机运输至灰场的方式。锅炉底渣经螺旋捞渣机捞入碎渣机破碎后, 由渣沟流至渣浆泵房钱池,再由渣泵送往脱水仓,渣经脱水后上皮 带至灰场。(5)刮板捞渣机除渣皮带机运输至灰场的方式。排渣系 统为炉底渣由刮板捞渣机捞出输送至管带输送机,由管带输送机输 送并提升至渣仓,再由汽车运至灰场。(6)刮板捞渣机除渣汽车运 输至灰场的方式。炉底渣由刮板捞渣机直接运输并提升至渣仓,再 由汽车运至灰场。2 电厂大中型机组常用除渣系统设计方式分类 根 据灰渣综合利用和环保的要求,目前大中型机组采用水力除渣方式 将渣直接输送至水灰场的方式较少采用,常用的除渣方式归结为以 下 3 种。(1)锅炉排渣→水力输送→脱水仓→车或船等外运。具 体常见方式有:水封式排渣槽→碎渣机→水力喷射泵→管道→脱水 仓→汽车(或船等)外运;水力排渣槽→刮板捞渣机→碎渣机→渣 沟→渣浆泵→管道→脱水仓→汽车(或船等)外运。(2)锅炉排渣 →机械输送→渣仓→车或船等外运。具体常见方式有:水力排渣槽 →刮板捞渣机→碎渣机→中转输送机械(埋刮板机、皮带输送机或 斗式提升机等)→渣仓→汽车(或船等)外运;水力排渣槽→刮板 捞渣机→渣仓→汽车(或船等)外运。(3)其他方式。如水力排渣 槽→刮板捞渣机→活动渣斗→车或船等外运;干式排渣机 →碎渣机 →链斗式输送机或气力输送系统→渣仓→车或船外运等方式。 3 各 除渣系统方案简述 3.1 锅炉排渣→水力输送→脱水仓→车或船等外 运方案 3.1.1 水封式排渣槽→碎渣机→水力喷射泵→管道→脱水仓 →汽车(或船等) 外运方案 锅炉炉膛排渣连续进入锅炉水封式排渣 槽,水封式排渣槽定期排渣,每班一次,每次约 2~4h。排渣时开 启排渣门,渣经碎渣机破碎至粒径不大于 25 mm 的渣粒后进入水力 喷射泵,由高压水泵来的高压水进入水力喷射泵与渣一起经渣管输 送至脱水仓。 渣斗溢流水进入渣水坑,渣水坑容纳来自渣斗冷却和

水封槽的排水,渣水坑内安装 2 台渣水泵,将 坑内渣水输送至供 水系统中的缓冲水池或浓缩机,沉淀后重复利用(脱水仓的溢流水和 析出水也进缓冲水池或浓缩机同样处理)。 供水系统中设有各组数 台高、低压水泵及冲洗水泵。 每炉设 2 台脱水仓,每台脱水仓的 存渣容积能 贮存 1 台炉设计煤种时约 24~36 h 的存渣量。脱水 仓 1 台进渣浆,1 台静置脱水,交替运行。渣浆进入脱水仓后,大 部分的渣粒将沉降在仓体内,而溢流水将从脱水仓顶部的溢流堰排 出。当 1 台脱水仓装满后,切换至另 1 台空置的脱水仓进渣浆, 料满的 1 台静置脱水。脱水仓内的渣经 6~8 h 的脱水后,含水率 约 25% ~30%。湿渣从脱水仓排出后由汽车或船外运。 从脱水仓 溢流的渣水连续进入高效浓缩机(或缓冲水池)。渣水经处理后,澄 清的溢流水排入清水池,由除灰水泵加压送回除灰系统内的各要求 用水点重复利用。高效浓缩机(或缓冲水池)底部排出的渣浆,则经 排泥泵排入脱水仓再行脱水。每台炉设 2 台高效浓缩机,运行 1 台, 备用 1 台。每个排渣单元配 2 台排泥泵 ,运行 1 台,备用 1 台。 2 台炉共设 2 台除灰水泵,其中 1 台运行,1 台备用。由于冲渣 水回收重复使用,水质较差,故除灰水泵选用耐磨杂质泵,以提高 使用寿命。在除灰水泵房内还设有回收水的化学加药处理设施,用 于防止结垢与腐蚀。 3.1.2 水力排渣槽→刮板捞渣机→碎渣机→渣 沟→渣泵→管道→脱水仓→汽车(或船等)外运方案 锅炉炉膛排渣连 续进入刮板捞渣机上槽体,经水冷却和粒化后由刮板捞渣机捞出进 入碎渣机,由碎渣机破碎至粒径不大于 25mm 的渣粒后排入渣沟,然 后由激流喷嘴喷出的高压水沿渣沟冲入排渣泵房前池。 每 2 台炉 设 l 座排渣泵房。进入排渣泵房前池内的渣浆由排渣泵经管道送往 脱水仓。 每台炉配备 1 台刮板捞渣机,1 台碎渣机。两者出力均 可满足锅炉吹灰时渣量瞬间大增的工况。碎渣机排渣粒度最大为 25mm。刮板捞渣机及碎渣机安装于钢轨上,当出现故障时,可以关 闭渣井关断门,将捞渣机或碎渣机拉出进行短时间抢修(捞渣机带自 驱动装置),此段时问一般为 2~4h [4] 。 一般每 2 炉设有 1 座 排渣泵房,位于 2 炉的电除尘器之间,与电除尘器综合楼组成联合 建筑。排渣泵房内每炉设排渣泵 2 台,其中 1 台运行,1 台备用, 各配 1 根渣管通往脱水仓。排渣泵由液力偶合器调速传动,以便在 运行时,对排渣泵的生产率进行一定范围内的调节,减少补水量。 脱水仓、渣水处理和回收水系统的设计配置及运行模式与 3.1.1 系 统相同。 3.2 锅炉排渣→机械输送→渣仓→车或船等外运方案 3.2.1 水力排渣槽→刮板捞渣机→碎渣机→中转输送机械(埋刮板机、 皮带输送机或斗式提升机等) →渣仓→车或船等外运方案 由于该方 案中的输送设备有埋刮板机、皮带输送机或斗式提升机等,以下以

埋刮板机为例论述该方案,对于其它 2 台设备将在方案比较中介绍 其优缺点。 炉膛排渣连续进入刮板捞渣机上槽体,经水冷却和淬化 后由刮板捞渣机捞出排人碎渣机,由碎渣机破碎后排人埋刮板输送 机转运至渣仓顶部,埋刮板输送机出口设置有三通切换门,三通的 一个出口直接至埋刮板输送机的*端渣仓,三通的另一个出口至渣 仓顶部的带式输送机,埋刮板输送机排出的渣可由该带式输送机输 送至远端渣仓。刮板捞渣机、碎渣机、埋刮板输送机和带式输送机 的生产率均留有相应的裕度,能适应锅炉吹灰时排渣量瞬间大增的 工况运行。捞渣机安装于钢轨上,装有自驱动电机,当出现故障时, 可关闭渣井下口的液压关断门后将捞渣机移至锅炉落渣口旁边进行 短时间抢修,根据渣井容量和液压关断门的情况,此段抢修时间一 般不应超过 4h。 锅炉房内设置有一个集水池,刮板捞渣机的溢流 水、渣仓析水和除渣设施地面冲洗水均由排水沟汇集至锅炉房内的 集水池。然后,由立式排水泵将水送人高效浓缩机或澄清池进行澄 清处理,澄清后的水排人除灰水泵清水池,由除灰水泵送回除渣系 统重复利用 ,清水池的溢流水 自排至机组排水槽。高效浓缩机或 澄清池底部排出的灰浆则由立式排污泵送至渣仓或沉煤池。 为尽可 能提高刮板捞渣机排水水质,降低含尘率,在刮板捞渣机水*段全 程溢流水排出口前设置有渣水滤清装置,以便于溢流水的回收使用。 本方案每台锅炉配 1 台刮板捞渣机,1 台碎渣机,1 台倾斜布置角 度约为 45 o 的埋刮板输送机,2 台渣仓(配带 1 台带式输送机)。 为防止大渣块进入碎渣机而影响碎渣机的正常运行,刮板捞渣机的 出口设置有大渣清除篦子。 每炉对应设置渣仓 2 台(可满足 17h 左 右的储渣量),1 台进渣,另 1 台析水卸渣,交替运行。渣仓内壁 配有少量的析水元件,可尽可能地脱去渣内的水分,使湿渣便于运 输。渣仓排出的湿渣由自卸汽车或船外运。 3.2.2 水力排渣槽→刮 板捞渣机→渣仓→车或船等外运方案 本方案每台锅炉配 1 台刮板 捞渣机,2 台渣仓(配带 1 台带式输送机)。 炉膛排渣连续进入刮 板捞渣机上槽体,经水冷却和淬化后由带加长斜升脱水段的刮板捞 渣机捞出,刮板输送机出口设置有三通切换门,三通的 1 个出口直 接至*端渣仓 ,三通的另 1 个出口至渣仓顶部的带式输送机,输 送至远端渣仓。渣仓共设 2 台 1 台进渣,1 台脱水和卸渣。渣仓 仍然保留有析水元件,使湿渣的含水率充分地降低;湿渣由自卸汽 车排往灰场或综合利用用户。 本方案每台锅炉配 1 台刮板捞渣机 (其倾斜段加长至直接进入渣仓),2 台渣仓(配带 1 台带式输送机), 可满足约 17h 左右的储渣量,1 台进渣,另台析水卸渣,交替运行。 渣仓排出的湿渣由自卸汽车或船外运。 渣水处理和回收水系统的设 计配置和运行模式与 3.2.1 系统相同。 3.3 其他方式 其他方式主

要有 :水力排渣槽→刮板捞渣机→活动渣斗→车或船等外运;干式 排渣机→碎渣机→链斗式输送机→渣仓→车或船等外运;干式排渣 机→碎渣机→气力输送系统 →渣仓→车或船等外运等方式。 3.3.1 水力排渣槽→刮板捞渣机→活动渣斗→车或船等外运方案 炉膛排渣 连续进入刮板捞渣机上槽体,经水冷却和淬化后由带加长斜升脱水 段的刮板捞渣机捞出排入活动渣斗。湿渣由自卸汽车排往灰场或用 户综合利用。刮板捞渣机设置有渣水滤清装置,可对捞渣机溢流水 进行初步滤清处理 [5] 。 本方案中每台锅炉配备 1 台刮板捞渣机, 刮板捞渣机提升倾斜角度约 35 o ,头部高度约 7m,其头部在锅炉 房内炉膛侧锅炉钢架内。 因该方案刮板捞渣机头部高度受限,每炉 设置容积约为 7.5m 3 的活动渣斗 6 个(总容积约为 45m 3 /炉,仅 能满足燃用设计煤种时约 8h 储渣量)。活动渣斗排出的湿渣由自卸 汽车或船外运。 渣水处理和回收水系统的设计配置和运行模式与 3.2.1 系统相同。 3.3.2 干式排渣机→碎渣机→链斗式输送机或气 力输送系统→渣仓→车或船等外运方案 干式排渣系统包括渣井、关 断门、干式排渣机(风冷型)、一级碎渣机、二级碎渣机、正压气力 输送系统或链斗式输送机、贮渣仓、布袋过滤器、真空压力释放阀、 卸渣设备及控制系统等。正压气力输送系统包括输送空压机、输送 压力容器、空气干燥器输送管道阀门等 [6] 。 炉底渣穿过渣井, 进入干式排渣机,在于式排渣机输送带上被空气冷却,被热渣加热 的空气进入锅炉炉膛,冷却后的底渣,经两级碎渣机破碎后,进入 压力容器,利用正压气力输送系统送至渣仓贮存或由链斗式输送机 送至渣仓贮存。贮存在渣仓中的干渣可装车或船外运。每台炉设正 压气力输送系统 2 套,1 套运行,1 套备用,为保证输送系统安全 可靠运行,系统中关键设备及阀门进口和整套系统采用程序自动控 制,贮渣仓卸渣采用就地手动控制,各设备设有就*敉0磁ァ 4 除渣系统方案的分析和比较 4.1 锅炉排渣→水力输送→脱水仓→车 或船等外运方式方案 此方式中包括水封式排渣槽→碎渣机→水力喷 射泵→管道→脱水仓→汽车(或船等) 外运方案和水力排渣槽→刮板 捞渣机→碎渣机→渣沟→渣泵管道→脱水仓→汽车(或船等) 外运方 案。 4.1.1. 水封式排渣槽→碎渣机→水力喷射泵→管道→脱水仓 →汽车(或船等) 外运方案 国外排渣系统以前大多采用此方案,国 内过去在引进机组中采用的也较多 ,如*圩电厂、北仑港电厂等, 最*华东地区(如常州电厂等)的电厂仍然在采用。水封式排渣槽(大 水斗)采用水力喷射泵→管道系统将渣定期输往脱水仓。该系统最大 的优点是由于主厂房区域里是通过管道输渣,厂区卫生环境条件较 好。但该系统定期排渣设计需配置较多设备 (包括渣水系统中设备 如高低压水泵等),控制点多系统比较复杂,运行要求较高,耗水量

大,水力喷射泵输送效率较低(一般小于 40%)、输送长度和扬程有 限,对脱水仓布置距离较远及脱水仓本体高度较高时输送较困难 , 因此,对脱水仓的布置来说受到一定限制。另外,由于国内运行时 煤种变化大,煤品质较差,可能结焦,如果有大块(超过碎渣机入口 尺寸的焦渣形成 ,则影响碎渣机正常工作,造成排渣困难。如果碎 渣机运行一段时间后其出料粒度达不到要求,较大块焦渣进入水力 喷射泵更会造成泵或管堵塞。此外,由于输渣流速较高(一般大于 2.3m/s),输渣管道和弯头通常采用耐磨材料,整个系统投资和运行 费相对较高,运行维护工作量较大另外,由于碎渣机、水力喷射泵、 输渣管道均无备用旦设备、管道出现故障,处理也较麻烦。此外, 由于该系统设备(水力喷射泵等)出力不可调,一旦锅炉燃烧煤质变 差 ,系统出力要求加大,就仅能靠增加设备管道运行循环时间才能 实现,相应加重了系统的运行负荷。总的来说,该系统型式与老式 系统相比,占地、投资、运行维护等主要指标均不太经济,适应工 况变化的能力有限,故在选择大型机组排渣系统时,基本上不作推 荐方案。 国内有少量的电厂往往采用水封排渣槽定期排放渣水,而 采用渣沟汇流渣水后由灰渣泵排入脱水仓的方案。由于该系统瞬时 排放量很大,往往造成渣水 四溢,严重影响文明生产,且定期排放 造成了对灰渣泵的流量需求不均匀,不利于泵在高效率工况下经济 运行。因此,该方案基本不用。 4.1.2 水力排渣槽→刮板捞渣机→ 碎渣机→渣沟→渣泵→管道→脱水仓→汽车(或船等)外运方案 渣沟 →脱水仓除渣方案在国内已有大量的成功运行经验。大型机组工程 水力除渣系统过去也大都采用这一常规方案,运行人员对系统很熟 悉并积累了丰富的经验。从脱水效果来看,脱水仓能够基本保证脱 水的湿渣含水率低于 25%,对于渣的外运以及灰场的碾压均有好处。 由于脱水仓及其他除渣设备布置在一起,且可以布置在离主厂房较 远的灰渣处理区,装渣点集中,作业方便 ,通道顺畅,污染范围小。 与前者方案相比,本方案不同之处有以下几点。 (1)锅炉排渣方式 不同。锅炉排渣方式由水封式排渣槽改为采用水力排渣槽加水浸式 刮板捞渣机连续除渣,经调研比较,后者具有如下优点。 1)降低运 行能耗。采用捞渣机不必像水封式排渣槽那样需要大量的高压水源, 系统运行能耗大为降低。 2)捞渣机与渣井组成了严密的水密封系统, 可有效防止炉底漏风,改善了燃烧条件,使锅炉效率提高,煤耗降 低。 3)节水。采用捞渣机耗水量仅为水力排渣装置的 1/3。 4)便 于渣的综合利用,具有明显的经济效益和社会效益。 5)采用捞渣机 可降低锅炉的整体高度,根据资料介绍,300MW 以上机组至少降低 了 2m,每降低 1 m,可节省投资* 10 万美元。 (2)排渣输送提升 设备不同。由于采用捞渣机, 排水同渣一并通过渣沟连续排出,再

由排渣泵通过渣管输送至脱水仓。 1)首先,由于采用了连续运行的 方式,设备和管道负荷较小且均匀,系统运行工况*稳。 2)设备、 管道均有备用,检修维护不会影响整个系统的运行,系统和设备的 可靠性较高。 3)由于排渣泵的输送效率较水力喷射泵大幅提高,且 输送扬程较大,调节工况能力较强等特点,使得系统后续设备(如脱 水仓等)布置基本不受任何限制,便于整个厂区的统一协调规划,且 运行能耗相对较小。 (3)系统设计的其他不同点。 1)由于渣管输送 流速较低(只需大于 1.8m/s)渣管材料可用普通钢管,弯头采用耐磨 材料即可(当然也可采用耐磨管道,则其寿命相对较长)。 2)系统设 *霞虻ィ刂频阆喽越仙佟 3)可避免渣和排水对主厂房区的污染。 4)系统总投资相对较小,运行维护费用和工作量也相对较小。 锅炉 排渣→水力输送→脱水仓→车或船等外运方式虽然具有系统运行总 体安全可靠、设备成熟、主厂房区卫生环境较好等优点,但与下面 系统相比仍存在系统复杂、能耗高、投资较大、运行维护工作量及 费用较高的问题,尤其是在锅炉燃用的煤质含有较高 CaO 时,脱水 仓的滤网常结垢影响正常运行(主要表现在析水元件的检修工作量较 大)。此外,刮板捞渣机→脱水仓方案还存在着湿渣捞出后又加水脱 水的不太合理的模式。所以,在 2000 年以后设计的大型机组电厂 中采用此种模式的系统越来越少。 4.2 锅炉排渣→机械输送→渣仓 →车或船等外运方案 此方案包括:水力排渣槽→刮板捞渣机→碎渣 机→中转输送机械(埋刮板机、皮带输送机或斗式提升机等)→渣仓 →车或船等外运方式和水力排渣槽→刮板捞渣机→渣仓→车或船等 外运方式。 两方案中渣由刮板捞渣机排出后通过中转机械设备或由 加长型捞渣机直接进渣仓,捞渣机排水由排水泵送人高效浓缩机, 排渣、排水从 2 条路径分别排出锅炉房,渣的冷却水以及设备用水 采用闭式循环重复利用,这种模式合理地避免了捞渣机排渣脱水后 再加水的环节。在该方案中,较多工程采用 2 台渣仓形式的配置 (也有部分电厂采用配 1 个渣仓的配置。相比较而言,2 个渣仓具 有增加资金不多但对系统而言具有可靠性和灵活性提高较多的优点), 利用了 2 台渣仓的切换而在静置过程中脱水可降低湿渣含水率的优 点,湿渣含水率可有效保证在 25%以下,对于渣的外运以及灰场的 碾压均有好处且随着湿渣含水率降低 ,也可减轻湿渣对道路和主厂 房区的污染。 由于本方案不需要设置排渣泵房,也无需较长的灰渣 沟,省去了排渣设备转运的过程。因此,布置紧凑,系统简单,运 行环节较少,维护方便且费用低。另外,由于排渣不需要通过排渣 泵的提升,从而降低了除渣系统电耗,运行费用较省。 当然,由于 渣仓等设备布置于锅炉房内和锅炉房旁,容易造成锅炉房内区域布 置较为拥挤,渣仓装车作业不太方便。另外,如卸车时错位,卸车

车辆漏渣,地面冲洗不及时,渣仓周围地面会有污染。 在总投资方 面,由于该系统中刮板捞渣机(包括中转机械设备)等设备技术要求 较高,其部分关键部件要求采用进口件,投资相对较高,但整个项 目总投资仍然较脱水仓方案低 (具体视捞渣机等设备出力和布置尺 寸而定)。 4.2.1 水力排渣槽→刮板捞渣机→碎渣机→中转输送机 械(埋刮板机、皮带输送机或斗式提升机等)→渣仓→车或船等外运 方式与水力排渣槽→刮板捞渣机→渣仓→车或船等外运方式的技术 经济比较分析 水力排渣槽→刮板捞渣机→碎渣机→中转输送机械 (埋刮板机 、皮带输送机或斗式提升机等)→渣仓→车或船等外运方 式中中转机械输送设备一般采用埋刮板机 、皮带输送机或斗式提升 机等。皮带输送机由于通常为不封闭,一旦锅炉燃烧的炉渣含细渣 较多 ,排渣中就会含有较多的水 ,渣水一是会沿着皮带两侧流到 地面,二是皮带机回程也会出现漏水漏渣 ,造成锅炉房附*局部很 脏,影响环境卫生 ,且造成设备下方污染严重。设备转动部件也存 在一定的磨损 。此外,在有的电厂,细渣遇水后粘性很大,粘在皮 带上无法自行落下,虽采用了增设清扫器等多种方式却不能完全见 效。所以,在最*几年的中大型机组中采用埋刮板机和斗式提升机 等密封机械作为中转设备的电厂逐渐取代了皮带输送机。 水力排渣 槽→刮板捞渣机→碎渣机→中转输送机械(埋刮板机、皮带输送机或 斗式提升机等)→渣仓→车或船等外运方式(以下简称方案一)和水力 排渣槽→刮板捞渣机→渣仓 →车或船等外运方案(简称方案二)系统 设计等差别不大,下面就方案一与方案二进行 比较分析。 对于方 案一和方案二的技术性可从以下几个方面进行分析。 (1)渣的带水、 含水方面。方案一由于湿渣经刮板捞渣机后由碎渣机埋刮板机中转 后进人渣仓,其渣的带水、含水问题将比方案二差一些,原因有如 下几点 [7] 。 1)方案一受刮板捞渣机头部倾角和斜升段设计限制, 其脱水效果十分有限,其头部抬高一般仅约为 6m 左右 ,倾角为 30°,斜升段长度约为 10.6m(但真正离开水面行走距离仅约为 6.8m),在进入碎渣机前渣的带水大部分会沿着刮板捞渣机斜升段流 回捞渣机(捞渣机斜升段底板设计成人字形排水槽以加强湿渣的排 水),但仍有不少水与渣一同被排人碎渣机和埋刮板机中。而方案二 采用了大倾角加长段的刮板捞渣机,其头部抬高一般约为 20m,倾 角为 35°斜升段长度约为 33m(真正离开水面行走距离约为 30m)。 在进入渣仓前,渣的带水绝大部分会沿着刮板捞渣机斜升段流回捞 渣机(捞渣机斜升段底板设计成人字形排水槽以加强湿渣的排水), 实现湿渣的绝大部分脱水。 2)方案一由于碎渣机没有排水功能,埋 刮板机虽采用大倾角、长斜升段的布置设计,其头部抬高一般约为 20m 左右,倾角为 45°,斜升段长度约为 28m,但其尾部(碎渣机下

部) 等处的设*衔榉常环矫娲舜Φ呐潘准菀妆换氯 另一方面尾部集渣易使埋刮板机尾部链轮和链条带渣,设备部件存 在磨损等缺陷不易解决,虽然可设计反冲洗水等措施但运行效果仍 可能不太理想。所以,含渣水在埋刮板机段的脱水、排水效果不太 理想,这样含渣水与渣一起被排人渣仓。 3)由于渣仓储渣时间相对 较长,渣仓又设计有析水元件(有些厂家的排渣门还设有析水元件), 湿渣在此将得到进一步的脱水。 4)对于设计了 2 台渣仓的系统而 言,湿渣的储渣时间相对较长(每台渣仓的储渣时间约 17 h),且可 完全实现静置析水,使渣的含水率减小到最低,给电厂文明生产和 卫生环境创造了较好的条件。 (2)系统和设备布置及对周围环境的 影响方面。方案一由于增加了埋刮板机的排水,且其排水中的含细 渣的比例较高(埋刮板机的排水处不可能像刮板捞渣机排水处水*段 可设较长段滤板),相对环节多一些、处理要麻烦一些,对环境的不 利影响更大一些。该方案总的来看,方案一设备布置占地较方案二 要大一些。当然,由于渣仓设在锅炉房周围,汽车在此装渣,方案 一与方案二一样由于在锅炉房旁卸渣,该区域及运渣道路不可避免 会存在一定污染(当然,若电厂严格管理,情况会好一些),但锅炉 房内基本不会存在污染。另外,刮板捞渣机的布置对锅炉房内的设 备及管道均无影响。 (4)水处理方面。方案一由于渣系统排水分为 刮板捞渣机和埋刮板机分别排出,而埋刮板机的排水由于未经任何 处理水质较差,所以水循环的效果要差一些。 (5)设备国产化方面。 方案一由于中转设备一般布置在锅炉房外,相应刮板捞渣机的设计 长度较长,但在这种情况下方案一刮板捞渣机的总长度仍比方案二 短许多,提升高度也较低,相应对捞渣机的技术要求会较低一些, 可靠性相对高一些。但埋刮板机的设计虽较刮板捞渣机在设计宽度、 高度上均要小许多,但其设计制造技术要求一点不低,在设备输送 出力、提升高度、倾斜输送、耐磨性及运行寿命等方面对该设备提 出了更加严格的技术要求,而方案二目前刮板捞渣机的关键部件宜 采用进 口(如链条和液压马达等)。 (7)适应性方面。方案一由于 该方案所有设备(刮板捞渣机、碎渣机、埋刮板机)的出力与方案二 设备(刮板捞渣机)的出力相同,在出力方面两方案是完全一样,只 是在锅炉结焦方面,方案一由于刮板捞渣机设有排大渣口(地面人工 处理)和碎渣机等措施,可将大渣甚至超大渣块在进入渣仓之前进行 处理,适应性相对较好。 由于两方案的系统设计都十分类似,仅使 用的设备种类和数量有所不同, 4.3 其他方式 主要包括水力排渣 槽→刮板捞渣机→活动渣斗→车或船等外运;干式排渣机→碎渣机 →链斗式输送机→渣仓→车或船等外运;干式排渣机→碎渣机→气 力输送系统→渣仓→车或船等外运等方式。 由于其它方式在大型机

组的电厂中均没有采用,所以本文只对该几种方式进行简单比较, 不作赘述。 4.3.1 水力排渣槽→刮板捞渣机→活动渣斗→车或船等 外运方式 活动渣斗方案在技术性方面可从以下几个方面进行分析。 (1)渣的带水、含水方面。湿渣经刮板捞渣机直接进入活动渣斗,其 渣的带水问题相对较多,原因有如下几点 1)刮板捞渣机头部的抬高 受到渣斗在锅炉房内的风管道布置上的限制,头部抬高一般约为 7m, 倾角为 35°,斜升段长度也仅约为 11.33m。在进入活动渣斗前渣的 带水大部分会沿着刮板捞渣机斜升段流回捞渣机(捞渣机斜升段底板 设计成人字形排水槽以加强湿渣的排水),但由于斜升段相对较短, 仍然有一部分水会带进活动渣斗。 2)由于活动渣斗的结构设计的限 制,加之活动渣斗又较频繁的移动,活动渣斗本身就不太可能设置 析水元件和析水管道(据了解目前投运和设计的电厂均无析水元件), 排渣门也仅能设计为不带充气密封的普通对开式排渣门,渣斗湿渣 中的水将得不到很好地疏导和排放。 3)活动渣斗的储渣总时间相对 较短(约 8 h),渣斗又无析水元件,湿渣的含水率加大,装车后给 卸渣点及其运渣道路带来的污染也会更大。 (2)系统和设备布置及 对周围环境的影响方面。湿渣在装渣、卸渣区域成为一个污染源。 由于渣斗运行时有部分含水湿渣进入活动渣斗后,渣斗中的细渣和 污水会通过没有充气密封的排渣门不停地漏至渣斗下地面,加之活 动渣斗在锅炉房横向所占面积较宽,势必造成污染面较大。湿渣对 锅炉房内和运渣道路的污染,更进一步对灰场的碾压造成一定程度 的影响。另外,活动渣斗由于放在锅炉房内,其设计、安装尺寸受 到锅炉钢架、梁、柱、热风道及其他锅炉管道的限制,场地及空间 十分有限(每个活动渣斗仅能设计为 7.5m 3 ),且渣斗在锅炉房内 横向布置,对锅炉房的热风道和其他管道的影响比较严重,将会使 这些管道布置改道 ,且布置困难也不合理。该方案总的来看,设备 布置占地较小,但是,汽车在锅炉房内装渣作业不方便,需要电厂 严格管理,经常打扫、清除污染环境的渣、水。 (3)运行维护方面。 由于活动渣斗和排渣门数量较多,又需较频繁地移动,系统相对复 杂,控制点较少,运行环节较多,设备需经常启停,运行和维护工 作量较大。此外,由于该渣斗总的储渣时间较短,对汽车运渣的要 求也相对严格(无论刮风下雨、道路或车辆好坏,8h 后必须将渣拉 走)。此外,横向布置的活动渣斗在锅炉房内的占地较大,也会给锅 炉房内其他设备和设施的运行、检修、维护等带来不便。 (4)水处 理方面。采用与刮板捞渣机→渣仓的同样处理方法。 (5)设备的可 靠性方面。刮板捞渣机的长度较渣仓方案短一些,但倾角较大,对 捞渣机的技术要求相对低一些(但其链条等仍需采用进口),对于活 动渣斗来说,由于经常带负荷移动、启停,其排渣门、移动机构、

料位机构的可靠性较低、机械故障率较高,因而,对电厂长期安全 稳定运行将造成不利局面。(7)工程工期及进度方面的影响。由于活 动渣斗设在锅炉房炉膛侧锅炉钢架内,需多占用长 5.4m(汽车通道 长度),宽 13m(活动渣斗宽),高 8.62m(活动渣斗高)的场地和空间, 相应会引起锅炉钢架的梁、斜撑和锅炉有关部分的设计配合和修改, 带来较多困难和麻烦,在目前锅炉厂订货任务比较饱满的情况下, 可能会影响工期进度。由于活动渣斗设在锅炉房炉膛侧锅炉钢架内, 其空间和场地受到限制,给锅炉安装和活动渣斗的安装也带来较多 的困难和麻烦,也可能会影响工程的工期。 (8)适应性方面。由于 有北方和南方地区的区别,该方案在南方地区可能不太适应,原因 如下 1)南方地区不像北方气候干燥,渣斗下地面的污水会风干,其 潮湿性气候会显得环境较差。 2)南方某些地区的煤多为劣质煤,其 灰分含量较大,需排除的渣量较多,燃烧后的炉渣带水较多(细渣量 较大,不易脱水)。 3)煤质的变化较大,因而燃烧后渣量可能还会 加大,由于渣斗的容积不可能加大 ,因而运行的压力会很大。 4) 试运期间,渣量会急剧加大,运行的压力将会很大。 5)锅炉运行结 焦时,同样渣量会急剧加大,运行的压力相应会很大。 从投资上分 析,该方案的投资由于刮板捞渣机的提升高度相对较低 ,活动渣斗 容积小,其总投资将低于捞渣机→渣仓方案。 综上所述,该方案一 般仅适合机组容量较小、煤含灰量少,渣量少,工程进度要求不太 急,环境条件要求不高的电厂。 4.3.2 干式排渣机→碎渣机→链斗 式输送机→渣仓→车或船等外运方案和干式排渣机→碎渣机→气力 输送系统→渣仓→车或船等外运方式 两方案的关键设备——干式排 渣机在大容量机组中仅三河电厂投运,该设备为进口设备,投资太 大,而今年以来国产干式排渣机在大容量机组中尚无投运业绩,仅 在中小型机组中有所采用,且投运业绩也为小型机组,其国产生产 厂商的设计和投运经验还不太多。虽然该系统具有提高国内燃烧效 率干渣综合利用条件好、节约水资源等优点,但由于上述原因,目 前在大型机组中暂不作推荐。气力输渣系统目前投运的业绩也仅为 一些小型机组电厂,其主要原因是该系统能耗高,运行不太经济, 设备和管道磨损较严重,适应性还有待提高,目前,在大型机组中 暂不作推荐。链斗式输送机目前也仅在一些小型循环流化床等锅炉 机组中采用。




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