新技术 1175t h 锅炉炉渣气力干式处理系统 Gaseou s and D ry D ispo sing Slag System in 1175t h Bo iler靖长财,王景和(三河发电厂,河北 三河 065201)摘 要:以三河发电厂引进意大利M A GALD I 公司的锅炉炉渣处理系统为例,在对炉渣气力干式处理系统的原理、组成、功能进行论述的基础上,介绍了设备结构、系统布置特点及系统程控启停和正常运行程序。
运行实践和考核试验结果表明,该系统完全达到了预期的效果,说明该系统的引进是成功的。
最后对系统运行中曾出现的故障及其处理进行分析说明,对于设计和制造部门具有一定的参考价值。
关键词:锅炉;炉渣;干式处理;负压气力中图分类号:T K 22713 文献标识码:B 文章编号:100925306(2001)0620008203收稿日期:2001208222作者简介:靖长财(19622),男,高级工程师,现从事集控运行管理方面的工作。
目前我国发电厂老式锅炉和少数小型锅炉炉渣仍采用机械湿式处理系统,大中型锅炉几乎都是采用水力湿式处理系统,很少采用气力干式处理系统。
炉渣水力湿式处理系统需用大量高压水排渣和远距离管道输送灰渣,需要大面积储存灰渣和输渣废水的场地。
炉渣气力干式处理系统采用机械干式排渣,气力干式近距离管道输送灰渣和采用渣罐干式储存灰渣。
与水力湿式处理系统相比,气力干式处理系统具有节约用水,对水环境质量不产生影响,有利于灰渣综合利用,变废为宝,以及占地面积小,建设投资少,运行费用低等优点。
此外,还具有运行可靠,维护方便,对大气环境不产生污染,可减少炉底漏风,提高锅炉热效率等特点。
对于华北、东北等缺水地区的新建电厂和改造电厂,在降低水耗,保护水环境灰渣综合利用方面具有一定的推广价值。
本文以三河发电厂引进意大利M A GALD I 公司的锅炉炉渣气力干式处理系统为例进行说明。
1 系统原理及组成三河发电厂一期工程安装2台350MW 燃煤机组,锅炉为单炉膛、固态排渣、强制循环锅炉,炉渣处理系统为意大利M A GALD I 公司的气力干式处理系统,并且由该公司负责系统的设计和供货。
锅炉设计煤种为晋北烟煤,设计煤种和校核煤种的数据如下:收到基挥发分为19.77%、27.78%、低位发热量22441、18744kJ kg 、锅炉最大负荷耗煤量141、169t h 、产渣量为4.49、7.35t h 。
设计煤种灰渣成分Si O 2、A l 2O 3、Fe 2O 3的质量分数分别为50.41%、15.73%、23.46%,其它为10.40%,灰渣最高温度850℃。
111 系统原理炉渣从炉膛直接落到炉底缓慢运行的排渣机钢带上,依靠炉底负压,吸进锅炉燃烧所需总风量的1.0%～1.5%的风量,逆流冷却高温炉渣,炉渣冷却后进入碎渣机,破碎后经负压气力输送系统进入渣灌。
炉渣处理流程为:炉渣→排渣机钢带→一级碎渣机→缓冲渣斗→二级碎渣机→负压气力输送管道(省煤器落灰也经过此管道到渣灌)→渣灌→一路经过卸料器到汽车运走,另一路经过封闭皮带到灰库。
1.2 系统组成M A GALD I 公司提供了完整的炉渣收集、输送、储存、卸料等处理系统,每台炉为1个独立的控制单元。
炉渣处理系统分为排渣系统、输渣系统、储渣系统,由PL C 自动控制。
排渣系统主要有炉渣斗(容积50m 3)、1台排渣机(功率7.5k W )、1条闭合排渣机钢带、1台气动钢带张紧装置、清扫链、液压关断阀系统(2台油泵,油压15M Pa ,炉底每侧12个液压关断阀)、1台一级碎渣机等。
・8・输渣系统有1个缓冲渣斗(容积12m3)、2台二级碎渣机、2台负压风机、2根输送管路(管道公称直径200mm)等。
储渣系统有1座渣灌(容积400m3)、2台补偿器(容积2m3)、2台组合过滤器、1台湿式搅拌机(4.3t h)、1台干灰卸料器等。
2 设备结构和系统布置特点211 设备结构排渣机钢带由不锈钢丝网编成的椭圆形网制成,不锈钢丝网上覆盖相互搭接的不锈钢板,钢丝网在下部,钢板在上部。
板网式设计具有抗冲击能力,空气通过板间隙进入,使输送带上的炉渣被冷却。
钢带宽度1400mm,有效宽度1200mm,相互搭接5mm(钢板)和18mm(不锈钢网),皮带速度为0.004～0.120m s。
钢带采用摩擦方式传动,并且设有皮带张紧装置,以补偿在运行中因温度变化引起的输送带长度变化。
2.2 系统布置a. 排渣机与炉底连接 排渣机与锅炉出渣口通过炉渣斗相连,并且用水封槽密封,满足锅炉膨胀的需要。
炉渣斗独立支撑,相对于锅炉排渣口中心线偏心布置,其钢结构和耐火材料能承受大块炉渣的直接冲击。
炉底渣斗能满足锅炉最大负荷时储存11.5h的灰渣量。
b. 设备布置 排渣机和碎渣机等布置在锅炉零米封闭小间内;渣灌布置在电除尘器旁,负压风机房布置在渣灌旁。
3 系统优点a. 冷却风量控制方便 利用炉渣斗与外界环境之间形成的压差,冷却风通过排渣机两侧各12个进风口,进入钢带下部,其流向与排渣机钢带传送方向相反,空气逆流冷却高温炉渣,冷却效果好。
b. 炉渣颗粒小 该系统配有2级碎渣机,一级碎渣机出口颗粒粒径小于575mm,二级碎渣机出口颗粒粒径小于525mm。
c. 用水量减少 该系统不用水冷却炉渣和输送炉渣,仅需要少量冷却水塔排污水作为炉底渣斗水封槽密封水和渣罐渣调湿用水,密封用水量3t h,渣灌渣调湿用水15t h,也仅在卸灰时才用水。
d. 炉底漏风降低 排渣机钢带被完全包罩在封闭壳体中,以防外界空气漏入炉底。
利用炉底负压从排渣机两侧吸风口进风,空气吸收炉渣的热量,炉渣从850℃冷却到100℃。
空气加热到400℃,进入锅炉底部,进风量约为锅炉燃烧总风量的1.0%～1.5%,进风量可调节,减少进风量,从而提高锅炉热效率。
e. 有利于灰渣综合利用 炉渣采用干式处理系统,并经2级破碎后颗粒较小,有利于综合利用。
目前炉渣销售供不应求,主要用于铺路等。
4 系统启停及正常运行程序411 程控启动锅炉投粉前排渣系统要先投入运行,按下启动按钮,PL C即进行程序启动。
主要步骤:启动液压关断门控制油泵→启动一级碎渣机→排渣机启动→液压关断门开启→缓冲渣斗高料位报警时输渣管道阀开启→组合过滤器隔离阀开启→补偿器隔离阀开启→负压风机启动→二级碎渣机启动→缓冲渣斗出口阀开启开始卸料,管道输送炉渣。
当补偿器料位达到高料位时,补偿器出口阀开启,炉渣进入渣灌;当缓冲渣斗发出低料位时,停运二级碎渣机,缓冲渣斗出口阀关闭;当管线压力达到给定值时,清理灰斗灰程序启动,负压气力输送系统开始输送省煤器落灰,逐个进行,直到4个灰斗灰清理完毕;当补偿器卸灰完毕后,负压风机停运,组合过滤器隔离阀、输灰管道阀等关闭。
4.2 正常运行维护由PL C集中自动控制,也可就地手动控制。
排渣系统为连续运行,负压气力输渣系统为周期运行。
锅炉灰渣不断由排渣机输送到一级碎渣机,进行粉碎后落入缓冲渣斗。
当缓冲渣斗发出高料位报警时,二级碎渣机启动1台,1条负压气力输送管道投入(管道负压为-0.04M Pa)运行,灰渣经过组合过滤器过滤后进入渣灌。
缓冲渣斗出现“高—高”料位报警时,排渣机停止和液压关断门关闭;运行中处理系统可由自动切换到手动;一级碎渣机被大块渣堵或卡时,可通过手动控制反转碎渣机,将渣排出;在省煤器排灰时,如果缓冲渣斗发出高料位信号,系统将停止省煤器排灰,启动炉渣处理系统进行排渣;在省煤器排灰时间已到,而落灰尚未排净,系统将再次启动进行排灰。
・9・日常运行检查项目:水封槽水位、液压关断阀油箱油位、排渣机电流、一次碎渣机减速箱油位、缓冲渣斗料位、负压风机运转情况、组合过滤器滤网、渣灌料位等。
4.3 程控停机液压关断门关闭→停止排渣机→停止一级碎渣机→缓冲渣斗料位降到低料位时二级碎渣机停止→管线清理开始→清理结束后负压风机停止→输渣管道阀关闭→补偿器停运。
5 系统性能试验根据性能试验合同,M A GALD I公司和三河发电厂共同进行了性能考核试验。
a.锅炉热效率试验1号和2号炉锅炉热效率试验分别于2000年4月、11月进行(各进行2次试验),按照锅炉性能考核试验合同规定,在锅炉带额定负荷(1052.3t h)、燃用设计煤种、4台磨煤机运行、不投油助燃、炉底关断门开启条件下进行试验。
1、2号炉的2次考核试验结果均达到了设备合同规定的性能保证值,试验数据见表1,其中Γ1、Q1、Q2、Γ2、Θ分别表示锅炉热效率、排渣机排渣出力、负压气力输送系统出力、组合过滤器除尘效率和灰尘排放质量浓度(指标准状态下)。
表1 试验结果对比参数Γ1 %Q1 t・h-1Q2 t・h-1Γ2 %Θ m g・m-31号炉95.02(94.78)17.4625.4499.9912.89(9.87)2号炉95.02(95.70)19.5831.7799.9911.78(10.16)保证值94.09161699.9<6003注:括号内为第2次试验结果,3指国标允许的最大排放质量浓度。
b. 排渣机排渣出力试验1、2号炉分别于2000年5月、11月进行试验(数据见表1)。
在锅炉满负荷时,首先停运排渣机,炉底关断门关闭约8h,炉渣收集在炉渣斗中,然后在缓冲渣斗保持低料位情况下,将排渣机和一级碎渣机投入运行,炉底关断门开启,将炉渣斗中的炉渣破碎后输送到缓冲渣斗中。
根据缓冲渣斗高低料位,计算出高低料位之间渣斗的中间容积,乘以灰渣密度,除以所用排渣时间,计算出排渣机排渣出力,试验结果表明排渣机排渣出力达到了设备合同规定的性能保证值。
c. 负压气力输送系统出力试验1、2号炉分别于2000年5月、11月分别进行试验(数据见表1),在缓冲渣斗高料位时,启动负压气力输送系统中的负压风机,启动二级碎渣机,当缓冲渣斗料位降到低料位时停止输送系统。
计算出缓冲渣斗高低料位之间中间容积,用上述方法可计算出负压气力输送系统的出力,试验结果达到了性能保证值。
d. 组合过滤器性能试验在气力输送灰渣系统正常运行条件下,实测组合过滤器出入口灰尘质量浓度,计算过滤器除尘效率;根据过滤器出口灰尘质量浓度确定炉渣处理系统灰尘排放质量浓度。
试验结果(见表1)表明2台炉的过滤器除尘效率均高于合同规定的性能保证值;其灰尘排放质量浓度均远低于《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-1996)中所规定的允许值(400～600m g m3)和《锅炉烟尘排放标准》(GB3841-83)中所规定的200～600m g m3,说明该系统的灰尘排放符合国家烟尘排放标准。
另一方面,由于过滤器运行效率高,其出口的灰尘排放质量浓度很低,该系统的长期运行对负压风机不会产生明显磨损,不会影响风机的安全可靠运行。
6 炉渣处理系统发生过的故障及其处理炉渣处理系统正常运行时投入自动状态,运行人员定期就地巡检,经过一年多运行来看,维护工作量较少,运行安全可靠。
