燃煤電廠風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)的環(huán)保與節(jié)能

0 前言

風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣和濕式刮板撈渣機(jī)排渣是現(xiàn)代燃煤電廠排渣的主要方式，而隨著風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣技術(shù)的日益提高，近年來有取代其它排渣方式的趨勢。為此，本文分析了風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣技術(shù)的特點，供煤電企業(yè)根據(jù)自身情況合理選擇。

(2)矸石不穩(wěn)問題較為嚴(yán)重。礦石資源開采中，礦區(qū)內(nèi)的矸石主要以堆疊的形式進(jìn)行儲存，隨著開采工作的不斷深入，矸石數(shù)量在不斷增加，導(dǎo)致堆疊高度也在增加。由于沒有及時進(jìn)行壓實，導(dǎo)致矸石堆的密實度較低，如果受到強降雨、大風(fēng)等惡劣天氣的影響，將引發(fā)泥石流、滑坡以及地面坍塌等一系列的地質(zhì)問題，加劇礦山周圍的環(huán)境破壞。

1 除灰排渣系統(tǒng)發(fā)展過程

除灰排渣系統(tǒng)的正常投入是燃煤電廠安全、穩(wěn)定、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運行的重要保障。而燃煤電廠裝機(jī)容量、水資源、灰渣場距離、灰渣量及灰渣綜合利用等都將對除灰排渣的處理和設(shè)計產(chǎn)生影響。以下為除灰排渣系統(tǒng)的發(fā)展歷程。

1)早期的除灰排渣系統(tǒng)

鹽堿地的出現(xiàn)受區(qū)域性因素的影響較大，其鹽分組成及離子比例具有明顯的地域特點，積鹽、脫鹽過程以及鹽分組成隨生物、氣候、地帶性土壤的不同存在較大差異。探討鹽堿土理化性質(zhì)的空間分布特征，為進(jìn)一步開展區(qū)域土壤治理及調(diào)整各項農(nóng)業(yè)管理措施和物質(zhì)提供支撐，是有效進(jìn)行綜合治理的前提和基礎(chǔ)，其中地統(tǒng)計學(xué)方法在空間變異分析中發(fā)揮著重要的作用。本文綜述了土壤鹽堿化空間異質(zhì)性研究的進(jìn)展與相關(guān)理論，以期為鹽堿土的研究提供科學(xué)參考。

20世紀(jì)70年代前，我國電力剛剛起步，社會對電力的需求較小，燃煤機(jī)組最大單機(jī)容量不超過125 MW，故產(chǎn)生的灰渣量也較少，此時的電廠均采用水力除灰排渣方式且灰渣場征地成本低，因而燃煤電廠都征有灰渣存放場，通過低濃度水力輸送方式輸送。80 年代后，隨著電力需求的增大，單機(jī)容量也不斷增大，高達(dá)600 MW。此時傳統(tǒng)的水力除灰排渣已不能滿足運行需求，須將除灰和排渣分開進(jìn)行，為此，產(chǎn)生了獨立的除灰和排渣系統(tǒng)。而90年代英國麥考伯微正壓濃相氣力除灰裝置取得了良好的效果。

2)排渣技術(shù)發(fā)展

5)更節(jié)能節(jié)水

上飛院在上世紀(jì)末設(shè)計并完成了“大攻角多媒體氣動數(shù)據(jù)庫”，初步驗證了氣動數(shù)據(jù)庫在軍機(jī)和民機(jī)的研究設(shè)計過程中可以起到的重要作用。該數(shù)據(jù)庫是中國航空工業(yè)總公司第一個包含大量各類媒體動態(tài)變化的氣動研究試驗信息，并且便于查詢管理、實用性很強的多媒體數(shù)據(jù)庫[3]。

2 風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)的構(gòu)成及運行工況

4)維護(hù)方便且費用更低

工藝流程圖見圖1。

1)系統(tǒng)簡單、投資和運行成本低

1995年2月澳大拉西亞礦業(yè)與冶金學(xué)會(AusIMM)首次發(fā)布了礦產(chǎn)資源資產(chǎn)評估方面的標(biāo)準(zhǔn)-VALMIN法規(guī)，并一直延續(xù)至今，目前使用的為2015版修訂版。自1997年加拿大證券交易所曝出Bre-X金礦丑聞后，加拿大礦業(yè)、冶金和石油協(xié)會(CIM)便積極制定礦產(chǎn)資源資產(chǎn)評估方面的規(guī)范，2003年3月CIM通過了“礦產(chǎn)資源資產(chǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)指南(CIMVal)”。2008年4月南非采礦冶金協(xié)會(SAIMM)制定了“南非礦產(chǎn)資源資產(chǎn)估值報告規(guī)范(SAMVAL準(zhǔn)則)”。2016年12月20日為與“國際礦產(chǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)模板(IMVAL模板)”保持一致，該協(xié)會公布了2016版修訂版準(zhǔn)則。

風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)靠風(fēng)而不是水冷卻熱渣，節(jié)約了水資源，降低了運行成本和廢水排放量，有利于環(huán)境保護(hù)。對比濕式刮板撈渣機(jī)排渣系統(tǒng)，風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)每天節(jié)水約800 t。

碎渣機(jī)是將來自鋼帶輸渣機(jī)的渣通過碎渣機(jī)的砧板、滾齒板和壓板之間的滾壓進(jìn)行破碎處理，破碎后的渣顆粒小于25×25 mm，見圖3碎渣機(jī)示意圖。

冷卻風(fēng)直接和熱渣接觸，渣中未完全燃燒的碳在輸送鋼帶上繼續(xù)燃燒，燃燒后的熱量和熱渣的熱量再帶入爐膛，減少了爐膛熱損失，降低了爐渣含碳量，提高了鍋爐效率。經(jīng)試驗：586 MW 負(fù)荷下，干渣機(jī)系統(tǒng)投運鍋爐總熱損失降低0.26%，320 MW負(fù)荷下，降低0.20%。

3 風(fēng)冷式干渣機(jī)的特點

風(fēng)冷式干式排渣技術(shù)在設(shè)計上與濕式排渣相比有著明顯的不同，表1、表2 為安徽某發(fā)電廠一期、二期排渣系統(tǒng)主要設(shè)備表。

與濕式刮板撈渣機(jī)排渣系統(tǒng)相比，風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

工作原理為：自然冷風(fēng)在爐膛負(fù)壓作用下從干式排渣機(jī)外部進(jìn)入干式排渣機(jī)，將高溫、含有大量熱量的熱渣冷卻成可直接貯存和運輸?shù)睦湓?，并輸送至碎渣機(jī)處理，冷卻渣產(chǎn)生的熱風(fēng)再進(jìn)入爐膛，減少了鍋爐熱損失，提高了效率。

鋼帶式輸渣機(jī)在爐渣輸送過程中利用鍋爐負(fù)壓吸入外界風(fēng)對爐渣進(jìn)行冷卻，達(dá)到無水排放，簡化了排渣系統(tǒng)，克服了水力排渣系統(tǒng)環(huán)節(jié)多、設(shè)備多、占地多的缺點，節(jié)省了大量的初期投資。

2)鍋爐熱損失低

斗式提升機(jī)為流入式喂料，即經(jīng)碎渣機(jī)處理后的爐渣流入斗式提升機(jī)渣斗內(nèi)并輸送到頂端，然后在物料重力作用下自行卸料至渣倉。

3)更環(huán)保、更安全

風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)是全封閉結(jié)構(gòu)，且由于爐膛負(fù)壓，爐渣不會外泄，無環(huán)境污染。另外爐渣進(jìn)入渣倉后被直接運走，免去了儲渣場環(huán)節(jié)，降低了對周邊環(huán)境的影響，在節(jié)省初期投資的基礎(chǔ)上為零排放創(chuàng)造了條件。

通常每臺鍋爐配置一套干式排渣系統(tǒng)，包括1臺風(fēng)冷式鋼帶輸渣機(jī)、1 臺碎渣機(jī)及2 臺斗式提升機(jī)，將渣直接輸送至渣倉。渣倉底部設(shè)有兩個排渣口，根據(jù)需要有干渣和濕渣兩種卸渣方式。

鋼帶輸渣機(jī)的輸送鋼帶抗拉強度大，耐高溫性能強；鋼帶輸渣機(jī)運行速度緩慢，故磨損小，使用壽命長，減小了檢修維護(hù)量，延長了維護(hù)周期；鋼帶輸渣機(jī)傳動軸承設(shè)置在設(shè)備機(jī)殼外，易于拆除和檢修

。

水力輸送除灰排渣技術(shù)應(yīng)用時間較長，由于耗水量大，水資源浪費嚴(yán)重，一些電廠對其進(jìn)行了改進(jìn)，采用水浸式刮板撈渣機(jī)將濕渣取出，再脫水，然后裝車運輸?shù)浇y(tǒng)一地點進(jìn)行處理。20 世紀(jì)80 年代中期，無水輸送MAC 排渣機(jī)首先在意大利2×35 MW 發(fā)電站應(yīng)用，該系統(tǒng)減少了排渣耗水量，且爐渣處理也更潔凈。至90 年代末，MAC排渣機(jī)已應(yīng)用到了單機(jī)容量130～500 MW 的燃煤機(jī)組中，但近年來，隨著風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)技術(shù)的提高，風(fēng)冷式干渣機(jī)已被火力發(fā)電廠廣泛應(yīng)用。

爐底排渣裝置由隔柵、擠壓頭、箱體、驅(qū)動液壓缸、攝像監(jiān)視系統(tǒng)及液壓泵站組成，見圖2。爐底排渣裝置設(shè)在渣井與鋼帶輸渣機(jī)之間，正常運行時，排渣裝置擠壓頭處于常開狀態(tài)，渣塊自然落下，不需操作，只有當(dāng)隔柵出現(xiàn)大渣塊而無法下落時，要進(jìn)行大渣破碎操作。

SD（DEyD）（y=1，2，…，r）表示子組Ey（y=1，2，…，r）決策矩陣DEy（y=1，2，…，r）與群決策專家組集合E群決策矩陣D之間的不一致性（曼哈頓距離）。

6)提高了爐渣綜合利用價值

爐渣利用已從最初的道路施工填埋、水泥添加劑等逐漸向高附加值產(chǎn)品過渡，利用價值高且前景廣闊，為發(fā)電廠增加了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

貴州觀賞石資源受控于省內(nèi)三大巖性、地貌單元和兩大地表水系。這三大巖性、地貌單元是：以碳酸鹽巖類為主的喀斯特地貌單元，主要分布于貴州西部、南部和中部，面積約11萬平方公里；以紅色砂巖和頁巖為主的丹霞地貌單元，主要分布于貴州北部地區(qū)，面積約1萬多平方公里；以元古代淺變質(zhì)巖為主的苗嶺地貌單元，主要分布于貴州東部地區(qū)，面積約5萬平方公里。

7)降低了廠用電

風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)不需冷卻水，故無需配備渣水處理系統(tǒng)，降低了廠用電率。與濕式刮板撈渣機(jī)排渣系統(tǒng)相比，按單臺機(jī)組計算，每天節(jié)電約1 750 kWh，全年節(jié)電約64萬kWh。

4 存在的問題

安徽某發(fā)電廠風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)運行近十年來，也發(fā)現(xiàn)了部分不足與缺點。

以“工作室”為單位組織教學(xué)?；凇肮ぷ魇抑啤钡慕虒W(xué)組織形式不再以班級為單位，學(xué)生是工作室的主體，主要是指進(jìn)入工作室接受學(xué)習(xí)或訓(xùn)練的學(xué)生，他們通常具有不同背景、不同專業(yè)、身處不同年級[2]，他們往往是經(jīng)過一定階段的專業(yè)學(xué)習(xí)后，對某方面知識有繼續(xù)學(xué)習(xí)提高的愿望才加入工作室，因此有學(xué)習(xí)的強動機(jī)性和持續(xù)性。工作室中的教師根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和教學(xué)內(nèi)容的特點，因材施教，保持工作室內(nèi)學(xué)生的多樣性。

1)鍋爐爐膛落渣較多或燃燒不充分時，易造成干渣機(jī)超溫，故在配套斗式提升機(jī)時應(yīng)綜合考慮安全與穩(wěn)定因素。以配套鏈條式斗提機(jī)與皮帶斗提機(jī)各一組為最佳。

2)干渣機(jī)鋼帶驅(qū)動力是依靠鋼帶與滾筒摩擦力來驅(qū)動的，較刮板撈渣機(jī)驅(qū)動力略顯下降，故爐膛大量落渣時鋼帶卡?？赡苄宰兇?。

該試驗在某地區(qū)種植大戶農(nóng)田中展開，其前茬為空閑田塊，專門對空閑田塊進(jìn)行了土壤系灰潮土亞類淡涂泥土土屬處理[5]。而且該試驗用區(qū)域擁有相對平坦的地勢和相對均勻的肥力，在試驗前的土壤基本理化性狀檢測中就基本明確了這一點。其土壤理化性狀條件為土壤中含有有效磷1.25mg/kg、速效鉀150mg/kg、堿解氮223.2mg/kg，整體pH值經(jīng)過測試為6.01。

本文以成都大學(xué)軟件工程專業(yè)建設(shè)為背景，以保持專業(yè)建設(shè)的優(yōu)勢為目的，從專業(yè)建設(shè)目標(biāo)、課題體系建設(shè)、實踐教學(xué)機(jī)制構(gòu)建、教學(xué)方法與手段改革、師資隊伍建設(shè)、實踐教學(xué)條件建設(shè)等多個方面進(jìn)行了探索研究，提出了成都大學(xué)軟件工程品牌專業(yè)建設(shè)實施方案，并通過全國專業(yè)排名變化數(shù)據(jù)驗證了方案的可行性和有效性，為其他高校軟件工程品牌專業(yè)建設(shè)提供了參考。

5 結(jié)語

爐渣的處理方式及處理質(zhì)量會對燃煤電廠的環(huán)保、節(jié)能、穩(wěn)定運行產(chǎn)生重要的影響，以風(fēng)冷式干渣機(jī)排渣系統(tǒng)為代表的現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)高能耗、高污染問題，在確保除灰排渣效果的同時提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]何偉.燃煤電廠除灰排渣系統(tǒng)的發(fā)展過程及現(xiàn)代化技術(shù).電力設(shè)備，2019（6）.

[2]許德飛.干除渣技術(shù)在1 000 MW機(jī)組上的應(yīng)用研究.