鍋爐除渣系統(tǒng)改造分析

馬中帥

摘 要：通過對某電廠#8爐除渣系統(tǒng)（撈渣機、碎灰機、渣泵）存在的問題進行分析，找出了發(fā)生問題的根源，經(jīng)過計算、設計，給出了解決問題的方案。同時，通過對改造效果進行比較，為其他機組的改造提供參考。

關鍵詞：電廠；除渣；撈渣機；渣泵；改造

中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）02-0046-02

1 問題的提出

某發(fā)電廠#8機組為200 MW機組，鍋爐為HG-670/140-9型，配有2套碎灰機定期水力除渣設備。2007年，對除渣系統(tǒng)進行了改造，在鍋爐的爐底設置了2臺立式液下渣漿泵，配備1臺擾動器，每臺爐配置2條渣管，將渣漿排送到現(xiàn)有的#2低壓泵房的泵前池，再由現(xiàn)有的渣漿泵排送到脫水倉進行脫水。

除渣系統(tǒng)自2007-12投入運行后，性能極不穩(wěn)定，頻繁出現(xiàn)渣管、渣泵堵塞的現(xiàn)象，迫使渣泵系統(tǒng)無法正常、穩(wěn)定運行。其出現(xiàn)的問題有：①由于煤質(zhì)不好，碎灰機輪轂壽命較短，平均更換周期為4個月。但在運行過程中，更換碎灰機是比較危險的。②運行負荷不穩(wěn)定，造成渣池液位波動，渣池補水門開啟頻繁，補水門極易損壞。③渣池容積太小，其緩沖能力不夠，造成補水門頻繁開啟，當大量灰渣在短時間內(nèi)涌入渣池時，極易造成渣泵管道堵塞。④立式渣泵流量不足，無法滿足機組的要求，同時，由于其吸入高度的問題，經(jīng)常造成渣泵管道堵塞。⑤立式渣泵振動較大，但這個問題一直無法徹底解決。

分析其出現(xiàn)問題的主要原因就是渣漿泵出力較低，不能適應燃煤煤種的變化。近幾年，由于燃煤緊張，入廠的燃煤出自不同的產(chǎn)地，且煤種較雜、煤質(zhì)差異較大，所以鍋爐燃燒產(chǎn)生的灰分時大時小，影響了渣池內(nèi)的渣水比例。渣泵經(jīng)常輸送高濃度渣水，泵輪、泵殼等過流件磨損嚴重，備件使用壽命縮短，設備維護費用相應增加。另外，立式渣漿泵運行工況不穩(wěn)定，故障出現(xiàn)率很高，且其拆裝工序復雜。因此，除渣系統(tǒng)急需改造，即將現(xiàn)有的立式渣泵改為臥式渣泵，加大渣泵出口流量，使鍋爐能夠在燃燒最差的工況下穩(wěn)定運行。

2 改造方案分析確定

2.1 鍋爐渣量、水量分析計算

具體情況如下所示：

2008年全年，#8爐發(fā)電煤耗：336.4 g/kW·h，最高時達340 g/kW·h。

全年平均燃煤收到基灰分：37.92%，每月最大為40.40%，單日最大為41.41%.

燃煤收到基低位平均發(fā)熱量：15 840 kJ/kg，最低14 830 kJ/kg。

日平均燃煤量：Gm =124.5 t/h。

日最大燃煤量：Gm =125.8 t/h。

鍋爐機械未完全損失：2.5%；Ghz =Gm（Aar+Qnet，v，ar×q4/ 33 870×100）。

日平均灰渣量：Ghz=47.31 t/h。

日最大灰渣量：Ghz =52.1 t/h。

除渣設備應能夠滿足最壞工況下機組的穩(wěn)定運行，所以灰渣量取為Ghz =52.1 t/h；渣量占整個灰渣量的25%；干渣堆積密度為0.8 t/m3，實際密度為2.4 t/m3，濕渣密度為1.4 t/m3。

干渣量：Gz=52.1×25%=13 t/h，實際體積為5.42 m3；濕渣量為22.7 t/h，體積為16.3 m3。

澆灰水量：Gs=（189 Gz+13 A）/（ts2-ts1）=87.2 t/h。

噴嘴流量：Ghz =3.98×103×?j×d2×p0.5=0.47 t/h，共設10個噴嘴，總流量為4.7 t/h。

總水量為91.9 t/h，渣水質(zhì)量流量為114.6 t/h，渣水質(zhì)量比為1∶7.1.

體積流量為108.2 m3/h，渣水體積比為1∶5.8.

2.2 撈渣機選型

撈渣機采用#1爐、#2爐的撈渣機。

某發(fā)電廠#1爐、#2爐為WG400/140-1型，配有2套螺旋撈渣機和碎灰機連續(xù)水力除渣設備。#1爐、#2爐已于2008-12-31關停，為了充分利用原有的設備，降低改造費用，現(xiàn)將#1、#2爐撈渣機檢修后安裝到#8機組使用。

#1爐撈渣機型號為CLS5/8，出力為5～8 t/h；#2爐撈渣機型號為LLZ5，出力為5 t/h；撈渣機最大出力為26 t/h，大于#8爐最大濕渣量22.7 t/h，能夠滿足最差工況鍋爐的除渣要求。

2.3 爐底渣漿泵選型

根據(jù)《火力發(fā)電廠除灰設計規(guī)程》要求，渣管流速不小于1.8 m/s；渣泵出力應為滿負荷出力的1.1～1.2倍，這里取1.2倍；渣水體積比例為1∶9，流量為163 m3/h，渣泵出力為196 m3/h；渣管內(nèi)徑￠=0.154 m，總流量為196 m3/h，流速為3 m/s。

揚程計算：管道總長250 m，彎頭11個，閥門1個，阻力約為18 m水柱，排程高差7.5 m，總阻力為25.5 m。

吸入高度：渣泵吸入管至底部500 mm，渣泵緩沖高度1 500 mm，葉輪中線高700 mm，吸入高度為2 700 mm。

#7爐臥式渣泵已經(jīng)投入運行，型號為150ZJ-42，流量為210 m3，它是石家莊工業(yè)泵廠生產(chǎn)的。經(jīng)過一段時間運行，渣泵運行狀況良好。

#8爐渣泵采用的是石家莊工業(yè)泵廠生產(chǎn)，型號為150ZJ-I-C58的設備，出力為200 m3，揚程為26 m，吸入高度為5 000 mm。

2.4 灰溝、渣池

根據(jù)《火力發(fā)電廠除灰設計規(guī)程》要求，渣池容積至少為渣泵3 min的流量，即10 m3。根據(jù)現(xiàn)場的實際位置，渣池擬設計為4 000 mm×3 500 mm×2 700 mm，容積為37.8 m3。渣泵安全運行水位為1 000～1 900 mm，緩沖容積為12.6 m3，緩沖時間為3.8 min。

原灰溝部分保留，并開挖新灰溝，新灰溝與舊灰溝聯(lián)合使用合，以備緊急時使用。在渣池入口處安裝濾網(wǎng)，原灰溝安裝渣板。灰溝起始深度為500 m，碎渣機出口前坡度為2%，碎灰機至渣池坡度為5%.

2.5 啟動給水、補水系統(tǒng)

在渣泵入口處引入￠159啟動給水管道，同時，作為停泵時的清洗渣管水源，要確保停泵后管道不留存灰渣，以防堵管。由于在不同負荷情況下，進入渣池的渣水量不同，為防止液位波動造成渣泵汽蝕，引入￠108補水管對渣池補水，并通過液位控制器控制補水門的開關，以保證液位在安全范圍內(nèi)運行。

3 改造效果

#8爐除渣系統(tǒng)改造完成后，經(jīng)過幾個月的運行，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，渣泵出力正常，振動良好，渣泵未出現(xiàn)堵管情況，且撈渣機、碎渣機運行穩(wěn)定，達到了設計預期的效果，滿足了機組在不同工況下的安全運行。#8爐除渣系統(tǒng)的改造，為其他機組的改造提供了很好的借鑒經(jīng)驗。

參考文獻

[1]國家能源局.DL/T 5142—2002 火力發(fā)電廠除灰設計規(guī)程[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[2]龔毅，王曉璐.泵與風機[M].北京：海洋出版社，1999.

〔編輯：白潔〕

Boiler Slag System Transformation Analysis

Ma Zhongshuai

Abstract： Through a power plant #8 furnace slag removal system（slag conveyor， broken gray machine， slag pump）to analyze the problems， identify the root cause of problems， after calculation， design， gives the solution to the problem . Meanwhile， by comparing the effect of the transformation， the transformation to provide a reference for the other units.

Key words： plant； cleaner； slag conveyor； slag pump； transformation