燃煤鍋爐爐底渣水系統(tǒng)補水優(yōu)化研究

龐邦堯，馮成凱

（浙江浙能樂清發(fā)電有限責任公司，浙江樂清 325609）

0 引言

統(tǒng)計顯示，目前我國中型規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消耗占了全社會能源消耗的70%左右。燃煤電廠作為高耗能企業(yè)，如何科學合理利用水、電、煤等各種能源，減少能源浪費、降低成本，成了重中之重。通過對耗水量大的系統(tǒng)進行合理改進，提高水資源利用效率，在節(jié)能降耗中有重要意義。

1 設(shè)備介紹

樂清發(fā)電有限責任公司所用鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、采用四角切圓燃燒方式、平衡通風、固態(tài)排渣、全鋼懸吊∏形結(jié)構(gòu)、露天布置燃煤鍋爐。爐底除渣設(shè)備包括渣井和刮板撈渣機（德國TECHNIP（德西尼布）公司制造），爐底除渣設(shè)備同時為鍋爐起到爐膛密封作用。渣井水封槽置于鋼結(jié)構(gòu)架頂面，鍋爐下聯(lián)箱的水封插板插入注滿水的渣井水封槽中，起到密封作用，同時通過不間斷的溢流水達到對冷灰斗壁冷卻、防積渣的目的。刮板撈渣機布于鍋爐最底部的排渣口，除了起到密封作用外，還起到熱渣熄火和突冷振裂及將爐渣和石子煤混合物析水后輸送至渣倉的作用。溢流堰是鋸齒型導流堰和多級傾斜板，自動液壓驅(qū)動張緊裝置。刮板撈渣機和渣井其他參數(shù)見表1。

參照圖1，取水于渣水處理系統(tǒng)緩沖水倉的低壓水泵，將水送至爐底渣水系統(tǒng)，用于爐底水封槽和撈渣機上槽體的補水及冷卻；正常情況下只向爐底水封槽補水，再由其溢流至撈渣機上槽體；撈渣機溢流水至溢流水池，由溢流水泵打至渣水處理系統(tǒng)濃縮池，再溢流回緩沖水倉，實現(xiàn)水的循環(huán)再利用。因爐底水蒸發(fā)、渣水處理系統(tǒng)濃縮機排污、爐底渣排放，而損失的水，正常情況下由全公司回用水向緩沖水倉補水來補償。為保證非正常情況下的撈渣機補水及冷卻，引入一路全公司回用水至撈渣機上槽體。

2 存在的問題

自爐底渣水系統(tǒng)投運以來，補水量一直居高不下。經(jīng)統(tǒng)計，爐底渣水系統(tǒng)補水耗率占本廠海淡產(chǎn)水總量的18.8%，為最大的淡水用戶。水費成本按每立方米5元人民幣計算，年水耗費用超過70萬元人民幣，嚴重影響公司的經(jīng)濟指標。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計（表2），影響爐底渣水系統(tǒng)補水率的最主要問題是緩沖水倉回用水補水量大。如何降低緩沖水倉回用水補水量，成為問題的關(guān)鍵所在。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，本廠的撈渣機上槽體的水溫平均在70℃左右，較《環(huán)保運行規(guī)程》中規(guī)定的55℃以下高了不少。水溫的提高勢必帶來水蒸發(fā)量的增加，導致補水量同樣增加。所以應該采取適當措施，降低撈渣機上槽體的水溫。

表1 刮板撈渣機和渣井參數(shù)

圖1 爐底渣水系統(tǒng)圖

表2 爐底渣水系統(tǒng)補水耗率調(diào)查表

3 解決方案

降低撈渣機上槽體的水溫有2種方法：減少進入爐底水封的低壓水供水量和增設(shè)一路工業(yè)回用水補水至爐底水封。對這兩者方法均進行了實際驗證。

3.1 減少進入爐底水封的低壓水供水量

通過關(guān)小低壓水至爐底水封隔離門2/3，開啟至上槽體閥門，并分3種頻率狀態(tài)，逐步調(diào)低低壓水泵電機頻率，對每種狀態(tài)進行了3 d連續(xù)驗證，結(jié)果見表3。

表3 不同低壓水泵電機頻率下爐底渣水系統(tǒng)補水調(diào)查表

從表3中可以看出，通過減少進入爐底水封的低壓水供水量，能使回用水補水量和撈渣機上槽體水溫逐漸降低。但渣井溫度卻大幅度提升，并有明顯的結(jié)渣現(xiàn)象，這將威脅到機組的正常安全運行。這種方法不可行。

3.2 增設(shè)一路工業(yè)回用水補水至爐底水封

圖2 爐底水封補水設(shè)備設(shè)計圖

通過增設(shè)爐底水封補水旁路管道（圖2），引入一路工業(yè)回用水從爐底水封槽二端進水，直接補水至爐底水封槽，能使回用水補水量和撈渣機上槽體水溫降低，并能防止渣井結(jié)渣。根據(jù)經(jīng)驗，爐底水封槽只需（3～5）m3/h進水，就能產(chǎn)生較勻稱的溢流水，因此只要將補水旁路管道的回用水流量控制在（6.5～7.5）m3/h，就能滿足正常的補水要求。連續(xù)3個月現(xiàn)場再次測試驗證，結(jié)果見表4。

從表4中可以看出，通過增設(shè)一路工業(yè)回用水補水至爐底水封，能使撈渣機上槽體水溫下降至48℃左右，回用水補水量下降至7 m3/h，同時渣井溫度也在正常范圍內(nèi)，說明此方法可行。所以，最終的渣水系統(tǒng)補水方式確認為4種。

表4 爐底渣水系統(tǒng)補水調(diào)查表

（1）正常情況撈渣機爐底水封槽采用渣水系統(tǒng)低壓水補水，投入低壓水泵穩(wěn)壓控制，壓力設(shè)定為0.3 MPa。工業(yè)回用水補水量設(shè)定為7 m3/h。

（2）如渣井溫度超出正常值（＜60℃），并有連續(xù)上升趨勢，調(diào)整低壓水泵出口壓力為（0.35～0.45）MPa。

（3）如撈渣機上槽體溫度超出正常值（≤55℃），而渣井溫度未超限，應調(diào)整低壓水泵出口壓力為（0.35～0.45）MPa、撈渣機上槽體補入工業(yè)回用水，同時加強濃縮機排污泵排污。

（4）每天通過渣水高壓水泵對撈渣機爐底水封槽進行沖洗30 min。

4 結(jié)論

通過增設(shè)一路工業(yè)回用水補水至爐底水封，改變渣水系統(tǒng)補水方式，爐底渣水系統(tǒng)補水耗率由原來的18.8%降低到4%,大幅度降低了水耗費用,按每臺爐每小時節(jié)水20 m3，年運行時間7000 h，水費按每立方米5元人民幣計算，年減少水耗費用70萬元人民幣。浙江浙能樂清發(fā)電有限責任公司有2臺超臨界600 MW燃煤機組，2臺超超臨界660 MW燃煤機組，年減少水耗費用280萬元人民幣。同時，降低了因大渣塊卡澀撈渣機鏈輪的概率，撈渣機、溢流水泵、緩沖水倉、濃縮機等設(shè)備的使用壽命延長，機組運行的安全性、經(jīng)濟性提高。

［1］任健.1000 MW機組刮板撈渣機的無溢流改造［J］.浙江電力，2014，33（1）：34-37.

［2］呂大慶.刮板式撈渣機常見故障分析及處理［J］.華中電力，2010，23（6）：67-69.

［3］趙民.撈渣機綜合治理及設(shè)備精細化管理應用［J］.電力科學與工程，2008（7）：1-7，16.