华电能源股份有限公司佳木斯热电厂除灰渣系统探讨

华电能源股份有限公司佳木斯热电厂除灰渣系统探讨

吕子祥

华电能源股份有限公司佳木斯热电厂环保分场黑龙江佳木斯154005

摘要：佳木斯热电厂四期、五期工程装机容量为4×100MW机组，六期扩建2×300MW供热机组。现4×100MW机组已停运拆除。因原4*100MW机组关停，导致供热扩建机组的部分系统因老机的关停的受到一定的影响，其中之一除灰渣系统。本文就分析了作者所在公司的热电厂除灰渣系统，提出了具有针对性的改造方案。

关键词：热电厂；除灰渣系统；改造方案；分析

1佳木斯热电厂厂除灰渣系统概况

佳木斯热电厂原有4台100MW机组已停运，目前仅后期扩建的2台300MW机组在运行。热电厂燃煤煤种为低值烟煤、褐煤，且灰分较原设计增大;设计煤种为烟煤（混煤）低位发热量5200大卡/千克；灰份(收到基)26.94%，水份(收到基）6.4%，而实际煤种煤炭收到基低位发热量3800大卡/千克；灰份40%，水份16.37%。

1.1原4台100MW机组厂内灰渣泵房设备及管道

热电厂内原有灰渣泵房共设置4台灰渣泵、3条Ф426×10输灰管道，厂内至中继泵房距离7971m(管道长度)。现在脱水仓投入运行情况下，一台泵运行。

（1）泵型号：250PN；流量：1040m3/h、扬程：75m，2台(＃1～＃2)。1987年5月出厂。

（2）泵型号：250ZGB；流量：1496m3/h、扬程：85m，1台(＃3)。1996年出厂。

（3）泵型号：250ZJ-I-A96；流量：1080m3/h、扬程：90m，1台(＃4)1996年出厂。

1.2原4台100MW机组厂外中继灰渣泵房设备及管道

热电厂厂外原有中继灰渣泵房共设置5台灰渣泵、3条Ф426×10输灰管道，中继泵房至贮灰场距离4419m(管道长度)。现一台泵运行。厂内原有100MW机组中继灰渣泵房共有3种灰渣泵：

泵型号：250PN；流量：830m3/h、扬程：57.5m，1台(＃1)。1987年5月出厂。

泵型号：250ZJ-I-A9；流量：1080m3/h、扬程：90m，1台(＃3)。1996年8月出厂。

泵型号：250ZGB；流量：1496m3/h、扬程：85m，3台(＃2～＃4～＃5)。1996年8月出厂。

1.3原2台300MW机组厂内提升泵房设备及管道

热电厂2台300MW机组原有提升泵房共设置3台灰渣泵、3条Ф325×10输灰管道，提升泵房至厂内100MW机组灰渣泵房距离600m(管道长度)。现运行方式为二运一备。

2除灰渣系统改造方案

2.1300MW机组灰渣量核算

2台300MW机组小时排灰渣量(设计煤种)78.48t/h(折合体积流量38.45m3/h)。

2台300MW机组除灰方式采用灰渣混除的水力输送系统。每台锅炉下部采用刮板捞渣机除渣、排渣泵输送渣浆至提升泵房，除尘器下采用箱式冲灰器、灰沟排灰浆。设计水灰比一般为9～11。根据现有提升泵房内单台灰渣泵流量448m3/h，测算除灰渣系统耗水量为388m3/h。但根据现场提供的运行情况来看：燃煤煤种为低值烟煤、褐煤等混煤，冬季燃煤煤质较差且灰分较大，冬季提升泵房运行方式为二运一备。根据现场了解，热电厂最近几年燃煤煤质很差，且差异较大，燃煤灰分一般在32%～40%(电厂提供的煤质资料)。

近几年燃用较差煤种时、2台1025t/h锅炉最大排灰渣量约160～180t/h，除灰渣系统运行明显出力不够，影响到热电厂冬季供热发电运行的安全。

综上所述，本次改造在保证热电厂冬季安全可靠运行的条件下，按燃用较差煤种考虑、2台1025t/h锅炉排灰渣量约160～180t/h(按170t/h折合体积流量85m3/h)。水灰比按9～11考虑，灰渣浆量为892.5m3/h(=85×9.5+85)。该流量与现场提升泵运行状况基本相近，即：896m3/h(2×448m3/h)。

热电厂现有除灰供水系统设备仍可利用，根据上述计算，2台300MW机组除灰供水系统供水量为807.5m3/h。因此，本次除灰渣系统改造2台300MW机组排灰渣浆量为892.5m3/h，除灰供水系统耗水量为807.5m3/h，作为2台300MW机组排灰渣浆量设计参数(还需考虑3%轴封水量)。

2.2300MW机组提升泵房核算

原有提升泵房共设置3台灰渣泵、3条Ф325×10输灰管道，运行方式为二运一备，满足输灰渣(至厂内泵房)要求。设备出力、管道不变。

2.3厂内原有100MW机组灰渣泵房核算

厂内原有100MW机组灰渣泵房共有3种灰渣泵：

(1)流量：1040m3/h、扬程：75m，2台(＃1～＃2)

(2)流量：1496m3/h、扬程：85m，1台(＃3)

(3)流量：1080m3/h、扬程：90m，1台(＃4)

厂内原有100MW机组灰渣泵房至中继泵房距离7971m(管道长度)，两个泵房高差4m(地表高程相近，按泵坑折算高差)，输灰管道Ф426×10。提升泵房输送来的灰渣浆量892.5m3/h+26.7m3/h(3%的轴封水)=919.2m3/h。向厂外输送灰渣浆量为：946.8m3/h(=919.2m3/h+3%轴封水)。现有3条Ф426×10输灰钢管，厂外输灰管道在平原地区布置且起伏较小。经计算管道阻力值为83.72m(管内流速2m/s)。根据热电厂实际情况初步拟定厂内灰渣泵参数及范围(单台运行方式)：

考虑流量裕度系数取1.03；阻力裕度系数取1.1。

流量：975.2m3/h(范围955～985m3/h)、扬程：92m(范围90～92m)。现场运行时，尽量控制除灰渣用水，因为输灰管道仍为Ф426×10(DN400)。管道内控制流速范围：1.9～2m/s；流量控制范围：955～990m3/h。灰渣流量85m3/h、水量～890m3/h。

3原有除灰渣系统设备及管道分析

3.1原厂内灰渣泵房设备及管道分析

(1)＃1～＃2号泵，流量：1040m3/h、扬程：75m。按此流量核算管道(DN400)内灰渣浆流速为2.0m/s、管道阻力为88m；说明灰渣泵扬程低，与管道系统不适合。实际运行时只能控制其流量，但扬程较低。(2)＃3号泵流量：1496m3/h、扬程：85m。按此流量核算管道(DN400)内灰渣浆流速为2.92m/s、管道阻力为185m；说明灰渣泵参数与管道系统不适合。一泵二管运行时，管道(DN400)内灰渣浆流速为1.46m/s，管道阻力为48m。单台实际运行时只能控制其流量。(3)＃4号泵流量：1080mm3/h、扬程：90m。按此流量核算管道(DN400)内灰渣浆流速为2.1m/s，管道阻力为97m；说明灰渣泵扬程略低，与管道系统不适合、但接近。实际运行时只能控制其流量。

3.2原厂外中继灰渣泵房设备及管道分析

厂外原有中继灰渣泵房共有5台(3种)灰渣泵、输灰管道Ф426×10、长度4419m、高差18m。

（1）＃1号泵流量：830m3/h、扬程：57.5m。按此流量核算管道(DN400)内灰渣浆流速为1.62m/s、管道阻力为49.4m；说明灰渣泵参数与管道系统适合，但管道内流速低于1.8m/s，渣浆易于沉积造成堵管。实际运行时应提高其流速，但灰渣泵扬程较低。

（2）＃3号流量：1080mm3/h、扬程：90m。按此流量核算管道(DN400)内灰渣浆流速为2.1/s、管道阻力为70.5m；说明灰渣泵参数与管道系统接近，但灰渣泵扬程较高。

（3）＃2～＃4～＃5号泵流量：1496mm3/h、扬程：85m。按此流量核算管道(DN400)内灰渣浆流速为2.92m/s、管道阻力为119m；说明灰渣泵参数与管道系统不适合。一泵二管运行时，管道(DN400)内灰渣浆流速为1.46m/s，管道阻力为44m。

4改造设计方案

2×300MW机组灰渣浆仍利用原有提升泵房输送至厂内灰渣泵房、经原厂外中继泵房再送至贮灰场。输灰管道利用原有3条Ф325×10、3条Ф426×10钢管(含厂外)。

(1)厂内提升泵房内设备管道不变。运行方式仍为二运一备。

(2)厂内(4台100MW机组)泵房内新设2台灰渣泵：975.2m3/h(范围955～985m3/h)、扬程：92m(范围90～92m)。运行方式为：一运二备。

(3)厂外中继泵房内新设2台灰渣泵：流量：1034.5m3/h(范围1030～1050m3/h)、扬程：76.6m(范围72～80m)。运行方式为：一运二备。新设灰渣泵宜采用变频调速电机。如提升泵房灰渣泵为零米布置时（非低位布置灌注式启动），应注意泵的允许吸上真空高度参数，宜采取注水等措施，以保证灰渣泵能正常启动运行。

结束语

综上所述，该改造方案从热电厂改造工程降低造价、方便施工、缩短工期等方面考虑，在利用原有300MW机组提升泵房及设备条件下，具有良好的效果和效益，提高了被电厂的经济效益和运行效率。

参考文献

[1]李洪,李清.珠海电厂除灰渣系统的设备与应用[J].电力建设,2001,22(2):46-48.

[2]樊兆燕.大型机组电厂除灰渣系统设计优化和节能降耗[J].中国科技纵横,2016(14).

[3]王勇.探究电厂机组除灰系统堵塞的原因及改造策略[J].商品与质量,2016(47).