火力发电厂除渣系统选择及强结焦、结渣性煤对干式除渣的影响分析

火力发电厂除渣系统选择及强结焦、结渣性煤对干式除渣的影响分析

董立干

（天津电力建设有限公司天津300012）

摘要：本文分析了干式和湿式排渣的各自特点，结合已投运工程的实际情况，对干式除渣系统针对结焦性煤种运行出现的问题提出了有效的改进措施。

概述：目前，国内外大型火力发电厂机组绝大部分采用机械除渣系统。机械除渣系统又分为湿式除渣即刮板捞渣机机械输送和干式除渣也称之为风冷排渣机机械输送两种类型。以下仅对这两种系统进行比选。

1除渣系统各方案特点

1.1风冷式排渣机干式除渣系统特点

风冷式排渣机与水浸式刮板捞渣机相比，最大优势和特点是节能、节水、环保，炉渣利用价值高、运行维护费用低、系统简单、占地面积小。

但对于煤源复杂、煤种和煤质变化较大，较易结焦的煤种，BMCR工况排渣量20t/h以上，或者冷却风量超过锅炉燃烧总输入风量1.5～3%的燃煤电厂，应慎重选用。因为此时可能会造成风冷式排渣机排渣温度超温，或者影响锅炉正常燃烧工况。

1.2风冷式排渣机干式除渣系统对锅炉效率的影响

我们知道影响锅炉热效率的因素很多，如锅炉型式、锅炉受热面布置、锅炉所带负荷、入炉煤煤质等。而锅炉的热效率又具体由以下几种锅炉热损失所决定，分别是排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械未完全燃烧热损失、散热损失和灰渣的物理热损失。其中排烟热损失是电厂锅炉热损失中最大的一项，主要影响因素是排烟温度。排烟温度升高时，排烟损失将增加。一般排烟温度每增高15°C～20°C，排烟损失将增加1%。

风冷式排渣机的工作原理即依靠锅炉内负压从外部吸入冷风，在输送过程中通过自然冷风将含有大量热量的热渣冷却成可以直接储存和运输的冷渣，冷却风与渣进行热交换，温度上升，进入炉膛。锅炉在燃烧所需氧量一定的情况下，一定量干式排渣机冷却炉渣的空气进入炉膛后，会使经过空气预热器的风量相应减少。在锅炉换热面设计一定后，由于空预器风侧的空气量减少，就会使烟侧的换热量减少，造成锅炉排烟温度升高，使得排烟热损失增加，锅炉热效率降低。

经多年运行及试验测试数据证明，进入锅炉炉膛的风量小于锅炉总燃烧风量的1.5%时，干式排渣系统的运行对锅炉效率影响细微，大约是10-4数量级，可忽略不计。所以若采用风冷式排渣机干式除渣系统，我们要控制其漏风量在总风量的1.5%以内。

1.3水浸式刮板捞渣机湿式除渣系统特点

与风冷式排渣机干式除渣系统相比，刮板捞渣机的最大优势是对煤种和煤质变化适应性强，炉渣冷却效率高，炉底漏风量小、运行经验丰富等。其最大劣势是需要大量炉渣冷却水，通常设有溢流水闭式循环冷却水处理系统，系统和设备较为复杂。

2除渣系统选择

2.1煤种灰渣结焦性判断标准

2.2国内部分燃用易结焦煤种电厂情况

2.2.1除渣系统概况

黄骅电厂：装机容量2×660MW，设计煤种为神华煤，除渣系统为：渣井关断门→单台风冷干式排渣机→碎渣机→过渡斗→2台斗式提升机→单渣仓→散装机或加湿搅拌机→自卸汽车→综合利用。

三河电厂二期：装机容量2×300MW，设计煤种为神华煤，除渣系统为：渣井关断门→单台风冷干式排渣机→一、二级碎渣机→过渡斗→负压输送系统→单渣仓→散装机或加湿搅拌机→自卸汽车→综合利用。

天津东北郊：装机容量2×300MW，除渣系统为：渣井关断门→单台风冷干式排渣机→碎渣机→2台斗式提升机→单渣仓→散装机或加湿搅拌机→自卸汽车→综合利用。

首钢京唐钢铁联合有限责任公司自备电厂：装机容量2×300MW，除渣系统为：渣井关断门→单台风冷干式排渣机→碎渣机→单台斗式提升机→单渣仓→散装机或加湿搅拌机→自卸汽车→综合利用。

2.2.2各电厂设计煤种煤质及灰分分析对比表

2.2.3系统运行存在的主要问题

据调研，以上电厂干除渣系统运行的整体情况还是令人满意的，系统主要问题是：1)锅炉掉大焦时，焦块掉在大渣拦截格栅上，若不及时清理，会导致渣温过高，挤压困难的恶性循环。2)碎渣机存在堵渣、卡渣、咬渣能力差等缺陷。3)干排渣机清扫链稳定性较差。

2.3结论

综上所述，风冷排渣机干式除渣系统和刮板捞渣机湿式除渣系统均是技术成熟、可行的除渣手段。干式除渣在节水、炉渣综合利用方面更优；湿式除渣炉底漏风量低，对锅炉的燃烧工况影响小。结合工程具体情况，如果煤源稳定，渣量小，炉渣综合利用条件好，更适宜采用风冷排渣机干式除渣系统。

3干式除渣方案针对易结焦煤种的设计对策

3.1渣井进口与出口偏心500mm设计，渣落在渣斗壁上，起缓冲作用，避免大焦直接落在干式排渣机上。

3.2设置液压关断门及大渣破碎装置

炉底碎渣装置安装在锅炉渣斗与干式排渣机之间。300mm以上大块炉渣首先落到隔栅上，格栅能承受40米高度处2吨大焦下落的冲击，100%防止了结焦对下游设备的损坏；大块炉渣落到隔栅上，得到预冷却；后经水平移动的齿形挤压头将其破碎至较小粒径，由干渣机运出；挤压头材质由常用的35号铸钢改变为高铬锰铸钢，增加耐磨性能；炉渣下落及破碎过程，均由摄像系统监视。本工程共设6～8对关断门，每对设两个互相咬合的挤压头和关断门本体，每个挤压头和关断门本体由两个油缸驱动，单个油缸能产生108KN的推力，该推力能挤碎直径1400mm的玻璃体焦块。由耐热钢板组成的挤压头设置在关断门的前端，本体厚度为260mm。关断门本体和挤压头由大焦拦截格栅的导轨支撑，能满足锅炉BMCR工况8小时以上贮渣量对隔离门压力要求和大渣的冲击要求。单对液压关断装置结构如图：

3.3在液压关断门的下面设置喷淋装置，通过热焦遇水骤冷裂化，来达到处理大焦的能力；

3.4选用耐高温高耐磨优质碎渣机，提高碎渣机的破碎能力齿辊的设计与功率的选择适应墙结焦的要求，改善齿辊的受力条件。

3.5严格控制干式除渣系统漏风量。改进干式排渣机设备的结构，增强设备长期密封性能，减少设备本体漏风；提高干式除渣机调节冷却风量的能力，对干式除渣机两侧小风门，头部主风门均应有有效的调节手段，同时调节范围也应适量加大；加强干除渣系统施工安装管理，设备安装完毕应进行堵漏检查；加强干除渣系统运行管理，锅炉运行中，在液压关断门开启状态下，严禁长期开启排渣机头部及尾部检查孔。

3.6加强干式除渣系统的运行管理，定期吹灰，及时清理下落大焦。

4结束语

目前，干式除渣系统在我国获得了大规模的应用(包括燃用易结焦煤种电厂)，积累了大量的运行经验。我们相信，只要我们设计、供货、施工、运行、管理各个环节人员都尽职尽责，一定能保证干式除渣系统在安庆电厂二期2x1000MW扩建工程的成功运行。

参考文献：

[1]唐黎《冶金动力》锅炉结焦原因及分析.2009年第2期

[2]张磊，张传伟《发电设备》1000MW机组除渣系统的选择.2008No2

[3]李永华，孙刚《锅炉技术》电站锅炉效率分析.2009.09