风冷干式排渣机清扫链系统的优化及应用

马兴才，王凯云，苏富强

（1.国电宁夏英力特宁东煤基化学有限公司宁东发电厂，银川 750001；2.宁夏青铜峡铝业发电公司，银川 750001；3.杭州华源前线能源设备有限公司，杭州 310030）

风冷干式排渣机清扫链系统的优化及应用

马兴才1，王凯云2，苏富强3

（1.国电宁夏英力特宁东煤基化学有限公司宁东发电厂，银川 750001；2.宁夏青铜峡铝业发电公司，银川 750001；3.杭州华源前线能源设备有限公司，杭州 310030）

针对火电机组风冷干式排渣机清扫链系统磨损严重、易脱链、运行成本高、故障多的问题，分析了产生问题的原因，提出了优化方案。对比了优化前后清扫链系统的使用情况，对比结果表明，优化后的清扫链系统能有效降低运行成本，大幅度减少系统维护工作量。

火电机组；风冷干式排渣机；清扫链系统；结构；优化设计；工艺流程

1 风冷干式排渣机概况

近年来，风冷干式排渣机（以下简称风冷干渣机）在我国燃煤电厂中的应用已进入了快速发展阶段，该机具有简单、安全、可靠、节能、节水、环保、运行成本低、维护工作量少的特点，得到了国家政策的鼓励和扶持［1］。随着风冷干渣机在火电机组中的广泛应用，其安全高效运行的特点越来越受到企业的重视。该机的清扫链输送系统是保证机组经济高效运行的关键。

风冷干渣机清扫链系统作为该机的底部细渣清扫装置，是为了防止从风冷干渣机输送带上掉下的细渣堆积在干渣机底部对干渣机输送带造成磨损而设置的。从风冷干渣机运行中出现的故障统计来看，清扫链系统是风冷干渣机故障率高发的部件，约占风冷干渣机故障率的82.3%［2］，风冷干渣机运行时间越长，清扫链的故障率就会越高。

当干渣机提升角度超过细渣休止角、干渣机清扫链刮板在提升段刮渣输送时，由于炉膛负压吸引和重力作用，且干渣机两侧设置了防磨板，细渣在输送过程中会从清扫链刮板与干渣机箱体底板之间的缝隙流回干渣机转弯段，导致干渣机转弯段大量积渣。风冷干渣机结构如图1所示。为了减少转弯段积渣，本应间断运行的风冷干渣机清扫链系统不得不连续运行，这就直接导致了清扫链磨损加剧。干渣机清扫链连续运行一段时间后，清扫链两侧链条由于张紧力的作用而拉长，链条被拉长后会变松弛，极易脱落。

2 风冷干渣机清扫链系统的优化设计

清扫链是风冷干渣机的重要部件，在实际使用中属于故障高发部件。当干渣机提升角大于细渣休止角时，清扫链斜坡段刮送细渣效率会变差，张紧转弯段清扫链的力会急剧变大，托轮、压轮磨损会明显增加，使用寿命会显著降低。

图1 风冷干渣机结构

同时，清扫链与输送带出渣口同为碎渣机系统，当碎渣机发生故障时，大量渣块会倒灌入干渣机底部，造成清扫链跑偏、错齿、刮板变形、链条脱轨等。

为彻底解决风冷干渣机清扫链系统在运行中存在的问题，在系统设计时采用以下优化措施。

（1）风冷干渣机系统改造。将清扫链驱动装置由原来安装在干渣机头部改为安装在转弯段并在转弯段加装1个吊渣斗，吊渣斗主要用于储存和分选水平段清扫链刮板输送来的细渣和提升段滑落下来的细渣。清扫链主要用于刮送水平段到转弯段之间从输送带上落下的细渣，使之落到吊渣斗内。干渣机提升段部分的主要作用是将干渣机输送带上落下的细渣通过自重和辅助振打装置自由滑落到转弯段吊渣斗内。为了防止因碎渣机故障或满渣仓而导致返回的大渣块进入气力输渣系统，在干渣机转弯段吊渣斗上加装一个细渣分选装置。在吊渣斗的下方安装一套正压浓相气力输送系统。

（2）气力输送系统。在设计气力输渣系统时，在吊渣斗下方设置一套完整正压浓相气力输灰系统。输送泵选用立体气化密相泵，进料阀、出料阀选用耐磨的陶瓷阀，输送阀选用流量调节阀，使进入输送单元的空气量通过流量调节阀实施实时控制，在输送管道上安装实时取样的压力变送器。为了减少管道输送时的阻力，在输渣管道设计时应进行优化。在优化设计时，应尽量减少弯头数量，采用大曲率陶瓷耐磨弯头。

（3）控制系统。为了建立气力输渣系统稳定输送流场［3］，作者设计了采用基于模糊控制理论的控制系统。控制系统采用就地控制和远程集中控制方式，远程集中控制系统设置了上位机和下位机，在上位机上可实时监控输送系统的运行情况，在下位机上采用了可编程逻辑控制器（PLC）控制系统。数据的采集和处理由计算机自动完成，根据输送管路上的压力来调节输送阀的开度大小，以保证系统的安全稳定输送。

（4）风冷干渣机输送系统的优化设计。优化后，风冷干渣机清扫链长度大大缩短，同时减少了清扫链涨紧力，清扫链磨损也大大减轻。优化前后风冷干渣机如图2、图3所示。

图2 优化前风冷干渣机简图

3 优化后的清扫链输送系统及应用

3.1 优化后的清扫链输送系统

ND电厂＃1，＃2机组于2013年9月进行了风冷干式排渣系统改造，机组锅炉为SG-1151／17.5-M4008亚临界、自然循环、单汽包、单炉膛平衡通风、四角切圆燃烧、一次中间再热、燃烧器摆动调温、紧身封闭、固态排渣、全钢构架Π型汽包煤粉炉。锅炉设计煤种为神华宁煤烟煤，设计煤种的飞灰化学成分及物理特性见表1，风冷干式排渣机的设计参数见表2。

表1 飞灰化学成分及物理特性

图3 优化后风冷干渣机简图

表2 风冷干渣机设计参数 t／h

依据表1、表2提供的数据要求，用于ND电厂＃1机组的气力输渣系统设备配置如下。

（1）输送泵等设备。为满足机组出力要求，输送泵选用风冷干渣机专用的立体气化密相输送泵。为保证气力输渣系统的安全稳定运行，进料阀、出料阀应选择气控陶瓷双插板阀，输送阀选择可控流量调节阀。

（2）程控系统选择。根据风冷干渣机气力输渣系统工艺流程的要求，程控系统主要包括PLC控制系统组态、控制设备、程序编制和现场调试等。气力输渣系统主要作用是将清扫链刮来的细渣通过输送泵输送的形式输送至渣仓，气力输渣系统包括料斗、手动插板门、进料旋转阀、透气阀、出料阀、进气阀、输送阀等。气力输渣系统系统工艺流程如图4所示。

（3）输渣管道布置采用了优化后的管道布置方案，在输渣管道上设置了压力变送器，用于实时监控输渣压力，并作为输送阀开度自动调节的依据。

图4 气力输渣系统工艺流程

3.2 优化后的清扫链输送系统在火电机组风冷干渣机上的应用

根据气力输渣系统工艺要求，控制部分采用全自动程控系统，系统采用就地控制和远程集中控制2种方式，就地控制界面如图5所示。优化设计后的基于清扫链输送的风冷干式排渣系统运行稳定，清扫链链条磨损大大减轻，使用寿命明显延长。与改造前机组清扫链输送系统相比，风冷干渣机系统运行稳定，维护工作量少，维护成本明显降低，相关参数对比见表3。

图5 风冷干式排渣输送系统控制界面

表3＃1锅炉风冷干渣机改造前、后运行情况

4 结论

在风冷干渣机清扫链输送系统存在问题分析研究的基础上，对清扫链输送系统进行了优化设计，并对优化后的清扫链输送系统进行了应用研究。优化前、后清扫链输渣系统在＃1锅炉风冷干渣机上的使用情况表明，优化后的清扫链输渣系统可以有效减少清扫链磨损，降低运行成本，提高输送效率。

［1］解金禄，沈洪清，苏富强.干排渣机负压输送系统的优化及应用［J］.华电技术，2012，34（11）：53-55.

［2］肖敏，金玉聪，王瑞平，等.干渣机清扫链故障分析及处理［J］.内蒙古电力技术，2010，28（z1）：74-75.

［3］苏富强，蒋闻文，王勇，等.基于稳定输送流场的正压浓相气力输灰系统研究及应用［J］.华电技术，2010，32（2）：1-3.

（本文责编：王书平）

TK 227.3

：B

：1674-1951（2015）01-0042-03

马兴才（1980—），男，宁夏银川人，工程师，从事火电厂工程建设管理及电厂生产技术管理（E-mail：mxingc＠163. com）。

2014-04-15；

2014-10-08

王凯云（1978—），女，宁夏银川人，助理工程师，从事火电厂热能动力设备生产管理方面的工作。