大型循環流化床底渣輸送系統的改造

欄目：除灰系統發布時間：2018-08-16

內容摘要：根據福建龍巖發電有限責任公司原氣力輸渣系統的運行調試情況，結合龍巖發電有限責任公司輸渣系統的成功改造運行情況，簡單的介紹了輸渣系統的成功改造。

關鍵詞底渣輸送系統鏈斗輸渣機

1 問題的提出

作為循環流化床的樞紐工程的輔助設備-底渣系統的設計和輸渣方式的合理選擇，成為排渣的一個重要課題，根據目前國內循環流化床底渣輸送系統的現狀，許多投運的大型循環流化床鍋爐的底渣輸送系統均未能達到預期的效果，給現場的文明生產和機組的安全持續穩定運行帶來極大的困難，本文針對福建龍巖發電有限公司底渣輸送系統的優化技改進行了分析，對大型循環流化床底渣輸送方式進行了探討。

2 鍋爐概況

2.1 鍋爐主要技術參數

龍巖發電有限公司一期工程建設四臺135MW機組，配有四臺哈爾濱鍋爐廠有限責任公司引進ALSTOM循環流化床鍋爐技術制造的440t/h超高壓、中間一次再熱、露天布置的循環流化床鍋爐，鍋爐型號為HG-440/13.7-L.WM20。鍋爐主要技術參數如下：

2.2 鍋爐的整體布置

鍋爐主要由爐膛、高溫汽冷旋風分離器、自平衡“U”形回料器和尾部對流煙道組成。鍋爐采用平衡通風方式，壓力平衡點位于爐膛出口，

燃燒室蒸發受熱面采用膜式水冷壁，由光管和扁鋼焊制而成。水循環采用單汽包、自然循環、單段蒸發系統。燃燒室底部為水冷布風板和水冷風室。布風板管間鰭片上布置有大直徑鐘罩式風帽，爐膛中上部貫穿爐膛深度方向布置一片雙面水冷壁，與前墻垂直方向布置有六片屏式再熱器（熱段再熱器）和四片屏式過熱器屏(Ⅱ級過熱器)，。

高溫汽冷旋風分離器下布置非機械型回料器，回料為自平衡式，流化密封風用高壓流化風機供給。每個回料器設有兩個回料斜管流入爐膛。回料器外殼由鋼板制成，內襯絕熱材料和耐磨耐火材料。

2.3 燃用煤質

鍋爐燃用煤質分析資料：（龍巖無煙煤）

鍋爐燃燒設計煤種時的排灰渣量

注：日運行小時數為22 h，年運行小時數為5000 h。

3 鍋爐原氣力輸渣系統的設計

3.1 本工程按1*440T/H設計一套正壓式濃相氣力輸渣系統，在正常運行狀態下，每臺爐輸送系統的設計總出力為：25t/h，全廠的氣力除渣系統包括以下幾部分：

3.1.1 冷渣器排渣及渣輸送系統

在每臺鍋爐下配置2臺冷渣器，每臺冷渣器設2個排渣口，每個排渣口下按以下要求設置輸渣設備：排渣口氣動截止閥電動鎖氣給料閥（2個排渣口合并進入）埋刮板輸送機斗鏈式輸送機（或其它類型的輸送機）碎渣機緩沖渣斗（帶除大渣裝置）發送器渣庫。

3.1.2 輸送用空壓機及空氣凈化系統

輸送用壓縮空氣系統與除灰系統的壓縮空氣系統合并采用每2臺爐設置一套輸送用壓縮空氣系統，按每臺爐設置一套正壓氣力除渣系統的要求提供所需壓縮空氣的要求。

3.1.3 儀用及渣庫布袋除塵器脈沖清掃用氣系統

正壓氣力除渣系統的氣動元件和渣庫布袋除塵器的布袋脈沖清掃用氣將由儀用及渣庫布袋除塵器脈沖清掃用氣系統供給，該系統用氣由除灰系統專用的儀用空壓機提供。按每臺爐設置一套正壓氣力除渣系統的要求提供所需儀用壓縮空氣的要求。

3.1.4 庫頂進料、排氣及料位指示系統

包括庫頂進料裝置、庫頂排氣過濾器（布袋除塵器）、壓力真空釋放閥等，上述設施、設備每個渣庫各1套。另外，還有渣庫料位計等附屬部件。

3.1.5 庫底卸料系統

每座渣庫的卸料由2臺卸渣設備完成，即1臺雙軸攪拌機和1臺干渣散裝機。每座渣庫庫底設置二個排放口，其中一個排放口下設1臺雙軸攪拌機，將干渣拌濕后裝車外運；另一個排放口下布置1臺干渣散裝機，供干渣罐車裝干渣用。雙軸攪拌機及干渣散裝機均布置在渣庫中間層。

3.1.6 氣力除渣控制系統

氣力除渣系統的控制系統采用CRT操作員站和PLC程序自動控制，氣力除渣系統中的所有設備除了渣庫卸料設備中的干渣散裝機、雙軸攪拌機外，均能在集控室內控制，干渣散裝機、雙軸攪拌機現場控制，但在集控室內有該設備的運行狀態顯示。氣力除渣系統的控制系統統一布置在氣力除灰集控室內。

輸渣器出口至渣庫入口的最遠管道長度約為100m，渣庫頂高度約20m，90o彎頭9個。設計時該系統未考慮其它備用手段，故要求該系統具有很高的可靠性和可用率，不能因為該系統的故障而導致停機。

4 氣力輸渣系統運行現狀

我廠氣力輸渣系統至2005年7月至今，一直未能正常連續運行，從冷渣器排渣口法蘭開始至渣庫庫頂進料口為止，包括輸渣器及附屬各類閥門等、管路切換閥、管道伸縮節、管道吹堵裝置、控制系統軟件等任何一個環節出現問題將直接影響到鍋爐氣力輸渣系統，其主要表現如下：

4.1 氣力輸渣管道的磨損:氣力輸渣系統的爐底渣在管道內高速流動，管道磨損十分嚴重，因為爐渣的速度對管道的磨損特別是對彎頭的磨損有較大的因果關系，即管道的磨損與物料的三速度三次方成正比，所以速度越高磨損越大，鍋爐底渣輸送系統氣力輸送系統運行的可靠性很大程度上取決于渣粒度，渣重度和冷渣器的流化，一旦渣的粒度過大（超過10mm）的或者大顆粒的比例大（如超過10%以后），由于大顆粒之間的間隙較大，流化困難，會使輸渣系統得氣耗增大，爐渣粒度越大，透氣性越強，輸送就越困難，粒度、重度、硬度越大，管道磨損就嚴重，管道內物料少，流速高，氣力輸送磨損嚴重，另外，輸送距離、輸送高度、彎頭數量都是影響管道磨損的直接原因。

4.2 氣力輸送系統在運行過程中，其冷態和熱態工作過程中熱膨脹量較大，在輸送過程中震動較大，現場改造加裝了補償器后，管段的震動有明顯的改觀，在運行一段時間后，導致管道在法蘭連接的膨脹節部位發生一定的變形量，管道就不直了，高速流動的底渣對管道接口法蘭突出部位形成嚴重的磨損，極大的影響管道的使用壽命。

4.3 氣力輸渣系統一旦管道和彎頭發生泄漏時，輸送氣從管道泄漏，輕者影響現場衛生，重者輸渣管道可能堵塞，系統需要停下來處理，反過來又影響到正常排渣，需進行現場事故排渣，形成惡性循環，使整個輸渣系統陷入癱瘓。

4.4 氣力輸渣系統有較多的氣動控制閥，壓力控制點及程控部分，整個系統得正常工作需要任何一個環節和系統均正常工作，當氣動輸渣壓力較低或壓力波動，氣動裝置動作不正常，當壓力反饋點工作不正常時，當程控系統有一個點出現故障時，均直接影響到氣力輸渣系統的正常輸送，從而直接影響到鍋爐的排渣方式，爐渣被迫從臨時排渣口排出，非正常的輸渣方式必然引起惡性循環。對整個正常生產帶來極大的被動和給運行人員帶來壓力和極大的勞動強度，生產成本也直線上漲。

4.5 氣力輸渣系統對排出的底渣溫度也較敏感，正常情況下氣力輸渣系統可以接受的底渣溫度在200℃以下，而在鍋爐的運行過程中，由于煤質、冷渣器的工作狀態等原因，其底渣溫度經常不正常改變，最高時底渣溫度達350℃，對氣力輸渣管道的熱膨脹量，對氣力輸渣系統的氣動閥的密封圈，對設備系統均是嚴峻的考驗，在實際的運行過程中，底渣溫度的升高將直接關系到氣力輸渣系統的持續正常工作。

在我廠氣力輸渣系統實際調試運行過程中，由于上述各種原因，氣力輸渣系統從未連續可靠運行2天以上，在氣力輸渣系統輸送渣兩天時氣力輸渣管道磨穿3個，后經廠家對發送器及輸渣管路控制系統進行過多次技改，仍未能使我廠的氣力輸渣系統正常、可靠的運行。由于鍋爐底渣系統工作不正常，最后是采用人工出渣，造成鍋爐本體周圍粉塵飛揚，文明生產難以保證，目前，我廠至2005年9月投運至今，#1、#2、#3爐采用拖拉機人工出渣的方式。

5 底渣輸渣系統的改造

5.1 底渣輸送系統的改造

由于氣力輸渣系統的固有缺陷和尚待解決的問題，使我廠迫切的要對氣力輸渣系統進行改造，通過對國內已投運的循環流化床進行了廣泛的調查和詳細的調研，其中對底渣系統的輸送工程進行了仔細的調研和考察：

目前機械除渣的方式主要有兩種。第一種是埋刮板輸送機，然后由斗式提升機提升至渣倉，第二種是采用鏈斗輸送機直接輸送至渣倉，經反復論證，我們認為兩種輸送機的優缺點如下：

埋刮板輸送機結構成熟，風險性小，密封性能好，但它的刮板和鏈條直接埋于爐渣中，工作溫度高，磨損大，且由于循環流化床鍋爐爐渣的特殊性，埋刮板輸送機不宜傾斜布置或頭部抬起，于是斗式提升機須布置于很深的地坑當中，這和我公司這樣的多雨氣候極不適應。斗式提升機的運行速度很快，磨損量更大，其鏈條壽命通常在一年半左右，運行費用較高。

鏈斗輸送機進入電力行業較晚，它最早被應用于水泥行業，用來輸送水泥熟料，九十年代中期隨著中國循環流化床鍋爐的發展進入電力市場，被用來輸送流化床鍋爐的干態爐渣，并在相當短的時間內迅速占領了底渣輸送的市場。其實它是以沿軌道運行的料斗來水平或傾斜輸送物料的設備，料斗與其兩側的牽引鏈條螺栓聯接，鏈條上設有托鏈輪，電機牽引鏈條通過托鏈輪在導軌上運行，從而達到輸送的目的。爐渣進入料斗后與料斗呈相對靜止狀態，故沒有磨損，鏈條也不與爐渣、導軌接觸，故其磨損件很少，且對輸送介質的溫度不敏感，又因為其采用雙排牽引鏈條，故其穩定性很高。另，鏈斗輸送機具有很高的靈活性，可以大傾角輸送，一般情況下直接輸送至渣倉，可以省掉一條維護量極高的斗式提升機。

通過兩種輸送機的對比，結合我廠底渣特性，鏈斗輸送機的優勢就自然地體現在眼前了，于是我們決定采用鏈斗輸送機。

因鏈斗輸送機屬于改造項目，兼之現場情況較為復雜，我們和制造商一起，通過勘測，最終確定了一套詳細慎密的布置、安裝施工方案，主要改動以下內容：

a.將氣力輸渣系統入口至渣倉入口改為兩條機械式鏈斗輸渣部分

b.相應的控制系統，聯鎖等控制部分作相應的改造，冷渣器，渣倉部分均維持原有設備，無需改動

5.2 氣力輸渣系統、鏈斗輸渣機調試試運比較