热电联产煤粉炉电厂除灰渣系统方案分析

热电联产煤粉炉电厂除灰渣系统方案分析

苏大勇

国电吉林热电厂

摘要：随着社会发展，带动了我国各个行业领域的进步。除灰渣系统包含除灰系统与除渣系统，在电厂锅炉运行中起到辅助作用。文章围绕辅机型号、锅炉种类、灰渣量、燃煤量等要素研究适合电厂除灰渣系统的两种方案，经过方案的分析与经济技术的对比，最终确定最佳除灰渣系统方案，其中方案一的干渣机械收集方案操作简单，工作环节较少，技术较为可靠，对于我国大部分地区电厂具有较大的应用推广价值。

关键词：煤粉炉；电厂；除灰渣系统

引言

随着人们对节能工作的重视,在企业新建生产装置中,不但将节能措施视作具有社会效益,而且是企业取得经济效益的重要手段之一。但是,对于我国为数众多的化肥生产老企业,限于当时建设条件,对采用的生产工艺技术落后,有效节能措施较少,造成工厂长期耗能高。在目前激烈的市场竟争中,如何对老系统进行技术改造采取有效的节能措施,已提到了议事日程上来。我厂为70年代初建成投运的中型化肥企业。从当时标准看,热力系统采取了较先进的节能措施。但是,随着生产的发展,技术的进步,原热力系统用能不合理状况逐渐显露出来。因此,迫切需要对原热力系统进行技术改造。这样,应优选一项符合本单位实际的节能改造方案。

1热电联产锅炉除灰渣运行原理概述

煤炭经过锅炉燃烧之后，所产生的不可燃的固态残余物便是灰渣，经过煤粉炉的冷灰斗或燃炉后方渣斗所排出的固体残余物被称为渣，被烟气从炉膛中带出的固态燃烧残余物称为灰。其中颗粒度大的灰粒子积累在烟道的受热管或烟道其他位置，而除尘器中烟气与灰粒子相互分离，剩余的灰粒子随着烟气排入大气。由于灰渣是火电厂燃烧产生的废弃物，应及时清理掉，并科学设计机械化的电厂除灰渣方案

2除灰渣系统的方案选择

2.1除灰系统

除灰系统选取正压浓相气力除灰系统，其工艺流程如下：除灰器的灰斗在排灰后经过灰斗下放的传送器由管道中的压缩空气将其传送到灰库中。本课题中建立3座直径是12m，容积是1800m3的灰库，此灰库可以通过布袋除尘器储存超过36小时的排灰量。在灰库的上方有真空释放阀、压力、布袋除尘器等装置，可以确保灰库运行安全，使气体排放符合标准。灰库的下方设置气化的装置，通过空气电加热器、灰库气化风机等提供热空气，避免干灰出现板结问题，保证其具有一定流动性，方便装卸干灰。在灰库中配备两台双轴搅拌机与一台汽车散装机，将150t/h的灰库中干灰经过气动圆顶阀、手动插板阀、干灰散装机、电动给料机等排到灌式运灰车中，利用运灰车将干灰运送到综合利用点中进行综合应用，或者经过双轴搅拌机进行加湿操作，将其变为含水量为20%加湿灰，利用自卸运输汽车定期将其运送到灰场中进行碾压。除灰系统中两个锅炉是一个设计单元，可以通过程序控制并定期运行。因此在整个运行系统中，应统一使用与压缩空气，如仪控用气、运输除灰用气、主厂房的厂用压缩空气、脱硫仪控用气、化学仪控用气等，用到的气源经过5台螺杆空压机和相关处理设备来提供，安置在除灰集控楼或者空压机房中。为了确保整个电厂中仪控气源的稳定性，应在压缩空气母管上方加设1个止回阀，通过专门的空压机为仪控储气罐进行供气，其他的空压机也可以为此仪控机储气罐运输气体。此工程中两台锅炉使用5台运灰汽车运输，实行两班制工作，每班车运行6.5小时。

2.2石子煤处理系统

中速磨煤机排出的石子煤由于具有重度大、颗粒大、硬度高、温度高等特性,使得石子煤在输送上具有一定的难度。目前石子煤的输送主要采用水力喷射器和机械两种输送方式。考虑到采用水力喷射器输送不仅耗水量大,对输送距离和输送量的变化适应能力差,而且投资也巨大。采用电动翻斗车转运系统不仅系统简单,而且便于维护保养,同时减轻了运行人员的劳动强度,本工程石子煤输送采用电动翻斗车转运至自卸载重汽车上运往灰场方式。

2.3　除灰系统

除灰系统采用正压浓相气力除灰系统。工艺流程为:除尘器灰斗排灰经设在每个灰斗下的发送器通过管道由压缩空气直接输送到灰库。本期工程共设容积为1800m3,直径为12m的灰库3座,灰库可储存布袋除尘器36h以上的排灰量。每个灰库顶部均配有布袋除尘器及压力和真空释放阀,以保证空气的排放符合标准和灰库的安全;灰库底部设有气化装置,由灰库气化风机、空气电加热器提供热空气,防止干灰板结,并使干灰具有一定的流动性,便于卸干灰;在每座灰库下设有1台汽车散装机和2台双轴搅拌机,出力均为150t/h。灰库干灰经手动插板门、气动圆顶阀、电动给料机和干灰散装机排至罐式运灰车,由运灰车运送至综合利用点供综合利用;或由双轴搅拌机加湿成含水为20%的加湿灰,定期由自卸运输车运至灰场碾压。除灰系统两台炉为一个设计单元,采用程序控制,定期运行。

全场用压缩空气统一考虑,包括除灰输送用气和仪控用气、主厂房厂用压缩空气和仪控用气、化学仪控用气、脱硫仪控用气。所用气源由5台螺杆式空压机及后处理设备提供,布置于空压机房及除灰集控楼零米。为保证全厂仪控气源的稳定,在压缩空气母管上设置1个止回阀,使1台空压机只能为仪控储气罐供气,其他空压机也可为仪控储气罐供气。本工程2台炉设运灰汽车5台,采取二班制运行,每班运行6.5h。全厂压缩空气用气量(两台炉)。

3方案和经济技术比较

在除渣系统中，方案一和二都是利用干除渣的方法，而干除渣方案的最大优势在于通过自然风使高温炉渣迅速冷却变为可以直接运输或者存储的冷渣，减少工作的排渣冷却用水量以及相关澄清水系统和设备，节省大量水资源，减少设备的运行维护费用和电厂运行成本。同时干渣中包含的氧化钙没有被破坏，因此可以直接应用在建筑材料方面，确保干渣的综合利用效益。除渣系统中方案一与二的不同之处在于，捞渣机使用后方案一采取的是机械收集方式，而方案二是气力收集方式，方案一系统运行环节较少、结构简单、技术安全可靠，但是会对主厂房之外的环境造成污染；方案二系统布置灵活多样、污染较小，但是系统运作流程十分繁琐、生产过程较多、运行维护的费用高、投资金融高，还需要加大空压机的系统出力。两种方案的技术及金额比较如下：方案一技术方面较适合大量的渣灰输送，具有运行和维护的经验、自动化程度高、维修费用低。经济方面设备购置和安装费用约在1100万元左右，土建费约为25万元。方案二，对于大量的渣灰输送安全性和可靠性低、运行能耗大。同时对于锅炉的排渣颗粒具有较高的要求，适应性不强，需要加设细碎机，且管道磨损速度较快，因此大多使用耐磨的弯头和管道，经济方面设备购置和安装费用约在1300万元左右，土建费约为20万元。经过两种方案的比较可以发现，从技术优势上看，方案一的链条式捞渣机工作方案经济投资少，技术可靠性强，人力要求不高，干渣利用率高。因此本课题推荐应用方案一。

结语

本工程选择的除灰渣系统具有系统简单、运行环节少、技术可靠、运行成本低等优点,在我国半干旱地区露天煤矿坑口电厂具有重要的推广应用价值。

参考文献

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