湿式机械除渣系统的应用.docx

湿式机械除渣系统的应用介绍
1. 概述
随着火力发电厂建设规模越来越大，机组容量向高参数、大容量发展，为确保电厂运行安全，对除渣的性能要求越来越高，如何提高设备技术性能，提高自动化水平，降低整个工程造价，确保系统安全运行，成为除渣系统设计需解决的焦点问题。
同时随着环保意识和环保要求的日益提高，国家对废弃排放物综合利用要求逐年提高，火力发电厂除渣系统在最近几年得到了快速发展，湿式机械除渣系统作为一种既安全可靠，又节省投资的一种除渣方案，被许多电厂所采用，但在不同项目上，按照工程特点、在工艺系统拟定、设备选型、进口范围等方面有所不同，且造价差异较大。
固态排渣煤粉炉的湿式输渣系统一般分为水力除渣和机械除渣系统两种。
水力除渣是以水作为介质进行灰渣输送的，其系统由排渣、冲渣、碎渣、输送设备,以及输渣管道组成。水力除渣对灰渣适应性强，运行比较安全可靠，操作维护简便，在输送过程中没有灰渣扬散。但是水封式排渣槽属于早期采用较多的设备，具有简单，无转动设备、维护量小等特点，但存在着漏风量大、耗水量大、定期排渣时，瞬时流量过大等缺点。
机械除渣系统由机械设备作为载体进行灰渣输送,是由刮板捞渣机、可逆胶带输送机、渣仓和自卸运输汽车等机械设备组成。刮板捞渣机与渣井组成严密的炉底密封系统,炉底漏风小，改善了燃烧条件、稳定了燃烧工况，锅炉效率有保证、煤耗降低;系统运行安全、可靠，有丰富的运行经验，便于维护和检修;环境污染小，锅炉零米保持清洁，有利于文明、清洁生产;工程造价较低 。
水力除渣是一种传统的、成熟的灰渣输送形式，但是伴随着现代电厂容量的增加、环保要求的提高，以及水资源的日益匮乏，对300MW及以上机组湿式除渣系统均采用机械除渣形式。
以下为我结合印尼百通燃煤电站项目湿式机械除渣系统设计进行的小结，为以后工程设计积累经验。
2.湿式机械除渣系统
2.1系统流程
机械除渣系统工艺流程,请见下图

工作原理:锅炉排渣口下装有一台水浸式刮板捞渣机，炉渣经捞渣机连续捞出后,由捞渣机头部排出渣落入渣仓顶部的可逆胶带输送机，经由可逆胶带输送机转运至中转渣仓内缓冲贮存中转渣仓内部设置析水元件，可以将含水量大渣进一步脱水，使锅炉底渣的粒化、冷却、脱水、储运连续完成，脱水后的渣，含水率在25%~30%。渣仓下部设气动排渣门,脱水后的渣定期用湿渣罐车外运至综合利用用户或贮灰场。
捞渣机的溢流水和渣仓脱出来的水，经渣沟汇集到渣水坑内，用渣水泵把渣水送到渣水澄清池，经澄清处理后的水，用冲洗水泵送回渣系统，循环使用。系统补水来自水工复用水。
2.2系统运行方式
2.1.1机械除渣系统一般包括渣处理系统及渣水系统，设计时采用单元制，即每台炉设一套独立系统。
2.1.2刮板捞渣机的冷却水采用闭式循环系统，系统运行安全、可靠，槽体内的水温一般设定为60°左右。
2.1.3除渣系统除卸渣设施外均采用PLC程序控制。渣仓配有就地操作控制箱,可进行就地操作和控制。
2.1.4与水力除渣形式对比,机械固态排渣有以下特点和优势:
(1) 机械除渣结构简单,布置占地面积小,不需要水力除渣用的自流沟,地下设施简化；
(2) 避免水资源的浪费,社会效益良好；
(3) 对渣的处理比较简单,可减少向外排放的困难；
(4) 输送方便,有利于灰渣综合利用；
(5) 没有废水的排放回收处理问题。
2.3系统设备组成
机械除渣系统一般由刮板捞渣机、可逆胶带输送机、渣仓、渣水澄清池、渣水泵、自卸运输汽车等机械设备组成，不同的工程会有所不同，但其主要设备均类似。
2.3.1刮板捞渣机的结构和工作原理
刮板捞渣机的结构为整体箱型形式。上下槽体均为碳钢钢板制作, 整体设计为焊接结构。上槽体底板采用耐磨钢板；下槽体及斜升段底板铺以耐磨铸石。底层(板)集中设有清理积渣和水的出口。
刮板捞渣机上槽体底板采用耐磨钢板，其它部位采用耐磨钢板，厚度不小于25mm；下槽体和倾斜段采用玄武岩铸石衬底。斜升段上槽体底板铸石采用专用凹槽形结构，凹槽按倒V字型铺设，以实现灰渣中脱出的水快速回流，提高捞渣机输送过程的脱水效率。下槽体为铸石衬耐磨边，40mm厚玄武岩铸石，抗冲击、耐腐蚀，与刮板间的摩擦阻力小，使用寿命不小于10万小时。底部积渣将被回程刮板带入上槽体，底层积水将由底仓排水管引入溢流沟中。
刮板捞渣机系统一般包括：渣井(冷灰斗)及支撑、液压关断门及液压站、刮板式捞渣机所组成。
工作原理：灰渣经渣井、关断门进入刮板式捞渣机水槽内，靠连续运行刮板链条将灰渣运输至中转渣仓。此时关断门为开启状态，多片门叶相叠伸入捞渣机内，起到水封挡板的作用，以阻止冷空气进入炉膛。关断门的启闭一般采用液压驱动，当采用电动推杆进行启闭时，由于关断门工作位置在高温和多水的环境，工作可靠性差。当捞渣机出现故障时，关闭关断门，横向移出捞渣机进行检修，一般渣井可以储存4个小时的渣量。
2.3.2渣仓的结构和工作原理
渣仓一般采用钢结构单仓设计,上部呈圆筒形筒体,下部为圆锥形斗状.仓体顶部留有落渣孔,接受刮板捞渣机送上来的炉渣进入仓内,渣仓设连续料位计,仓体锥斗内壁光滑,与水平夹角不小于60°。
渣仓底部气动排渣阀是输送物料的系统中用来截止和输送的装置,安装在渣仓底部,阀门的动作由汽缸通过气力控制装置实现.落渣斗连接在渣仓底部,与排渣阀相连,主要作用是讲通过排渣阀的渣汇集于渣斗,便于比较集中均匀的通过落渣管排出. 在锥体部位安装仓壁振动器，振动器具有良好的破拱能力。用来消除粘渣和粘在苍璧上的渣,以确保渣能顺利排除. 渣仓设连续料位计，料位计采用数字显示，并确保动作灵敏，指示正确。当渣堆至高位时发出报警信号。
渣仓系统主要是由渣仓、钢平台、起吊设备等组成,其主要作用是储存炉渣,并进行脱水,最终通过排渣阀口排出用汽车外运。析出来的水排放到渣水池,经过渣水泵送入渣水澄清池后,再经冲洗水泵输送至系统循环使用。
每台炉一般设2台渣仓,一台装渣,一台脱水,使渣仓排渣含水率较低。
2.3.3可逆胶带输送机:1条,用于2台中转渣仓的切换。
2.3.4渣水泵:每台炉一般配2台,把渣水池中的含渣水输送到渣水澄清池内,澄清以后水可以循环利用。
3.系统运行情况
从投运的情况来看，水力除渣系统在国内应用虽然最多，但从时间上看，大多是上世纪90年代末以前投运的电厂，采用此系统该系统耗水量大,随着当前水资源的日益匮乏,水成本的不断增加,运行成本会越来越高；且水与灰渣混合后,一般都呈碱性,pH值超过工业“三废”的排放标准,不允许随便向灰场外排放,随着环保要求和意识的提高,废水不论是回收或是处理,都需要很高的设备投入和运行资金的投入。2000年以后投运的电厂大部分采用机械除渣设计，如襄樊电厂二期2×600MW超临界机组,国电荆门热电厂三期工程2×600MW超临界机组，阳逻电厂三期2×600MW超临界机组, 鄂州电厂二期2x600MW超临界燃煤机组等。据已运行电厂反馈，系统运行稳定、良好，渣综合利用情况良好。
机械湿式除渣系统在运行过程中也出现过一些问题，例如江西丰城电厂二期工程投运期间刮板捞渣机链条多次断裂，经调研分析后原因为可能是链条质量原因造成断链，实际供货的链条材质与协议不符。但是经过更换后,目前运行情况良好。
4.设计总结及注意事项
4.1炉底刮板捞渣机、渣仓布置安装图,图纸内容深度:
(6) 本图的布置方位应与热机专业的锅炉房布置的方位一致；
(7) 除渣系统设备与锅炉底部相关的接口、锅炉中心线应一致；
(8) 炉底设备布置，表示出本分册内的所有设备的布置形式和与锅炉钢柱安装定位及设备之间相关尺寸；
(9) 管道接口标高、规格、定位尺寸要标注完整；
(10) 土建沟道及孔洞、散水坡度要标注清楚；
(11) 锅炉钢柱及编号；
(12) 其它专业的相关设施，可用双点划线表示；
(13) 示意安装、检修起吊设施，起吊设备单轨走向
(14) 设备明细表、零件明细表要列完整。
4.2刮板捞渣机、渣仓在设计中的注意事项:
(1) 捞渣机行走轨道托梁底部与灰渣沟通流面问题,捞渣机行走轨道托梁底部与沟面净空也不能太小，以免影响渣水流动。
(2) 捞渣机的斜升段不能与锅炉钢架、管道相碰撞,并且还有留出一定的空间,以便检修人员通行。
(3) 渣仓平台(运行层)高度,要在4.5m以上,以便于运渣车通行。
(4) 渣仓对于经常操作、检查或维修的场所要求设有永久性钢制平台、扶梯、栏杆、所有通道两侧、平台、上下扶梯和孔洞的四周设有安全防护栏杆和踢脚板。
(5) 渣仓顶部、捞渣机头部、胶带输送机高度的配合问题,一定要衔接好。如:落渣系统设计为捞渣机头部加电动三通加单向胶带输送机,一定要注意落料问题,如果落料管不是对中布置,落料不均匀,对胶带侧向冲击力很大,很容易造成胶带跑偏,而且对胶带机寿命也有影响。
(6) 设计应严格核对厂家资料，按要求布置, 做好专业间的配合工作。
5．总结
机械除渣系统成熟，运行经验丰富，已经成为火力发电厂除渣系统中的主要系统，充分的了解和认识机械除渣系统能够对将来的设计进行优化，做到减少投资，简化系统，使设备布置更加合理。

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