張家口發(fā)電廠二期除渣系統(tǒng)濃縮機(jī)沉降斜板的改造

宋池

摘 要： 大唐國際張家口發(fā)電廠現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組八臺，總裝機(jī)容量2560MW。除渣系統(tǒng)工藝采用爐渣脫水濃縮機(jī)及澄清池循環(huán)利用工藝，除渣系統(tǒng)中濃縮機(jī)是整個(gè)除灰渣系統(tǒng)中很重要的設(shè)備，其渣水沉降效果的好壞直接影響到除渣設(shè)備的正常運(yùn)行和爐渣排放及循環(huán)利用。濃縮機(jī)經(jīng)常堵塞，滿池爐渣堆積，池底排漿困難，檢修維護(hù)工作量大，甚至不得不外排渣漿水，嚴(yán)重影響安全環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2012年9月至2013年1月期間，我們分析了濃縮機(jī)現(xiàn)狀主要原因并對沉降斜板進(jìn)行改造換型，改造后實(shí)際運(yùn)行情況良好，排漿均勻，池面未積淤灰泥，取得了較好的安全經(jīng)濟(jì)效果，實(shí)踐證明是成功的。除渣濃縮機(jī)沉降斜板的改造可以在同類型電廠除灰渣濃縮機(jī)循環(huán)系統(tǒng)改造及基建安裝中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：除渣系統(tǒng) 濃縮機(jī) 循環(huán)利用 淺層沉降 沉降斜板 改造換型

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0274-01

一、概述

1.大唐國際張家口發(fā)電廠二期除渣系統(tǒng)采用濃縮機(jī)循環(huán)利用工藝概述

鍋爐爐渣連續(xù)落入刮板撈渣機(jī)上槽體，爐渣經(jīng)水冷破碎后，由渣漿泵通過渣管排至脫水倉。脫水倉對爐渣脫水，脫水后的濕渣由汽車外運(yùn)至灰場或綜合利用。渣水經(jīng)濃縮機(jī)沉降斜板沉降后則經(jīng)澄清池再次分離， 澄清水則用作各類沖洗和除灰用水，通過以上循環(huán)反復(fù)過程達(dá)到灰渣和水的循環(huán)利用。

2.除渣采用濃縮機(jī)循環(huán)工藝主要設(shè)備情況

大唐國際張家口發(fā)電廠二期除渣系統(tǒng)裝設(shè)的兩臺高效濃縮機(jī)均為室內(nèi)布置。濃縮機(jī)、澄清池及高效濃縮機(jī)能滿足連續(xù)運(yùn)行的要求。底流泵、回水泵、排污泵、控制設(shè)備等布置在濃縮機(jī)下方空間。

高效濃縮機(jī)：直徑12m；灰漿處理量（每臺）≥400m3/h；濃縮后灰水比：1：2.53；溢流水懸浮物含量≤180mg/l；濃縮組件： 斜板規(guī)格型號： 長度：1m、厚度：3mm、安裝角度：600、材質(zhì)：改性復(fù)合塑料板132m2；

設(shè)備簡要如下表：

二、大唐國際張家口發(fā)電廠二期除灰渣濃縮機(jī)循環(huán)系統(tǒng)主要問題及原因分析

縮機(jī)輸送渣困難且緩慢，濃縮機(jī)澄清效果差，經(jīng)常性造成池面灰渣堆積，甚至不得不外排，嚴(yán)重影響除灰渣安全環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。經(jīng)技術(shù)人員分析原因：一是排漿管徑選型小，輸送灰渣水較慢；二是濃縮機(jī)下排漿泵選型小，過流部件及入出口管經(jīng)常堵塞；三是由于濃縮機(jī)沉降裝置是蜂窩狀塑料斜管，沉降效果差，易造成灰渣堆積，一方面增加濃縮機(jī)中部支撐架重量，甚至濃縮機(jī)外壁面產(chǎn)生輕微變形，另一方面濃縮機(jī)沉降裝置效果差，加劇濃縮機(jī)底灰渣粗細(xì)不均勻，惡化了池底底流泵及輸漿管的排漿效果，造成檢修人員維護(hù)工作量大，甚至不得不外排，曾考慮去掉全部沉降斜板，但最終認(rèn)為不妥，將導(dǎo)致灰渣與水不能有效分離，進(jìn)而影響除灰渣和水循環(huán)利用效果。

三、濃縮機(jī)沉降斜板的原理及作用

在濃縮機(jī)中由于顆粒物存在垂直分速度，所以相對于沉降池的長度而言，深度越淺，沉降時(shí)間就越短，這就是“淺層沉降”原理。斜板是在池中安放一組排疊成有一定坡度的平板，被處理的水從平板的一端，流向另一端，這相當(dāng)于很多很多很淺很小的沉降池組合在一起。由于平板的間距較小，所以水流在此處成為層流狀態(tài)。因此，當(dāng)水在各自的平板或管道之間流動時(shí)，各層隔開互相不干擾，在水中固體顆粒的沉降創(chuàng)造十分有利的水利條件，從而也提高了水處理效果的能力。濃縮機(jī)沉降斜板的作用是根據(jù)“淺層沉降”原理，用以提高沉降效率的一種方式。斜板的特點(diǎn)是：①增加了沉降面積。對于斜板斜管沉降池來說，它的沉降面積比平流沉降池的面積大得多。②水利條件的改善 主要是斜板的間距在足夠小時(shí)，水流處于層流狀態(tài)。此時(shí)，顆粒的沉降不受水流的干擾，提高了沉降的穩(wěn)定性。顆粒沉降的路程短，因而縮短了沉降時(shí)間。

根據(jù)“淺層沉降”原理，有經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算：

式中 A-斜板濃縮機(jī)的有效面積，單位：m2； K1-校正系數(shù)，可采用1.05～1.20，濃縮機(jī)直徑大取小值，反之取大值； Q-濃縮機(jī)的溢流水量，單位：m3/s；u-尾礦的集合沉降速度或固體顆粒的沉降速度，單位：m/s；K2-斜板濃縮機(jī)上升水流速度系數(shù)，即增加加斜板或斜管后比不增加時(shí)處理能力提高的倍數(shù)。

根據(jù)上述沉降理論，沉降的效果主要與沉降面積有關(guān)，與沉降時(shí)間關(guān)系不大。因此，增加沉降面積可以提高沉降效果。

四、大唐國際張家口發(fā)電廠二期除渣濃縮機(jī)循環(huán)系統(tǒng)改造措施

1.濃縮機(jī)改造的主要措施

具體措施為：

1.1將濃縮機(jī)池體內(nèi)的爐渣全部清除干凈，拆除所有的濃縮斜管和斜管托架。

1.2把濃縮機(jī)的穩(wěn)流筒（濃縮機(jī)平臺正中間的圓筒）與平臺再次加固，多處增加三角形肋板，肋板現(xiàn)場焊接。

1.3在穩(wěn)流筒的下部外側(cè)增加一圈角鋼圓環(huán)。在同一水平高度，濃縮機(jī)倉體內(nèi)側(cè)也焊接同一規(guī)格的角鋼圓環(huán)做澄清斜板的外部支撐，同時(shí)也增加濃縮機(jī)倉體的強(qiáng)度。

1.4取消原沉降斜管，更換為表面光滑，耐酸堿，強(qiáng)度高、性價(jià)比高、厚度為3mm的改性優(yōu)質(zhì)PVC板（聚氯乙烯）。

1.5沉降斜板框架組件在倉體整個(gè)圓周內(nèi)均勻分布。

2.濃縮機(jī)沉降斜板的改造措施

濃縮機(jī)改造措施中最為重點(diǎn)的部分是沉降斜板的改造換型：取消原沉降斜管，更換為表面光滑，耐酸堿，強(qiáng)度高的改性PVC板，以提高濃縮機(jī)對細(xì)灰的沉降效率，沉降物不會沉積在斜板面上。

斜板材料采用改性優(yōu)質(zhì)PVC（聚氯乙烯）板。采用PVC材料時(shí)，板材除有一定的硬度還需要有很好的韌性，不能輕易被折斷。斜板架采用Q235B材質(zhì)的角鋼焊接而成，具有足夠的強(qiáng)度和剛度。焊接要為滿焊形式。

斜板與框架按每個(gè)扇區(qū)采取整裝形式，每個(gè)扇區(qū)可方便的安裝或拆除。保證檢修人員在日后更換斜板時(shí)采取整體拆除和更換，縮短檢修工期。

斜板固定方式為上下面螺栓固定，有效防止斜板的整塊脫落。組裝方式是每個(gè)扇區(qū)整體結(jié)構(gòu)。

沉降斜板的技術(shù)要求：

2.1沉降斜板應(yīng)平整，安裝間隙均勻，固定螺栓螺母擰緊牢固。

2.2上不等邊角鋼53條，由第一條長435 mm，每條依次增加19.7 mm至第53條長1461mm。

2.3下不等邊角鋼53條，由第一條長285 mm，每條依次增加19.7 mm至第53條長1309mm。

2.4沉降斜板拉扯平直與扁鋼配鉆孔2×192-Φ7，每條不等邊角鋼中間孔均布；斜板架：24組，材質(zhì)為Q235B。

2.5本件在廠內(nèi)組裝一整件做樣本，其余23件現(xiàn)場組裝： 一整件重量：80.2kg，共37片，焊接框架件：215kg。

2.6斜板數(shù)量：864件；斜板架采用Q235B材質(zhì)的角鋼焊接，共計(jì)24件/臺。

五、結(jié)論

大唐國際張家口發(fā)電廠二期濃縮機(jī)工程改造完工后，2013年3月組織生產(chǎn)技術(shù)人員、設(shè)備管理部門及設(shè)備生產(chǎn)廠家現(xiàn)場驗(yàn)收：兩臺濃縮機(jī)運(yùn)行三個(gè)月時(shí)間，除灰渣系統(tǒng)高效濃縮機(jī)運(yùn)行情況良好，灰渣經(jīng)濃縮機(jī)澄清后水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到懸浮物≤70mg/L，滿足運(yùn)行需要。

大唐國際張家口發(fā)電廠二期濃縮機(jī)沉降斜板的改造實(shí)踐證明是成功的，該項(xiàng)除灰渣濃縮機(jī)沉降斜板的改造可以在同類型電廠除灰渣濃縮機(jī)循環(huán)系統(tǒng)改造及基建安裝中推廣應(yīng)用。

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