300MW机组除渣系统改造

300MW机组除渣系统改造

丰月明

大唐山西发电有限公司太原第二热电厂 山西 太原 030001

摘要：大唐山西发电有限公司太原第二热电厂300MW机组锅炉除渣采用捞渣机湿式除渣，除渣系统已运行多年，由于系统没有渣仓，运渣车需一直在排渣口接渣外运，在拉渣过程中，拉渣车存在抛洒灰渣和污水问题，同时厂内灰渣二次转运及无组织排放问题也造成了环境污染。由于大唐太原第二热电厂位于省会城市，太原市环保部门为减少对城市的污染，要求电厂对厂内的道路抛洒、灰场污染的无组织排放问题进行治理。另外，300MW机组锅炉捞渣机灰渣冷却及蒸发需不断补水，每台炉每小时消耗工业水40吨左右，造成水资源的浪费。我厂近几年为降低入厂标煤单价，大量掺烧了劣质煤和部分高硫煤，造成捞渣机产生的废水中含硫量和重金属含量增加，给我厂废水的综合处理和利用造成了重大负担。

关键词：除渣系统；改造；锅炉

引言：干式排渣机本质上是基于耐热不锈钢链板输送机的应用。不锈钢输送链板是由耐高温不锈钢制成，在输送过程中具有高防尘效果。干式排渣机的基本特性是它的高韧性，虽然在它的各部分之间存在着巨大的温度差，而它依然不会有任何永久性变形。

1 具体改造方案

将捞渣机改造为干式排渣系统。在原捞渣机位置安装干排渣井、液压破碎关断门、干排渣机，其中干排渣机在锅炉房外部接碎渣机、斗式提升机，原有进出车位置建设一座渣仓，干排渣机将灰渣经过碎渣机破碎后由斗式提升机排入渣仓，渣仓配备高低及连续料位计用于监测渣仓的存渣量，渣仓容积满足锅炉24小时排渣量，渣仓下部设一套汽车散装机和一套加湿搅拌机系统，汽车定期将仓内的灰渣运往指定地点。

2 改造后的优点

①无水耗。干式排渣系统用风冷却热渣，不需要用水冷却，节约了大量水资源，降低电厂运行成本。

②无污染和危害。由于系统无水耗，干式排渣系统无废水排放，无需废水处理系统，有利于环境保护；更不存在结冰等问题。

③回收热量，提高锅炉热效率。大的渣块落在液压破碎机隔栅上，可继续燃烧，并防止下部设备遭到破坏；冷却用风直接和热渣接触，渣中未完全燃烧的碳在输送钢带上继续燃烧，燃烧后的热量和热渣中所含的热量，由风带入炉膛，减少炉膛热量损失，提高了锅炉的效率。

④灰渣综合利用高。出的渣为干排渣，干排渣中的氧化钙未被破坏，可直接用于建筑材料，干排渣的综合利用效益好。

⑤系统简单、性能高。干式排渣机排出的渣可直接储存和运输，不需要湿式排渣系统的后处理设备，节约投资，减少运行费用；干式排渣系统结构简单，布置方便，节省大量空间。不需要设置灰厂，客户直接来车拉货，简化了流程、降低了成本。

3 有关技术规范

（1）尾部：干式排渣机的尾部结构是由厚钢板加工而成，厚钢板用热轧型钢加强筋加强，不锈钢输送带尾部滚筒和张紧支架被安装在干式排渣机尾部结构上。

张紧支架被焊接在尾部壳体的导轨支撑上，并可沿着导轨滑动。

干式排渣机尾部滚筒壳体用厚钢板卷制机加工而成。固定轴的厚法兰焊接于滚筒壳体内，厚法兰上设有通气孔。尾部滚筒主轴由 45号钢加工而成，主轴由键固定在厚法兰上。尾部滚筒由二螺柱轴承座支撑在张紧支架上，轴承座与张紧支架有适当的位置调整。

尾部滚筒轴承润滑采用黄油润滑。为了确保不锈钢输送带恒定的张紧力，液压张紧系统直接作用在张紧支架上，张紧支架带动尾部滚筒可在水平方向向后运动大约500mm。尾部滚筒的平衡调节通过螺杆调节，螺杆固定在张紧支架上。

（2）张紧系统：干式排渣机不锈钢输送带在运行的时候始终受到一个恒定张力的作用，恒定张力由干式排渣机张紧系统提供，张紧系统由液压站、阀门、压力调节阀、过滤器、压力表、同步油缸以及两个油缸组成。

不锈钢输送带由张紧系统的两个油缸提供恒定张力，两个油缸单独用手动压力调节器调节油缸的压力，清扫链的张紧力也由张紧系统的另两个小油缸提供。

干式排渣机的张紧系统除油缸和液压站外所有的控制元件和控制阀门在测试完毕后装设在控制箱内，控制箱安装在干式排渣机尾部壳体上。

输送链油缸的工作压力范围为3.0～4.5MPa，清扫链油缸的工作压力范围为2.0～3.5MPa。系统运行压力能从压力表上观测到，可以通过控制部分单独调节（通过压力调节器调节）。每台干渣机的控制箱内装有两个不同的压力调节器、分别调节进入两侧不锈钢输送带张紧油缸和清扫链张紧油缸的的压力，满足不锈钢输送带和清扫链在不同荷载下所需的张紧力。

当干式排渣机运行时，不可关闭液压站的手动截止阀。定期检查张紧系统的密封效果，如果发生漏油（观察压力表指示），打开控制箱检查各部件连接部分，如油缸漏油，拆开油缸检查、更换油缸密封及连接部件。

（3）中间段壳体：干式排渣机中间段壳体用厚钢板焊接而成，并用热轧H型钢加强；中间落料段侧壁两面与过渡渣井出口用波纹板连接，并与过渡渣井形成封闭结构；中间段其余部分四面完全封闭，防止不受控的外界空气进入排渣机内。中间段侧壁两侧设有侧风门，允许外界受控空气从中间段壳体两侧进入干式排渣机内冷却热渣和排渣机内部件。中间段与头部和尾部连接采用法兰连接，两法兰用螺栓连接在一起，为保证连接处的密封，两法兰间设有耐热石棉垫圈。中间段侧壁上开有轴孔，不锈钢输送带上、下托辊轴、清扫链托辊轴从这些孔穿出壳体，由位于壳体两侧的托辊轴承座支撑，为保证孔的密封，孔的密封盖与中间段壳体间同样设有耐热石棉垫圈。在中间段壳体下部清扫链两侧设有观察孔，干式排渣机运行时，可直接打开观察孔门观察干式排渣机清扫链的运行情况。

（4）中部挡板：为保证不锈钢输送带在运行过程中输送程的细灰不至于掉在输送带回程段，在不锈钢输送带上、下托辊间设有中间挡板，中间挡板保证干式排渣机运行过程中不锈钢输送带输送程掉下的细灰从输送带回程两侧掉到排渣机底部，由底部清扫链清扫出干式排渣机。

干式排渣机检修时，需将中间挡板上的积灰清除，具体做法如下：将壳体上部分侧风门拆开，从侧风门孔处敲击中间挡板，挡板上的积灰在震动下掉到干式排渣机底部，挡板上的积灰清除干净后，将侧风门重新装上。

（5）头部：干式排渣机的头部结构是由厚钢板加工而成，不锈钢输送带驱动滚筒安装在头部结构上。干式排渣机驱动滚筒壳体用厚钢板卷制机加工而成。固定轴的厚法兰焊接于滚筒壳体内，厚法兰上设有通气孔。驱动滚筒主轴由 45号钢加工而成，主轴由键固定在厚法兰上。驱动滚筒由二螺柱轴承座支撑在支架上，轴承座与支架有适当的位置调整。

（6）不锈钢输送带托辊、防跑偏轮：不锈钢输送带托辊由铸铁轴承座支撑在干式排渣机壳体外，其位置可以从外部调整，防跑偏轮固定在壳体外部。干式排渣机不锈钢输送带上部输送托辊和下部回程托辊由轴、轴承、挡圈、轴承座等组成一体，轴承座用螺栓固定在壳体的H型钢上。铸铁轴承座内装有推力球轴承和挡圈，轴由挡圈固定在轴承座上。

（7）不锈钢输送带：不锈钢输送带由耐磨耐高温不锈钢加工而成，它能承受大渣从炉膛掉下的冲击力和炉膛的高温辐射。不锈钢输送带是干式排渣机的核心部分，是热渣冷却和向外输送的主要部件，它由不锈钢网和不锈钢板组成，它的主要受力部件是不锈钢网，不锈钢网由一根一根的象螺旋的不锈钢丝用一根直的不锈钢丝连接而成，不锈钢输送带运送物料的部分是不锈钢板，不锈钢板是两端带沿的槽形板，它装在不锈钢网上形成一个槽形结构，炉底渣在槽形结构中被冷却和输送。每一块不锈钢板部分搭接后由M8×20的不锈钢螺钉固定在穿在不锈钢网螺旋环中带M8螺纹孔不锈钢规格为100×18×6的连接条上，为防止在运行过程中不锈钢螺钉脱落，螺钉将不锈钢板固定好后，将螺钉点焊焊死在不锈钢板上。

每米宽的不锈钢输送带能承受380KN的拉力，每平方毫米能承受850N的压力。

不锈钢输送带螺旋型的输送网结构，即使在运行过程中，出现螺旋型的不锈钢丝有一处断裂，该螺旋型不锈钢丝还和其他螺旋型不锈钢丝连接，不锈钢输送带还能继续运行，在实际运行过程中一根螺旋型不锈钢丝的螺旋全部断裂的可能性不大，所以在运行过程中不锈钢输送带断裂的可能性也不大，从而保证了输送带运行的可靠性。

4 改造效果

1）在机组负荷120MW工况下，锅炉热效率为90.48%，修正后热效率为91.16%；225MW负荷下热效率为89.94%，修正后热效率为90.55%；265MW负荷下热效率为87.97%，修正后热效率为88.02%。

2）在机组负荷265MW工况下，锅炉总风量为934t/h，干渣机漏风量为7.259t/h，漏风率为0.777%，额定负荷下干渣机漏风率保证值小于1%。

3）试验期间机组负荷265MW负荷下左侧排渣温度为227℃，右侧排渣温度为222℃，平均排渣温度为224.5℃，经设备厂商维护调整，干渣机出口渣温高于155℃喷淋系统正常投入，高负荷工况下最低可降至94℃，正常出力连续运行时冷却渣温保证值小于100℃。

4）在机组负荷265MW工况下，干渣机左侧壳体温度为48.5℃，右侧壳体温度为48.7℃，平均壳体温度为48.6℃，额定负荷下壳体温度保证值不高于50℃。

5）在机组负荷265MW工况下，干渣机左侧噪声为78.3 dB（A），右侧噪声为77.8 dB（A），平均噪声为78.0 dB（A），额定负荷下设备噪音保证值小于80dB(A)。

结束语：

湿式排渣方式，系统复杂，占地面积大，耗水耗电量大，需对除渣供水系统定期或定量连续加药处理,来防止系统结垢。干式排渣系统简单，运行可靠，维护费用低，不需要用水，所以不存在结垢问题。干排渣外运还可用干排渣罐车输送，提高灰渣综合利用率。因此，干式排渣系统是新建机组或原捞渣机系统改造升级的方向。

参考文献：

1.300MW机组锅炉除渣系统改造工程安装、操作、维护手册
2.锅炉设备检修（第二版）火力发电职业技能培训教材2020.5