1 000 MW機(jī)組刮板撈渣機(jī)的無溢流改造

（神華國華浙江浙能發(fā)電有限公司，浙江寧海315612）

1 000 MW機(jī)組刮板撈渣機(jī)的無溢流改造

任健

（神華國華浙江浙能發(fā)電有限公司，浙江寧海315612）

某1 000 MW機(jī)組鍋爐渣水循環(huán)系統(tǒng)長期運行后，高效濃縮機(jī)、集水池及相關(guān)坑泵嚴(yán)重積渣堵塞，影響撈渣機(jī)正常補(bǔ)水降溫。在充分調(diào)研及系統(tǒng)試驗的基礎(chǔ)上，對撈渣機(jī)進(jìn)行無溢流改造，取消渣水循環(huán)系統(tǒng)，強(qiáng)化撈渣機(jī)補(bǔ)水。撈渣機(jī)無溢流改造后，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，缺陷率明顯降低，且節(jié)能效果顯著。

1 000 MW機(jī)組；撈渣機(jī)；無溢流；改造

鍋爐濕除渣系統(tǒng)主要由撈渣機(jī)及渣水循環(huán)系統(tǒng)組成。國華寧海發(fā)電廠二期2臺1 000 MW機(jī)組自投產(chǎn)以來，除渣系統(tǒng)的缺陷較多，主要體現(xiàn)在高效濃縮機(jī)斜板嚴(yán)重積渣、高效濃縮機(jī)下部排泥管頻繁堵塞、撈渣機(jī)集水池底部積渣等。頻繁出現(xiàn)的缺陷增加了維護(hù)和運行的工作量，并且已經(jīng)影響到了機(jī)組的安全生產(chǎn)，有必要對撈渣機(jī)進(jìn)行無溢流改造。

1 除渣系統(tǒng)存在的問題及分析

1.1 除渣工藝概況

這2臺機(jī)組原設(shè)計采用濕除渣方式，從鍋爐渣井排出的爐渣被刮板撈渣機(jī)撈出后，經(jīng)二級刮板輸送機(jī)進(jìn)入渣倉中，再由汽車運走。撈渣機(jī)溢流水排入集水池，通過底渣排水泵送至渣水循環(huán)系統(tǒng)的高效濃縮機(jī)?；以诟咝饪s機(jī)斜板上加快了沉淀，濃縮后的灰渣由高效濃縮機(jī)排污泵運回至撈渣機(jī)上升段，再由撈渣機(jī)撈出至渣倉外運。高效濃縮機(jī)排出的澄清水進(jìn)入清水池，加入阻垢劑及磷酸后，經(jīng)除灰水泵用于撈渣機(jī)補(bǔ)水及設(shè)備沖洗，除渣系統(tǒng)見圖1。

圖1 改造前除渣系統(tǒng)

1.2 高效濃縮機(jī)斜板嚴(yán)重積泥

渣水進(jìn)入高效濃縮機(jī)后，由于灰渣過量，不斷在斜板沉積（見圖2），嚴(yán)重時灰渣已露出液面以上。隨著時間的推移，灰渣不斷變硬，水沖洗已無法清除，往往需要人工敲擊清理。清理過程中，高效濃縮機(jī)必須停運，嚴(yán)重影響渣水循環(huán)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

圖2 高效濃縮機(jī)斜板積渣

1.3 高效濃縮機(jī)下部排渣管頻繁堵塞

渣水循環(huán)系統(tǒng)不斷產(chǎn)生的灰渣無法及時排出，便集中在高效濃縮機(jī)底部，堵塞排渣管及坑泵，嚴(yán)重時每班次堵塞4～5次。

當(dāng)濃縮機(jī)底部積泥嚴(yán)重時，還會堵塞濃縮機(jī)致跳閘，并無法啟動。如濃縮機(jī)力矩測量裝置故障時，會導(dǎo)致濃縮機(jī)轉(zhuǎn)耙折斷或轉(zhuǎn)耙電動機(jī)燒毀等嚴(yán)重危害。

1.4 撈渣機(jī)集水池底部積渣

灰渣在撈渣機(jī)集水池內(nèi)部沉積，導(dǎo)致底渣排水泵頻繁堵塞，積泥嚴(yán)重時底渣排水泵無法排水。積渣不多時，通過集水池設(shè)置的沖洗裝置，可以適當(dāng)減少堵泵的發(fā)生。當(dāng)集水池積渣過多時，必須停這渣水循環(huán)系統(tǒng)，清理集水池。

1.5 積渣問題分析

高效濃縮機(jī)對于灰渣濃縮效果明顯，但外排方面存在問題。通過對其他發(fā)電廠的調(diào)研，了解到其高效濃縮機(jī)濃縮的灰渣，主要是通過排污泵排至專用灰漿池，進(jìn)行二次沉淀后，再由抓斗機(jī)清理，汽車外運。而寧海發(fā)電廠二期機(jī)組未設(shè)置專用灰漿池，每臺機(jī)組只設(shè)置1個沉煤池，主要用來收集輸煤棧橋沖洗水，容量較少，無法將灰渣排入，只排向撈渣機(jī)。濃縮灰渣進(jìn)入撈渣機(jī)后，實際上只有很少一部分被撈出，大部分灰渣又被稀釋充滿水封之中，通過撈渣機(jī)溢流進(jìn)入集水池和高效濃縮機(jī)。

此運行方式使灰渣在渣水循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)、積累，最終系統(tǒng)只起到了冷卻作用，并未起到真正的灰渣外排作用，結(jié)果導(dǎo)致整個系統(tǒng)積渣堵塞。在分析將灰渣排向沉煤池的可行性不大后，便轉(zhuǎn)向撈渣機(jī)無溢流方面的研究。

2 撈渣機(jī)無溢流改造的可行性分析

2.1 撈渣機(jī)無溢流試驗

試驗主要模擬撈渣機(jī)無溢流工況，停運渣水循環(huán)系統(tǒng)，使撈渣機(jī)停止溢流。撈渣機(jī)復(fù)用水補(bǔ)水聯(lián)鎖投入，熱控重新設(shè)定補(bǔ)水液位，根據(jù)撈渣機(jī)水封液位及溫度自動控制，保證撈渣機(jī)不溢流。試驗期間，撈渣機(jī)集水池加裝潛水泵至沉煤池，防止集水池滿水。關(guān)閉渣倉沖洗水、地溝沖洗水，渣倉保持干排渣方式。

渣水系循環(huán)統(tǒng)運行時，撈渣機(jī)水封溫度在30℃左右，pH值10左右；實施撈渣機(jī)無溢流試驗后，溫度在50℃左右，無上升趨勢，pH值11左右，撈渣機(jī)液位能夠維持無溢流狀態(tài)的平衡，爐底渣能被冷卻，渣倉排渣正常。

2.2 蒸發(fā)量與補(bǔ)水平衡

撈渣機(jī)落入大量灰渣時，瞬間蒸發(fā)的水分不會破壞鍋爐水封。極限狀態(tài)下10 s之內(nèi)，經(jīng)相關(guān)計算[1]，1 000 MW機(jī)組鍋爐最大落渣74 t，引起撈渣機(jī)殼體內(nèi)部水的最大蒸發(fā)量為6 t，約6 m3，在4 s之后，蒸發(fā)量會越來越少。二期機(jī)組撈渣機(jī)殼體水平面積為30×2＝60 m2，使液位僅下降0.1 m。而正常情況下，水封板插入水封后液面為0.8～0.9 m，即便液位下降了0.1 m，液面還有0.7～0.8 m，不會破壞鍋爐水封。

撈渣機(jī)落入大量灰渣時，復(fù)用水能在3 min之內(nèi)補(bǔ)上所蒸發(fā)的水分。一般工程上計算時，壓力常見為0.1～0.6 MPa，水在水管中的流速為1～3 m/s，復(fù)用水管水壓力為0.7 MPa，取流速為1.5 m/s，復(fù)用水至補(bǔ)水管規(guī)格為DN125，其流量為66.27 m3/h，1臺復(fù)用水泵運行，最多在6 min左右補(bǔ)齊6 m3水；如2臺復(fù)用水泵運行，應(yīng)能在3.5 min左右補(bǔ)齊。

綜上所述，鍋爐發(fā)生大塊灰渣掉入撈渣機(jī)時，僅使水封液位降低0.1 m，不會破壞鍋爐水封，同時復(fù)用水可以迅速補(bǔ)充蒸發(fā)水量，因此撈渣機(jī)無溢流運行方式可行。

3 撈渣機(jī)的無溢流改造

3.1 系統(tǒng)改造

對比原設(shè)計，渣水循環(huán)系統(tǒng)取消了高效濃縮機(jī)、高效濃縮機(jī)排污泵、除灰水泵及渣水加藥系統(tǒng)；撈渣機(jī)增加了1路復(fù)用水緊急補(bǔ)水和1路復(fù)用水持續(xù)補(bǔ)水，撈渣機(jī)集水池增加1臺立式排水泵；將1臺底渣排水泵改為撈渣機(jī)緊急補(bǔ)水泵，另1臺取消。

撈渣機(jī)補(bǔ)水在原復(fù)用水補(bǔ)水管（DN125）電動門處并聯(lián)1路管路（DN50），通過電動門控制作為緊急補(bǔ)水。另增加1路手動門補(bǔ)水管路（DN25），作為持續(xù)補(bǔ)水，正常工況下能夠持續(xù)平衡蒸發(fā)量。原鏈條沖洗水由噴霧式改為流動式集中沖洗，提高了鏈條沖洗效果。改造后撈渣機(jī)補(bǔ)水方式有4路：鏈條沖洗水、手動門持續(xù)補(bǔ)水、電動門補(bǔ)水及電動門緊急補(bǔ)水。

撈渣機(jī)集水池增加1臺立式泵作為集水池排水泵，假如撈渣機(jī)在緊急補(bǔ)水的情況下產(chǎn)生溢流或渣倉內(nèi)部積渣淅水，匯集在集水池，集水池排水泵根據(jù)設(shè)定液位自動啟/停，排水至沉煤池。原底渣排水泵保留1臺作為撈渣機(jī)緊急補(bǔ)水泵，當(dāng)撈渣機(jī)水封液位低或溫度高時，緊急補(bǔ)水泵與撈渣機(jī)復(fù)用水緊急補(bǔ)水同時啟動，對撈渣機(jī)進(jìn)行集中補(bǔ)水，改造后的除渣系統(tǒng)見圖3。

圖3 改造后除渣系統(tǒng)

3.2 邏輯變更

集水池排水泵投聯(lián)鎖，集水池液位達(dá)到2.4 m自啟，集水池液位低于1.5 m自停。

撈渣機(jī)緊急補(bǔ)水泵投聯(lián)鎖，撈渣機(jī)水封液位低于-0.2 m自啟，集水池液位低于0.6 m自停。當(dāng)撈渣機(jī)水封液位補(bǔ)充到位及水溫正常后，可手動停運撈渣機(jī)緊急補(bǔ)水泵。

同時，當(dāng)撈渣機(jī)水封液位至-0.1 m時，撈渣機(jī)補(bǔ)水電動門開啟，對撈渣機(jī)進(jìn)行補(bǔ)水；當(dāng)撈渣機(jī)水封液位至-0.03 m時，撈渣機(jī)補(bǔ)水電動門關(guān)閉；當(dāng)撈渣機(jī)水封液位至-0.15 m時，撈渣機(jī)水封液位緊急補(bǔ)水電動門開啟，對撈渣機(jī)進(jìn)行緊急補(bǔ)水。

3.3 其他變更

渣倉沖洗水及渣倉地溝沖洗水取消運行，渣倉卸料插板門頂部、渣倉地面和渣倉地溝積渣由卸渣人員人工清理，不允許排至地溝和集水池。撈渣機(jī)緊急補(bǔ)水泵每半個月定期運行1次，保證良好備用。

拆除原渣水系統(tǒng)除灰水泵、底渣排水泵、高效濃縮機(jī)排泥泵、高效濃縮機(jī)。

4 改造后的效果

4.1 系統(tǒng)運行穩(wěn)定

撈渣機(jī)無溢流改造后，爐底渣完全在撈渣機(jī)內(nèi)部沉淀，因無外界大的擾動，沉淀效果更好，大部分灰渣被撈渣機(jī)撈出。渣水循環(huán)系統(tǒng)取消后，集水池因只接收少量來水，且來水清澈，長期運行無堵塞現(xiàn)象。

渣水加藥停止后，經(jīng)過長期運行觀察，撈渣機(jī)會有少量結(jié)垢，但完全不影響系統(tǒng)運行，且停機(jī)檢修時比較容易清理。

因高效濃縮機(jī)整體系統(tǒng)取消，避免了濃縮機(jī)系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的積渣等缺陷，撈渣機(jī)也未出現(xiàn)因補(bǔ)水問題產(chǎn)生故障或停運情況。

4.2 實現(xiàn)節(jié)能降耗

在系統(tǒng)未改造時，需投入大量人力、物力對濃縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行消缺。撈渣機(jī)無溢流改造后，取消了渣水循環(huán)系統(tǒng)，簡化了整個除渣系統(tǒng)，缺陷大大減少，從而減輕了維護(hù)人員的工作量。

系統(tǒng)改造前，高效灰水阻垢劑年用量8.32 t，工業(yè)磷酸年用量11.7 t。撈渣機(jī)無溢流改造后，取消了渣水加藥系統(tǒng)，不再使用高效灰水阻垢劑和工業(yè)磷酸，初步核算每年節(jié)省藥品費用約13萬。

設(shè)備節(jié)電方面，2臺機(jī)組共停運2臺除灰水泵180 kW、2臺100 kW底渣排水泵、2臺6 kW高效濃縮機(jī)，2臺30 kW濃縮機(jī)排泥泵，共316 kW；增加了2臺立式排水泵，共130 kW。按年利用5 600 h計算，2臺機(jī)組年可節(jié)約電量104.16萬kWh。撈渣機(jī)無溢流改造前后效果對比見表1。

4.3 與干除渣系統(tǒng)比較

表1 撈渣機(jī)無溢流改造前后效果對比

目前干除渣系統(tǒng)被很多新建發(fā)電廠所采用，部分在運發(fā)電廠的濕除渣系統(tǒng)也被改為干除渣系統(tǒng)。究其原因主要為干除渣系統(tǒng)設(shè)備少，維護(hù)方便，設(shè)備能耗低，節(jié)約水源，且濕除渣系統(tǒng)長期運行易發(fā)生渣水循環(huán)系統(tǒng)積渣堵塞等問題，給運行、維護(hù)帶來不便。但干除渣也存在著影響鍋爐效率、排煙溫度及煤種適應(yīng)性等問題。

在原有的濕除渣系統(tǒng)中，將渣水循環(huán)系統(tǒng)取消，采用撈渣機(jī)無溢流方式，不僅簡化了系統(tǒng)，降低了能耗，節(jié)約了水源，還方便了運行維護(hù)。由于仍是濕除渣的形式，不會產(chǎn)生干除渣系統(tǒng)存在的問題。目前國內(nèi)多家發(fā)電廠的濕除渣系統(tǒng)也在進(jìn)行撈渣機(jī)無溢流改造，部分新建發(fā)電廠在設(shè)計上也采用了撈渣機(jī)無溢流的濕除渣系統(tǒng)。

5 結(jié)語

寧海發(fā)電廠二期撈渣機(jī)無溢流改造是在結(jié)合本廠實際情況，通過充分的調(diào)研、試驗，確保改造方案可行的情況下完成的。最終減少了除渣系統(tǒng)嚴(yán)重堵塞等缺陷的發(fā)生，實現(xiàn)了撈渣機(jī)無溢流的濕除渣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，減輕了維護(hù)工作量，同時節(jié)約了大量除垢藥品及廠用電量，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

[1]岑可法．大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運行技術(shù)[M]．北京：中國電力出版社，2003．

[2]馮德群．電廠鍋爐設(shè)備及運行維護(hù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3]葉江明．電廠鍋爐原理及設(shè)備[M]．2版.北京：中國電力出版社，2007.

[4]DL/T 895-2004除灰除渣系統(tǒng)運行導(dǎo)則[S].北京：中國電力出版社，2005.

（本文編輯：陸瑩）

Transformation of Scraper Slag Salvaging Machine without Overflow for 1 000 MW Units

REN Jian
（Shenhua Guohua Zhejiang Zheneng Power Generation Co.，Ltd.，Ninghai Zhejiang 315612，China）

Due to long-time operation of slag water circulating system of 1 000 MW boiler units，high-efficiency thickener，collecting basin and pit pump are blocked by deposited slag，which has great impact on water supply for cooling of slag salvaging machine.On the basis of investigation and system test，the slag salvaging machine is transformed without overflow∶eliminating slag water circulating system，strengthening water supply of slag salvaging machine.After the transformation，the system operates stably，the defects are obviously reduced and the energy saving effect is significant.

1 000 MW units；slag salvaging machine；without overflow；transformation

TK227.3

：B

：1007-1881（2014）01-0038-04

2013-06-25

任?。?982-），男，遼寧丹東人，助理工程師，從事發(fā)電廠除灰脫硫技術(shù)管理工作。