热电联产煤粉炉电厂除灰渣系统方案分析运用

热电联产煤粉炉电厂除灰渣系统方案分析运用

牛兆群,朱有明,郭金峰

青岛达能环保设备股份有限公司      山东省青岛市    266300

摘要：热电联产煤粉炉电厂除灰渣系统主要包含的系统内容有除灰系统和除渣系统，可以维护电厂锅炉的稳定运转。在具体运行过程中，好的热电联产煤粉炉电厂除灰渣系统方案能够为相关企业带来更多经济效益。本文除灰渣系统方案介绍，了解不同系统的运行情况，通过各个方案的经济技术对比，最终确定最佳的除灰渣系统方案。

关键词：热电联产锅炉；电厂；除灰渣系统

在电厂发展和运行过程中，除灰渣系统具备不可替代的作用，尤其是在经济和技术合理性维护方面，不仅能够对电厂发电效率产生影响，还决定着整个发电过程是否会对周围环境带来损害。因此，电厂在除灰渣系统设计过程中，应本着安全、可靠等原则，维护除灰渣系统的稳定运行，只有这样，才能保障锅炉的运行安全，也可以借助于普及机械化，确保除灰渣设备稳定运行特征。

1.热电联产锅炉除灰渣运行原理

从整个锅炉燃烧过程中能够了解到，煤炭燃烧之后会产生一些固态残余物，这种物质不能燃烧，最终形成了灰渣，经过粉煤炉冷灰斗或者是燃炉后方渣斗作用后，固体残余物被排出，该类物质被人们称之为渣。还有一些固体燃烧残余物被烟气从炉膛中带出，该种物质被人们称之为灰。在这些物质之中，存在一些颗粒度较大的灰粒子，经过长时间累积，烟道受热管以及其他位置会残留很多，经过除尘器作用后，烟气和灰粒子会转变成相互分离状态，那些没有被带离的灰粒子会被排放到大气层。总的来说灰渣属于是火电厂废弃物之一，相关工作人员应做好后续处理工作，避免对环境产生影响，对于电厂除灰渣方案设计，同样要保证科学化和合理化[1]。

2.除灰渣系统的方案选择

2.1除渣系统

除渣系统的设计方案主要涉及到以下两种：

首先是方案一，为流化床锅炉除渣设备，具体除渣流程如下：滚筒冷渣机→链斗输送机→斗式提升机→渣仓→卸料设备。从流化床锅炉除渣设备应用中能够了解到，发挥主要作用的装置为滚筒冷渣机，该设备也可以看做是小型流化床换热器。当炉膛内出现高温渣之后，炉膛布风板便会发挥作用，让高温渣进入到冷渣器之中，硫化介质会由下到上穿过布风板硫化高温炉渣，该过程中，介质能够得到冷却，之后进入到除渣系统，加热后的流化介质也会携带少量颗粒通过回风管返回炉膛。为了确保相关工作合理开展，工作人员需要根据锅炉排渣量情况，以及排渣温度要求，明确冷渣器内是否需要引入水冷管束，倘若排渣量较大，工作人员需要在冷渣器之中布置水冷管束，以此来满足除渣系统对冷却效果的需求。

其次，方案二为煤粉炉风冷干式除渣设备，具体除渣流程如下，即渣斗→液压破碎关断门→鳞斗式干渣机→碎渣机→渣仓→仓底卸料设备。风冷式干渣机系统涉及到的设备有渣井、干渣机以及碎渣机等等，工作过程中，高温炉渣会落在输渣机钢带上，在运输中保持低速运动状态，为了避免粉尘进入到外界，人们会利用冷却风机制造微负压，让冷空气进入到风冷干式除渣机内部。后续，冷空气会与高温灰渣进行热交换，促使空气温度短时间内升高到300到400℃，当空气进入到炉膛之后，温度会保持在100℃以内。对于输送设备的选择，常见类型有斗式提升机、链斗输送机等等，相比之下，带式输送机在运输时容易产生粉尘，本文研究项目更适合斗式提升机方案。当锅炉渣转变为冷却碎渣后，可以直接进入到斗式提升机入料口，之后运输到渣料库。另外，在渣库设计之中，应采用钢结构渣库设计，能够承受渣滓的温度。

2.2石子煤处理系统

石子煤在经过中速磨煤机之后，依旧具备重度大、颗粒大等特点，增加了后续的运输难度。截止到目前为止，常见的石子煤运输方式主要有两种，即借助于机械运输以及水力喷射器。相比之下，水力喷射器运输会消耗大量水资源，不适用于长距离运输，且运输成本巨大。而翻斗车电动转运系统操作并不复杂，后续保养和维修上也不会消耗太多费用，能够有效环节劳动人员的工作压力。因此，在石子煤运输过程中，人们可以选择电动式翻斗车将其运输到运载车辆之中，之后转运至灰场[2]。

2.3除灰系统

为了保证除灰系统稳定运行，研究人员采用了正压浓相气力除灰模式，其灰斗在排灰之后，可以通过传送器将空气直接运输到灰库之中，灰库上方还会加装布袋除尘器等装置，保证灰库在运行过程中的安全性，保证最终空气排放符合国家相关标准要求。在灰库的正下方，还会设计相应的气化装置，结合空气电加热器避免干灰的板结现象。灰库内部同样会配置双轴搅拌机以及汽车散装机，方便将干灰运输到灌式运灰车之中，方便后续的综合应用。总的来说，除灰系统中的两个锅炉属于是一个设计单元，借助于相关程序控制，维护整个系统处于稳定运行状态。除此之外，为了让电厂中仪控气源始终处于稳定运行状态，工作人员还会在压缩空气母管位置设置止回阀，借助于专门的空压机，使得储气罐供气始终处于正常状态，其他空压机同样也能完成上述气体运输操作。

2.4系统用气要求

除渣灰系统在工作过程中，具体供气要求涉及到以下几方面：第一，系统内部的压缩空气用气量数值为2×42.2Nm³·min-1；第二，主厂房内部吹扫压缩空气数值为20Nm³·min-1，如果涉及到吹扫用气，主要类型为间断用气，具体用气比例为50%；第三，整个系统的总空气量为131Nm³·min-1，而系统总体压缩后空气量为150Nm³·min-1，最终数值为乘以系数之后的用气数量。

3.具体方案和经济技术对比

从上述除渣系统运行过程中能够看出，前两种方案所应用的除渣方式为干除渣模式，相比之下，该类除渣方式的优势在于能够利用自然风，保证高温炉渣能够迅速冷却，转变成可以运输以及可以存储的冷渣，节省在排渣过程中冷却水的应用数量，设备的运行维护费用也能得到降低，为电厂节省运行成本。与此同时，干渣之中涉及到很多氧化钙成分，经过整个处理过程之后，该成分不会受到破坏，能够直接应用到建筑材料制作过程，提升经济效益。需要注意的是，捞渣机的适用在各个方案中的应用方式不同，第一个方案之中，所采用的收集方式为机械收集，第二个方案采用的则是气力收集。从优势角度来说，方案二的系统运行环节不多，技术安全性有保障，但容易对外界环境产生污染；方案一系统布置显得比较灵活，但整个运行操作流程比较复杂，投资金额相对较高，还需要加入出力能力较大的空压机系统。为了更好的确保电厂运行效率，如果遇到大量渣灰运输情况，可以选择第二个方案，该系统具备较高的自动化程度，维修费用有限。反观第一个方案，其运行能耗较高，而且在运行之中，对于锅炉排渣颗粒要求较高，想要保证整个运输流程的稳定性，细碎机加设必不可少。因此，在热电联产粉煤炉电厂除灰渣系统方案选择上，方案二更具优势[3]。

4.结论

经过上述研究可以看出，机械除灰渣方案系统在应用过程中优势更加明显，整体运行流程较少，技术应用安全性较高，可靠性较强。从技术层面角度来说，干渣收集系统在投资时，投资数额有限，运行成本不高，适合进行大规模推广和应用。电厂在运用和发展之中，可以重点关注该项除灰渣系统方案，在保护环境同时，可以维护整个除灰渣系统运行稳定性，降低风险事故的出现几率。

参考文献

[1]刘文俊.电厂除灰渣及除尘PLC控制系统的优化分析[J].智能城市,2021,7(22):66-67.

[2]张惠群,马嘎佳.越南广宁一期2×300 MW电站工程除灰渣系统设计与运行[J].吉林电力,2021,49(01):40-42.

[3]许保强.热电联产煤粉炉电厂除灰渣系统方案分析[J].化工管理,2020(11):133-134.