1、前言
某發(fā)電廠1號、2號機(jī)組設(shè)計(jì)為超臨界直流燃煤機(jī)組，鍋爐由俄羅斯波道爾斯克奧爾忠尼啟澤機(jī)械制造廠制造。鍋爐設(shè)計(jì)為單爐膛、全懸吊、“T”型爐結(jié)構(gòu)，燃燒當(dāng)?shù)禺a(chǎn)褐煤，煤種低位發(fā)熱量為2815kj/kg、灰分為12.09%。鍋爐運(yùn)行時落入爐底的灰渣經(jīng)冷卻水降溫后由4臺螺旋式撈渣機(jī)撈出直接進(jìn)入渣溝，并通過沖渣泵排至脫水倉脫水、濃縮機(jī)濃縮，脫水后的灰渣一起通過皮帶送到露天礦回填坑，經(jīng)濃縮機(jī)處理后的水經(jīng)過供水泵、沖渣水泵后再次排人除渣系統(tǒng)循環(huán)利用。
針對其除渣系統(tǒng)龐大，存在的環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)設(shè)備多、故障多等種種問題，為簡化除渣系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，將原除渣系統(tǒng)中螺旋式撈渣機(jī)改造為以鋼帶式輸渣機(jī)為主的干式除渣系統(tǒng)。分別于2005年7月和2006年6月完成了對l號、2爐的改造，2號爐在1號爐成功改造的基礎(chǔ)上對設(shè)備布置、選型等方面做了改進(jìn)，也取得了一些不錯的效果，但從總體效果看存在一定問題，還需要綜合2臺爐系統(tǒng)改造經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2、1號、2號爐干除渣技術(shù)系統(tǒng)
2.1 1號、2號爐干除渣改造布置方式對比
該電廠燃用當(dāng)?shù)睾置核州^大而采用風(fēng)扇高速磨直吹式制粉系統(tǒng)，煤粉均勻性較差、一次風(fēng)剛性差，粗顆粒在爐膛內(nèi)未得到充分燃燒，因此爐底排渣裝置中專門設(shè)計(jì)了帶有風(fēng)帽的液壓關(guān)斷門，在關(guān)斷門下部引入350℃的三次風(fēng)，從風(fēng)帽內(nèi)吹出熱風(fēng)使?fàn)t渣在關(guān)斷門上二次燃燒，根據(jù)需要設(shè)定8個關(guān)斷門按一定間隔時間依次開啟(運(yùn)行調(diào)試過程中設(shè)定時間2min)。
由冷灰斗關(guān)斷門上落下的熱爐渣（850℃左右），經(jīng)爐底排渣裝置落到鋼帶式輸渣機(jī)的輸送鋼帶上，隨輸送鋼帶低速移動。在鋼帶機(jī)頭部主風(fēng)門及本體輔助風(fēng)門引入的冷風(fēng)再次吸收落在傳輸鋼帶的爐渣熱量，使熱爐渣在輸送鋼帶上逐漸被冷空氣冷卻，完成冷空氣與高溫爐渣間的熱交換，冷空氣吸收爐渣物理顯熱，使自身溫度升高后進(jìn)入爐膛，最終由爐底進(jìn)入爐內(nèi)的混合風(fēng)溫大于220℃，所以干除渣改造后使鍋爐效率增加。
1、2號爐干除渣系統(tǒng)布置區(qū)別主要體現(xiàn)在鋼帶機(jī)過渡段下部設(shè)備布置上，1號爐除渣系統(tǒng)布置見圖1，1號爐設(shè)計(jì)中：灰渣首先經(jīng)過一級環(huán)錘式碎渣機(jī)（設(shè)計(jì)1臺），破碎后排出的渣粒徑小于15 mm。然后經(jīng)由中間的一級渣倉進(jìn)入二級雙光輥碎渣機(jī)（按一運(yùn)一備2臺設(shè)計(jì)），二級碎渣機(jī)的破碎粒度根據(jù)后續(xù)輸送系統(tǒng)的需要設(shè)計(jì)，控制出口粒度在1～3mm，以滿足干渣輸送條件。中間的一級渣倉上設(shè)計(jì)有輔助事故放渣口，滿足事故情況下直接用小型運(yùn)輸車外運(yùn)爐渣的需要。
2號爐除渣系統(tǒng)布置見圖2。2號爐設(shè)計(jì)中：過渡段落下灰渣直接進(jìn)入環(huán)錘式碎渣機(jī)（一運(yùn)一備二臺設(shè)計(jì)），環(huán)錘式碎渣機(jī)出口渣粒控制在≤5mm以滿足干渣輸送條件。
2.2干渣雙套管正壓輸送系統(tǒng)
經(jīng)圖l、2中破碎設(shè)備處理后的渣粒進(jìn)入下部輸送罐內(nèi)，輸送罐到干渣倉的管線布置距離約560 m左右，垂直爬高約30 m，由于輸送距離較長，選用雙套管正壓氣力輸送系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送。由于干渣的磨損較強(qiáng)且粒徑較粗難于輸送，每臺爐設(shè)計(jì)為2套獨(dú)立的雙套管輸渣系統(tǒng)，在一套系統(tǒng)出現(xiàn)故障時另一套系統(tǒng)立即可以自動投入運(yùn)行。
3、運(yùn)行中出現(xiàn)問題分析及改進(jìn)措施
3.1高溫渣在鋼帶機(jī)上著火
為保持爐膛負(fù)壓及鍋爐經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行，幾個渣斗關(guān)斷門定時間隔打開，遇煤質(zhì)變差時渣量很大，熱渣極易在關(guān)斷門關(guān)閉期間堆積結(jié)焦后形成蓬渣現(xiàn)象。熱渣在關(guān)斷門上出現(xiàn)蓬渣現(xiàn)象時間過長后，打開關(guān)斷門往下放渣時，堆積在鋼帶上的熱渣在外運(yùn)的過程中繼續(xù)二次燃燒，致使鋼帶頭部溫度很高，甚至將鋼帶機(jī)頭部燒紅變形。
3.1.1鋼帶機(jī)上著火產(chǎn)生原因
(1)針對此電廠鍋爐采用“T”型布置爐膛負(fù)壓較大、煤粉均勻度較差燃燒不完全等特點(diǎn)，采取的爐底排渣液壓關(guān)斷門上爐渣二次燃燒技術(shù)雖然在一定程度上提高了灰渣的燃燼，但間隔一定時間排放燃燒熾烈的爐渣，爐渣在鋼帶機(jī)上分布呈堆狀且分布不均勻。在煤質(zhì)較次渣量增大情況下，此現(xiàn)象更為明顯造成爐渣在鋼帶機(jī)上得不到充分冷卻；
(2)鋼帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率、進(jìn)風(fēng)開度參數(shù)及進(jìn)風(fēng)位置調(diào)整不理想。
3.1.2運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化措施
(1)鋼帶機(jī)主輔冷卻風(fēng)調(diào)整：加大鋼帶機(jī)直段和過渡段側(cè)輔助風(fēng)門的通風(fēng)量，減小鋼帶機(jī)頂部主風(fēng)門進(jìn)風(fēng)量。輔助風(fēng)門進(jìn)氣沿鋼帶機(jī)長度方向上分布均勻且與鋼帶上灰渣逆流換熱，而主風(fēng)門進(jìn)氣與鋼帶機(jī)上渣不能形成逆流換熱，此部分風(fēng)只是掠過鋼帶機(jī)上渣表面，因此較輔助風(fēng)門進(jìn)氣冷卻效果差；
(2)調(diào)整鋼帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率：鋼帶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率直接影響鋼帶機(jī)上渣的冷卻速度，現(xiàn)場在10～20Hz范圍內(nèi)調(diào)整改變鋼帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率在15Hz時較為理想；
(3)縮短關(guān)斷門的關(guān)閉時間，增加關(guān)斷門的開啟次數(shù)，減少熱渣在關(guān)斷門上的停留時間，降低熱渣在渣斗里結(jié)焦的可能；
(4)增大爐膛下方三次風(fēng)的進(jìn)風(fēng)量，使?fàn)t膛燃燒火焰中心位置上移，同時較大顆粒的煤粉也可在具有一定剛度的三次風(fēng)托舉下，延長其在爐膛內(nèi)的燃燒時間，避免或減少其在關(guān)斷門及鋼帶機(jī)上二次燃燒。
3.1.3設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上改進(jìn)措施
分別在鋼帶機(jī)水平段中部、過渡段上部布置1套爐渣攤平裝置，使呈堆狀的爐渣在經(jīng)過攤平裝置后在鋼帶機(jī)上分布均勻得到充分冷卻。
3.2葉輪給料機(jī)下輸渣管內(nèi)著火
葉輪給料機(jī)下部加速室運(yùn)行中著火，產(chǎn)生原因如下：
(1)來自葉輪給料機(jī)的料流并非連續(xù)的，轉(zhuǎn)子格腔放出物料的“栓”，在下一個料栓落下之前，需要足夠氣流將整個料栓卷入，否則料栓可能合并而在管道起點(diǎn)出現(xiàn)沉積問題，又會因2個方面情況增大物料堆積可能性：一方面空氣進(jìn)入混合室內(nèi)突然膨脹，因而降低實(shí)際“初始起動”氣速；另一方面直徑相對大輸送管道容易使物料剛過給料點(diǎn)后就過早沉積。
采用加速混合器產(chǎn)生稍微的負(fù)壓，使物料從閥內(nèi)被吸出并吹進(jìn)輸送管內(nèi)。漸縮段產(chǎn)生的較高“初始起動”速度，有可能使蓬松的物料跨過相對高速氣流時形成搭橋，見網(wǎng)3所示，物料“座落”在氣流頂部，只有少量物料斷開落下并被送走，導(dǎo)致輸送量很低而物料在旋轉(zhuǎn)閥下部管道內(nèi)堆積。解決辦法裝設(shè)一根短的旁通管，將加速混合室與下落管的背部連接起來，這就有助于破壞下落管內(nèi)灰渣的搭橋。電廠實(shí)際改造中將加速混合室改造為普通直落型混合室，較好地解決了結(jié)焦問題。
(2)在輸送罐內(nèi)部能產(chǎn)生非對稱的流動模式：輸送過程中對返回到給料機(jī)頂部的空出格腔優(yōu)先裝滿，見圖4。圖中葉輪逆時針旋轉(zhuǎn)，靠近圖右倉壁附近的物料優(yōu)先下落排出，而另一側(cè)物料沉積，導(dǎo)致在輸送罐內(nèi)出現(xiàn)漏斗流，物料積累在料斗的器壁上造成料斗出口粘性搭橋、偏析等現(xiàn)象的發(fā)生。溫度較高時在此處引發(fā)二次燃燒，由于渣溫度升高在輸送過程中產(chǎn)生堵塞結(jié)焦。解決辦法主要在運(yùn)行方式上采取措施，給料機(jī)定期反轉(zhuǎn)運(yùn)行解決物料出料偏析問題。
3.3緩沖斗與輸送罐容積不匹配
1、2號爐渣輸送罐容積設(shè)計(jì)分別為4 m3、2m3，2臺爐都存在緩沖斗與輸送罐容積不匹配，緩沖斗容積設(shè)計(jì)均為10m3。2號爐輸送罐滿料位正常的輸送時間為7～8min，在渣量較大時，向緩沖斗進(jìn)料僅5 min就出現(xiàn)料位報(bào)警，而此時輸送還沒結(jié)束，此時必須倒換另一列運(yùn)行，否則碎渣機(jī)就將滿料停運(yùn)，甚至堵塞。
調(diào)試過程中考慮重新匹配緩沖斗與輸送罐容積難度，采取將給料機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率加大、加快輸渣過程、減少物料裝填進(jìn)料時間，也基本解決了這一問題。但給料機(jī)電機(jī)設(shè)定頻率不能超過40Hz以免下落渣量過多得不到及時輸送引起管道堵塞。
3.4輸送管道磨損問題
運(yùn)行近2年后現(xiàn)場解剖1號渣輸送管道，該管位于起始管道后400 m左右。檢查發(fā)現(xiàn)，除原發(fā)現(xiàn)的焊口磨損外，其整條管道的底部有不規(guī)則、不均勻的鱗片狀磨損，嚴(yán)重的其底部已磨出溝槽，甚至有約1-6 m長的管段底部被磨穿。目前，根據(jù)其磨損機(jī)理正在研制適合輸渣的新型內(nèi)鰭管道來解決這一問題。
3.5鋼帶機(jī)過渡段處積渣
干排渣系統(tǒng)鋼帶機(jī)由于投運(yùn)初期熱渣在鋼帶機(jī)頭部下方的過渡段結(jié)焦蓬渣，鋼帶機(jī)清掃鏈處細(xì)渣倒流，導(dǎo)致過渡段底部積灰過多，由于刮板與鋼帶機(jī)底板的中間部位有間隙，細(xì)灰在被刮板往上帶時一部分從此間隙流下。在頭部堆積過高而倒溢，造成鋼帶機(jī)過渡段處集渣，埋死此處的托輥造成超載使托輥無法轉(zhuǎn)動，與鋼帶發(fā)生干摩擦，同時也堵死冷卻風(fēng)的進(jìn)入。
3.5.1形成原因
頭部碎渣設(shè)備接口較多，受高度空間制約，碎渣機(jī)、緩沖斗等設(shè)備之間接口采用插口連接，漏風(fēng)較大。造成鋼帶機(jī)傾斜段向下冷卻氣流速度較大，將刮板上部分細(xì)灰又重新吹落到過渡段，造成過渡段積灰。
3.5.2解決措施
初期改造在刮板土加了膠皮積灰現(xiàn)象有所改善，膠皮易磨損運(yùn)行一段時間后刮灰效果較投運(yùn)初期下降很多。使用效果不理想。
后期改造中加高鏈條刮板高度、增加清掃鏈刮板密度以增大鏈條帶灰量，在頭部加裝隔風(fēng)板減少漏風(fēng)的影響。在運(yùn)行方式上采取加大清掃鏈運(yùn)轉(zhuǎn)頻率、減小主風(fēng)門開度以降低對清掃鏈帶灰能力的影響及清掃鏈間斷程控運(yùn)行。采取以上措施后較好解決了這一問題。
3.6 2號爐三通翻版閥處堵渣結(jié)焦
2號爐干渣系統(tǒng)鋼帶機(jī)頭部過渡段下方增設(shè)三通翻板閥，其下部接2臺環(huán)錘式碎渣機(jī)（一運(yùn)一備），但在此處多次出現(xiàn)蓬渣結(jié)焦現(xiàn)象，產(chǎn)生原因及處理措施如下：
(1)處理三通翻板閥以下的過渡管、碎渣機(jī)和中間渣斗的密封情況，防止此部位由于漏風(fēng)進(jìn)氣而造成堆積在此的渣產(chǎn)生二次燃燒；
(2)將鋼帶機(jī)頭部的阻旋料位機(jī)和溫度測點(diǎn)安裝位置盡量往下移，可將其移到頭部下罩體的后板上，渣溫異常時提前發(fā)出報(bào)警信號及早進(jìn)行處理；
(3)三通翻板閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，落料傾斜角度、結(jié)構(gòu)存在死角也是導(dǎo)致積渣的原因，應(yīng)改進(jìn)增大其下落角度；
(4)熱渣在鋼帶機(jī)頭部蓬渣結(jié)焦說明當(dāng)時熱渣在鋼帶還未得到充分冷卻，因此減少此現(xiàn)象發(fā)生方法是在不影響爐膛正常的情況下增加鋼帶機(jī)的進(jìn)風(fēng)量，在鋼帶機(jī)靠近頭部的傾斜段多裝幾個可調(diào)的側(cè)輔助風(fēng)門以增大冷卻風(fēng)降低爐渣溫度。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置
結(jié)合1號、2號爐改造成功經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，鋼帶機(jī)干渣輸送系統(tǒng)還應(yīng)在以下幾個方面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化加以改進(jìn)：
(1)1號爐的一級碎渣機(jī)設(shè)計(jì)一臺，沒有備用切換，其發(fā)生故障時整套系統(tǒng)不能運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)由現(xiàn)在的單臺改為2臺×100%出力設(shè)計(jì)，一用一備，提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。目前國內(nèi)外還沒有真正適合高溫工作條件及要求一定出口破碎粒度的破碎機(jī)，需要盡快研制開發(fā)適應(yīng)，改碎渣機(jī)雙級布置為單級布置，節(jié)約高度空間，增加設(shè)備布置設(shè)計(jì)靈活性；
(2)根據(jù)1號爐一級碎渣機(jī)內(nèi)兩端固定環(huán)錘的端板的磨損情況，一級碎渣機(jī)上方與鋼帶機(jī)連接的過渡渣斗的寬度應(yīng)變窄，使鋼帶機(jī)上落下的渣塊均勻落到一級碎渣機(jī)的環(huán)錘上進(jìn)行破碎，避免渣塊進(jìn)入端板和箱體內(nèi)壁之間而磨壞端板的外壁；
(3)中間緩沖倉的容積設(shè)置為3m3較為合適，輸送罐的容積設(shè)置為2.5m3使之與其匹配；
(4)鋼帶機(jī)清掃鏈運(yùn)行一段時間由于鋼件變形拉長及鏈節(jié)根部磨損使清掃鏈伸長，由于鏈子伸長下垂，上鏈幾乎要與下鏈相碰。上下鏈如果相互干涉纏繞在一起，將發(fā)生掉鏈和壓鏈輪軸承座損壞現(xiàn)象，并引起清掃鏈張緊裝置和液壓缸的損壞。1、2號爐運(yùn)行過程中都發(fā)生過此類問題，除運(yùn)行一段時間后及時調(diào)整清掃鏈長度外，設(shè)計(jì)中應(yīng)在過渡段處上下鏈之間加隔板，以避免上下鏈相互干涉。
