刮板湿式除渣改造为干渣机后运行分析

张宝东

【摘 要】 传统火电机组采用刮板湿式除渣系统，随着电力科技的发展，刮板湿式除渣系统在实际运行中体现出诸多不足。华润电力（常熟）有限公司2号机组大修中将刮板湿式捞渣机改造为鳞斗式干渣机，通过机组启动后投入运行以来，改造完成后取得了良好的效果。本文主要尝试对干渣机改造后对锅炉运行的影响、经济性和存在的问题进行探讨和分析。

【关键词】 干渣机 可靠性 锅炉效率 NOX 用水 问题

1 概述

传统火电机组采用刮板湿式除渣系统，不仅存在排放水量大、系统存在湿渣水泄漏污染环境的情况，同时由于运行中水封破坏对锅炉的安全运行造成了严重威胁。因此，为满足环保及文明生产和锅炉安全运行的需要，提高设备可靠性，许多火电企业选择了将湿式除渣系统升级改造为干除渣系统。

华润电力（常熟）有限公司2号机组干渣机改造采用风冷式干除渣系统，锅炉排渣经过底部三个渣井、渣井底部挤渣门落到鳞斗式干渣输送系统，热渣在干渣机输送过程中被依靠锅炉负压吸取的冷却空气冷却， 冷却后的低于100℃的冷渣经过碎渣机粉碎后进入渣仓；被加热的冷却空气将底渣的热量带回炉膛，冷却风量根据锅炉的排渣量自动调节，且不影响锅炉的燃烧，在锅炉运行的各种工况下，最大冷却空气量不超过锅炉相应工况下燃烧空气量的1.0%并不降低锅炉的热效率。

干渣机工作流程如图1所示。

2 干渣机相对刮板湿式捞渣机运行可靠性有所提高

（1）干渣机采用鳞斗式干渣输送系统，结构牢固，故障率低。经调研：华东某厂使用干渣机两年时间，未发生过因干渣机输送系统故障而在线维修的情况；而刮板湿式捞渣机，由于长期运行中，渣中带水，负荷较大，且由于本身结构的原因容易发生链条松链、偏移、断链等情况，在运行中需要在线进行截链、拉紧等维护工作，甚至必要时需要破坏炉底水封进行缺陷处理，对锅炉安全运行造成了不利的影响。

（2）采用湿除渣系统，由于高温的渣块落入捞渣机水封中，造成水封汽化，水封瞬间破坏，炉膛负压大幅度波动，使锅炉燃烧恶化，严重时甚至发生锅炉灭火事件。华润常熟电厂在投产十年来，由于捞渣机水封汽爆和水封破坏发生过两次非停事件，而干渣机由于没有水封存在，不存在水封汽化的情况。

3 干渣机改造后对锅炉效率的影响

干渣机运行中，利用炉膛负压吸入冷却空气，冷却风量根据锅炉负荷可以自动调节，最大冷却空气量不超过相应负荷的1%。根据运行情况来看，这部分冷却风对锅炉的效率还是造成了一定的影响。

（1）正常运行中干渣机渣井热风温度约350～500℃，干渣机冷却风经过渣井时被加热后进入炉膛，提高了燃烧器及燃烧器以下区域的氧量，有助于较大颗粒煤粉的燃尽，降低了炉渣含碳量和飞灰含碳量，减少了锅炉的机械不完全燃烧损失。

（2）原刮板湿式捞渣机运行时，高温的炉渣进入捞渣机，被水冷却后经捞渣机刮板输送至渣仓，这部分的热量被白白浪费掉，而采用干渣机的锅炉，未燃尽的炉渣在渣井下部格栅上燃烧，释放出热量，靠锅炉负压抽吸的冷却风冷却炉渣至100℃以下，同时这部分冷却风被加热后送回炉膛，相当于一部分热量被回收，降低了锅炉排渣热损失，实际上对锅炉效率的提高是有利的。

（3）在进入炉膛的总燃烧空气量不变的情况下，干渣机冷却风进入炉膛后，经过空预器的风量是相应减少的，从而造成排烟温度的升高，使锅炉排烟热损失增加；但是经过空预器进入炉膛的热风温度约330℃左右，而干渣机冷却风经过渣井热渣的加热后温度可达到350℃甚至更高，从而抵消了这一部分排烟热损失对锅炉效率的影响，甚至锅炉效率会相对有所提高。

4 干渣机冷却风对NOX的影响

干渣机冷却风被渣井的炉渣加热后提高了燃烧器区域的助燃风温度，同时也增加了助燃风量，使煤粉着火燃尽时间提前，根据低NOX燃烧理论，这一过程对氮氧化物的生成是有促进作用的，造成了SCR入口氮氧化物的提高。通过技改前后对比，SCR入口氮氧化物含量提高了20～30mg/Nm3，造成了喷氨量的增加。

5 干渣机相对刮板湿式捞渣机节约用水分析

因刮板湿式捞渣机冷却水采用循环复用，其用水量消耗主要在湿渣存储和运输中湿渣含水损失、捞渣机蒸发损失两部分，分别计算如下：

单台炉每天耗煤量约5000吨，灰分16.5%，湿渣含水量约30%，水封截面积：22.187m×1.8m，水封排渣槽蒸发量：73.238Kg/ （Nm3×h），锅炉灰渣比为8：2。

湿渣含水损失：5000×16.5%×30%×20%/24=2.06t/h

水封蒸发损失：73.238×22.187×1.8/1000=2.92 t/h

合计损失量：2.06t/h+2.92 t/h=4.98 t/h

而干渣机若采用干卸渣时，炉渣中是不含水份的，因此相对刮板湿式捞渣机一年约节约用水2.49万吨；若采用湿卸渣时，计入湿渣含水损失，可节约用水约1.46万吨。

6 干渣机调试运行中存在的问题

干渣机改造后在调试、运行期间也也存在一些问题：

（1）碎渣机运行中跳闸频繁。由于锅炉大修吹管后受热面割管检查，炉膛内检修后杂物比较多，在机组启动及运行过程中碎渣机跳闸比较频繁，多则一天跳闸十余次，每次碎渣机跳闸后，维护人员现场检查均在碎渣机中检查出角铁、脚手架铁丝等杂物，今后锅炉有停炉检修工作，干渣机打开挤渣门前需要对挤渣门上杂物进行清理方可启动干渣机运行。

（2）锅炉掉大焦块需要挤渣时挤渣门操作无法程控。干渣机初设时未考虑挤渣时进行程控操作，当锅炉掉大焦时需要启动液压油泵，依次操作对应的挤渣挡板进行挤渣，操作量较大，特别是锅炉吹灰时，挤渣操作更加繁重，甚至需要连续挤渣两个小时左右，对运行人员监盘和操作造成很大压力。针对这种情况，发电部通过和厂家、热控人员协商，做出挤渣程控操作端，需要挤渣时点击“挤渣投入”按钮，按照顺序自动启动液压油泵、切换油泵出口切换阀、关闭对应挤渣门、延时40S后发挤渣门开指令，挤渣门开启到位则一次挤渣操作完成，极大地节省了运行人员挤渣操作量。

（3）干渣机设置冷风挡板通流量偏小，锅炉吹灰渣量大时，干渣机斜升段渣温得不到充分冷却，有时候达到100℃以上，为防止进入渣仓的渣温过高在渣仓中形成板结，在干渣机斜升段尾部打开了4个观察孔辅助进风，使斜升段炉渣得到充分冷却，同时这部分冷却风也通过炉渣加热进入炉膛，起到回收热量的作用。

（4）冷却风由于阻力的影响，干渣机运行中离斜升段最近的渣井进入冷却风量较大，渣井中热风温度相对远端渣井温度偏低80～100℃，对炉膛中温度分布，以及由于三个渣井风量不均衡，对炉渣能否充分冷却，热量能否充分回收这些方面的影响需要进一步进行探讨。

7 结语

综上所述，刮板湿式捞渣机改造为干渣机后，虽然干渣机冷却风增加燃烧器的助燃作用提高了SCR入口氮氧化物的含量，但总的来说对于锅炉效率的提高是有着积极意义的，并且在目前锅炉正常运行中渣量偏大的情况下，在减少锅炉排渣热损失和减少锅炉机械不完全燃烧损失方面的作用更加明显。由于干渣机本身用水量较少或不用水，且在负压状态下运行，基本上杜绝了现场由于跑冒滴漏污染环境的现象，同时也减少了运行中废水排放，完全符合现阶段社会发展经济、环保的主题要求。

参考文献：

[1]《华润电力常熟有限公司3X650MW燃煤机组湿渣机改干渣机EPC项目技术协议》.

[2]《华润电力常熟有限公司2X600MW燃煤机组刮板捞渣机技术规范》.