干式排渣机故障分析及技术改造探讨

干式排渣机故障分析及技术改造探讨

王颜强

苏晋塔山发电有限公司 山西 大同市 037000

摘要：随着国家节能减排政策的强制执行，节约能源是每个电力企业的重要职责。某电厂在锅炉排渣系统设计上，积极相应国家节能减排号召，经过多方论证，改变以前技术成熟应用广泛的湿排渣处理系统，使用炉底干渣处理方式。经过某电厂一年多的运行，干渣系统设备运行良好，节水、节电资源显著。现将干式机械除渣系统技术在某电厂成功应用及常见故障分析。

关键词：干式排渣机; 结构原理; 故障

  由于社会对电力行业环保和节水要求的不断提高，干式排渣系统以其优越的环保效果已经成为新型火力发电厂首选的除渣系统。干式排渣不但环保节水，而且炉渣还可以为建筑、水泥、砖厂等行业提供生产原材料，也可以用于铺路，实现了“变废为宝”，为电厂创造了经济效益。但是，由于设备本身、煤质变差等原因致使干渣机系统故障频发，设备经常更换，直接导致干渣机系统密封性下降，增加炉底漏风，影响整厂的热经济性。干式排渣是节约用水，提高电厂经济效益和环境效益的有效途径，干式排渣机以其显著的节水功能和较高的经济附加值，成为燃煤电厂首选的除渣方式。

一．工作流程

  干渣机系统由渣斗、液压关断门、输送钢带、刮板清扫链、于渣机箱体、碎渣机、给料机、斗提机几部分构成，渣井与于渣机之间设炉底排渣装置。炉底排渣装置具有关断门及防止大渣块直接冲击排渣机和破碎大渣块的作用，其用于干式输渣机及后续输送系统发生故障时的检修工况，启、闭灵活。不锈钢输送带由头部滚筒带动，头部滚筒靠摩擦传动驱动，尾部滚筒支撑在自动张紧装置上．自动张紧装置保持不锈钢输送带恒定的张力，同时吸收温度变化而产生的膨胀。不锈钢输送带运行在输送托辊和回程托辊上，用来收集和向外输送从炉膛落下的炉底渣。

二．结构原理和系统特点 

1、结构原理。干式除渣机本质上是基于耐热不锈钢链板输送机的应用。不锈钢输送带由耐高温不锈钢钢板组成，在输送过程中具有高防尘效果。干式除渣机的基本特性是它的高韧性，虽然在它的各部分之间存在着巨大的温度差，而它依然不会有任何永久性变形。干渣机不锈钢输送带由头部滚筒带动，头部滚筒是靠摩擦传动驱动能量的;尾部滚筒支撑在自动张紧装置上，自动张紧装置保持不锈钢输送带恒定的张力，同时吸收不锈钢输送带温度变化而产生的膨胀。不锈钢输送带运行在输送托辊和回程托辊上，不锈钢输送带用来收集和向外输送从炉膛落下的炉底渣。干渣机系统布置一般为:机械密封→渣井→液压关断门→ 干渣机→单辊碎渣机→渣仓→卸料系统(汽车散装机、加湿双 轴搅拌机)等设备。 每个部分都根据其自身特点发挥作用:如关断门，其实类似于人体中瓣膜的设计，属于单向通路反向阻止的门控原理，炉渣产出后经过此门可以排除，如果有大渣，可用关断门初步破碎，然而却不能逆转回返，尤其针对此时还没有碎化的大体积炉渣，功效更为明显，对于器械的保护也 显而易见输送带的设计，类似很多的输送带采用了头部的圆筒摩擦驱动设计，并始终保持带面表面的紧张，一方面可以保持输送带的运作，一方面排除热涨效应的副作用。

三.所存在的主要问题及原因

3.1主要问题

（1）钢带时常会出现打滑、跑偏情况，而对于碎渣机而言，时常出现过负荷跳机状况，最终导致钢带异常停运；而对于碎渣机来讲，当其处于运行状态时，其齿板会出现比较严重的磨损，因而会缩短其寿命；此外，还需要指出的是，碎渣机齿板所对应的国定螺栓出现断裂情况，会引起齿板脱落；对于锅炉结渣而言，如果难以排出，那么需要根据实际需要，直排改造其设备，这样势必会造成检修强度的增加，引发污染情况。

（2）针对清扫链而言，如果其抬升角维持在35°，那么针对清扫链压辊来讲，会出现严重磨损，降低压辊及托辊的寿命，因而需时常进行更换；还需强调的是，清扫链斜坡段还存在着比较差的刮灰效果，需指派专人进行维护，并且还需根据现实情况，专设喷淋水管路，实施干灰加湿操作，这样势必会浪费水资源；如果是在冬季，水量比较大，那么会造成清扫链内出现积灰冻结情况，这便会使斗提机出现故障。（3）需要明确的是，因钢带的出口与清扫链相同，即都是碎渣机，当其发生故障，那么许多渣块便会被传送至清扫链，使得清扫链出现刮板变形，除此之外，还会出现错齿、跑偏、链条脱落情况，需进行修复更换。

3.2原因

 （1）对于燃烧煤种而言，其与设计煤种之间存在偏离，此外，针对锅炉渣量来讲，其如果较设计最大出力，存在明显偏大情况，那么便会导致打滑、钢带跑偏及堵渣等；如果存在着比较大的渣块硬度，那么针对此时的碎渣机而言，其处于运行状态，会加重齿板磨损，缩短寿命。（2）当钢带堆渣厚度出现明显不足时，乃是造成钢带变形以及大体积渣块下落的典型诱因；另外，还需指出的是，对于钢带防跑偏装置而言，如果其处于停止运作状态，那么乃是引起钢带跑偏、打滑的典型诱因。（3）设计碎渣机缺乏合理性。针对燃烧煤种而言，如果其设计煤种之间存在着比较大的差异，并且在具体的锅炉结渣量上，已经严重大于最大处理能力。（4）设计清扫链方面存在不足。在设计清扫链时，将其提升角度设定为35°，基于此工况之下，清扫链会呈现出比较低的工作效率，甚至难以外排积灰，并且还会增加压辊的实际损耗率；此外，还需要指出的是，因清扫链所输送的积灰与钢带所输送的灰渣，均会向碎渣机输送，受此影响与驱使，势必会导致碎渣机出现持续堆渣，并且许多渣块会被输送至清扫链当中，使其无法继续工作，并出现错齿、跑偏及脱轨情况。

四.系统技术改造分析

4.1改造碎渣机

（1）基于碎渣机的前方，根据实际需要，酌情增设碎渣机直排装置，当锅炉存在着比较大的结渣量时，并且已经严重超出碎渣机原先的处理能力，那么将直排装置开启，预防系统出现严重的堆渣故障，因而能够时机组始终处于安全、高效运行状态，避免由于临时增加直排装置而导致设备损伤以及时间延误。（2）针对碎渣机而言，其可以根据现实情况，将其轴长增加至1.2m，以此来促进其破损能力的提升；另外，还需要改进齿辊，将其做成标准的圆周式，借助长键实现转矩的传递，并使齿辊齿形适当的增加，通过将齿板间距增大，最终达到提升处理较大渣块方面的能力，最大程度满足将各种粒度渣块予以破碎的基本要求。

4.2改造清扫链

  在改造清扫链提升角度时，可以将其角度从之前的35°，降低至17°，以此来减轻托辊磨损，减少压辊，获得更好的清扫链出力；另外，还需要将清扫链所对应的出口，准确连接于给料机；而在具体的钢带出口上，仍然是碎渣机，使其处于独立工作状态，彼此不造成干扰，这样能够消除堆渣对整个清扫链所造成的威胁；还需强调的是，需定期性的检查压辊，清扫链托辊，如果出现严重磨损，需即刻更换。
4.3.投资费用比较

  干排渣系统较ssc刮板捞渣机系统，具有节水、节能、环保的特点，较大倾角刮板捞渣机系统更为简单，且运行环境好，无灰水侵蚀、磨损，所以维护检修量少，提高了系统运行可靠性，降低了维护费用。干排渣系统工程造价比大倾角刮板捞渣机系统多35%，但运行效益显著。

  用少量（入炉总风量的1.5%以内）自然风直接和热渣接触，渣中未完全燃烧的碳在输送钢带上继续燃烧，燃烧后的热量和底渣中所含的热量，由热风带回炉膛，减少了锅炉的不完全燃烧热损失和物理热损失，有利于锅炉效率的提高。从燃烧方面看，对锅炉效率的影响取决于热渣冷却风风量和温度。当炉渣冷却风吸热量一定时，冷却风风量越大，风温就低。当冷却风温度接近二次风的热风温度时，在入炉总燃烧空气量保持不变的情况下，冷却风作为燃烧所需空气从炉底送入，经过空气预热器的冷空气量相应减少，锅炉的排烟温度提高，从而降低锅炉效率。从锅炉热量平衡角度分析，热渣冷却风对锅炉效率影响存在一个转折点；若热渣冷却风温度显著低于转折点温度，将会造成炉膛整体温度下降，需要多消耗一些燃料，锅炉效率降低；若热渣冷却风温度高于转折点温度，会造成炉膛整体温度上升，在维持吸热量不变的前提下，燃料消耗量减少，锅炉效率提高。通过有运行经验的厂家了解到用于干渣冷却的风量不能超过锅炉总入炉风量的1%。实际运行中锅炉工况变化复杂，在大负荷变动时底部冷却风量不易控制在1%以下；在低负荷运行和负压大幅波动之时严重降低炉膛中心温度危及锅炉运行安全，极易造成灭火事故。

  风冷式排渣机是提高还是降低对锅炉效率以及入炉冷却风转折点温度，应视具体工程情况而定。这与热渣特性、热渣未完全燃烧可燃物的含量、热渣冷却风风量和温度、锅炉型式结构和负荷率、灰渣量等因素密切相关。需今后在各种具体工程条件下不断总结验证。对于按一定容量的锅炉和设计排渣量而选用的风冷式排渣机而言，在不会使锅炉效率降低的前提下，风冷式排渣机处理能力是有一定范围要求的。若超出这一处理能力范围，将会对锅炉燃烧和效率带来不利影响。这在风冷式排渣机改造工程试验测试中已被证实。目前，单级风冷式排渣机正常处理能力一般不超过25t/h，最大处理能力一般不超过50t/h，这还不能完全适应我国各种机组容量排渣量的要求，也不能完全适应我国燃煤电厂燃煤来源和煤质普遍存在煤源复杂、煤质变化大和变化频繁等实际情况。

  总之，现有风冷式排渣机干式除渣技术尚未达到刮板捞渣机湿式除渣那样的适应能力，对锅炉排渣量大小及其变化等有其特定的适用范围和使用条件，应结合具体工程条件经技术经济比较后合理地科学地选用。

五.捞渣机水力除渣改造干除渣的必要性分析

5.1改为干除渣、使用设备大大减少，人员维护量少。

  改造干除渣后，碎渣机、渣浆泵、渣管沟和前池设备、渣管线、脱水仓、浓缩池等设备就可以退出运行，整个水力除渣系统的设备维护费用大大节省。    

五.结语

  综上，针对干式排渣机而言，顾名思义，干式为其优势所在，虽然有着较好的综合应用效果，但在实际操作或运行当中，仍然存在一些基础性问题，尤其是出现部分故障情况。对此，本文首先分析其所存在的问题，指出其原因，然后探讨具体的技术改造路径，望能最大程度提升此系统的运作效能。

参考文献：

[1]苏金辉.火电厂燃煤锅炉干式排渣系统的开发与应用[J].科技传播，2013（4）：182-183.

[2]马兴才，王凯云，苏富强.风冷干式排渣机清扫链系统的优化及应用[J].华电技术，2015，37（1）：42-44.