超超临界直流锅炉渣水系统自密封改造

祁永峰

(江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，江苏 启东 226246)

超超临界直流锅炉渣水系统自密封改造

祁永峰

(江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，江苏 启东 226246)

大唐吕四港电厂4×660 MW机组炉底渣水系统原为渣水循环运行方式，设备运行存在较多问题。针对渣水系统运行时面临的渣水循环泵出力不足、换热器堵塞、炉底水封容易破坏等问题进行总结，并提出了相应的解决措施。通过改造，在解决上述问题的情况下，简化了运行操作，降低检修工作量，并提高了系统的安全性和经济性，系统简单可靠。每台机组1年可节约厂用电量47．88万kW·h，节约电费23．94万元/年，节约检修费用50万元。为同类型锅炉渣水系统的优化运行提供了宝贵经验。

超超临界锅炉;渣水系统;堵塞;固态排渣;刮板捞渣机

0 引言

国内锅炉炉底渣系统普遍采用湿式渣水循环系统，作为炉底密封的重要设备，运行可靠性的高低直接关系到锅炉运行安全。但在实际运行中，由于渣水系统介质含碱性物质较多，整个系统在运行中普遍存在结垢现象，导致该系统故障颇多，如渣水循环泵出力不足，自清洗过滤器堵塞，换热器结垢，阀门、仪表测点故障频繁。本文以本公司超超临界直流锅炉固态排渣的渣水系统为例，分析了原渣水循环系统在运行过程中存在的可靠性差等问题，认真进行试验，并实施改造。

1 原系统及设备基本情况

1.1 渣水系统设备系统介绍

刮板捞渣机溢流水依次通过渣水循环泵、自清洗水过滤器、管式换热器，经过滤、冷却后循环使用。每台炉设两个沉淀水池，经其沉淀的渣浆分别由排污水泵定期排至刮板捞渣机。管式换热器冷却水采用电厂循环水，每台炉设海水升压泵，将电厂循环水升压后供管式换热器用。渣仓区域的地面冲洗污水经集水沟集中到设置在该区域内的污水池，由污水泵送至刮板捞渣机。

除渣系统采用刮板捞渣机，并配有渣水循环冷却系统。刮板捞渣机安装在炉底，并保持一定水位，由液压关断门保持炉底水封。捞渣机接纳来自炉膛的高温灰渣，使大块灰渣得到淬裂粒化，经连续运行的刮板刮送至渣仓，再由汽车运输的方式将炉渣运走。

渣水系统设备有:(1)2台渣水循环泵:流量130 m3/h，扬程40 m;(2)4台排污泵流量30 m3/h，扬程20 m;(3)2台搅拌器，处理渣浆重度1．4 t/m3;(4)2台自清洗过滤器，流量130 m3/h;(5)2台渣水换热器，换热面积300 m2。

1.2 渣水循环系统流程图

捞渣机槽体溢流水→沉淀水池 (排污泵定期排污回捞渣机槽体)→缓冲水池→渣水循环泵→自清洗过滤器→渣水换热器→捞渣机上水封槽→溢流水回捞渣机船体。如图1。

1.3 渣水系统存在的主要问题

1～4号机组渣水系统循环泵内部结垢卡涩、底阀堵塞不打水;炉底水封槽及注水管、捞渣机船体溢流堰、自清洗过滤器、渣水换热器和渣水管路 (上水封小分门)，由于堵塞严重，流量不足，将会导致捞渣机船体水量不足，补水量小于蒸发量，造成炉底水封槽船体水量变少，液压关断门露出，最终导致水封破坏，严重的影响了锅炉的正常运行。

图1 渣水系统简图

导致结垢的主要原因有:(1)渣水本身为碱性物质，容易引起结垢。(2)运行控制欠佳。

经过分析最主要的问题为沉淀水池沉淀作用欠佳，导致后续的缓冲水池沉渣，渣水循环泵堵塞与结垢，流量变小，工业水持续补水溢流等问题。只能采取缓解措施如开启渣水循环泵母管至捞渣机船体的旁路手动门，增加渣水循环泵流量。

2 改造方案

2.1 原设计方案设计理念

捞渣机船体的设计要考虑能使大渣块充分粒化，且水深不小于2．3 m，水容积不小于123 m3，应设有自动补水系统，保证捞渣机船体内的水温不大于60℃，并提供水温显示和超温报警，下槽体的底部应设有清理积渣和排水装置［1］。

渣水循环系统的主要设计原理为:为保持渣水温度正常，对渣水进行冷却。但在实际运行中，渣水由于带有碱性性质，溢流渣水不可避免的带有渣及沉淀物，造成渣水系统积渣及结垢，堵塞严重，导致捞渣机船体水位低，甚至于水封被破坏。

2.2 改造前的水温验证试验

在夏季，在发负荷、炉膛吹灰工况下进行，使锅炉炉底水封系统和捞渣机处于恶劣工况下运行。主要试验补水电动门自动补水性能与捞渣机船体水温度升高情况。在4号锅炉进行试验如下:

工况要求:渣水循环泵和排污水泵停运，工业水至渣水系统补水关闭。记录捞渣机船体内水位下降时间。

试验工况:4月22日负荷660 MW，渣量偏大，炉底捞渣机中夹杂着焦块，呈现水冷壁结焦的状况。捞渣机船体原始水位为1．76 m，炉底水封槽由原来的连续补水改为间断补水。如表1。

捞渣机船体中液压关断门插入水中目视高度来看，大于0．3 m。并且在高负荷掉渣的工况下，水温未出现明显升高。从试验看具备改造的条件。

2.3 改造方案

增加4个水位计如图2中H点。其中上水封槽和捞渣机船体各两个。炉底水封槽在左右两侧各引出1个宽400 mm×长600 mm×高800 mm水槽，上部安装液位计监视水封槽水位，并与注水电动门做联锁:水位低于0．3 mm联开电动门;水位高于0．5 mm联关电动门。并在软光子中增加“船体及水封槽水位低”的相关报警，如表2。

图2 水位计布置图

表2 水位联锁报警值

增加工业水来水直接接至水封槽环形母管，并加装手动门和电动门。捞渣机补水改为工业水，管路通径为65 mm，安装DN65电动门、手动门各1台，手动门常开，电动门与捞渣机船体水位做开关联锁:2．00 m联开电动补水门，2．2 m联关电动补水门。正常补水直接用该路工业水进行。并设置联锁值，0．3 m联锁开电动补水门，0．5 m联锁关电动补水门。捞渣机船体安装温度计，在DCS中顺利监视渣水温度。

3 改造后的运行方式

渣水系统正常运行时，捞渣机船体和水封槽保持不溢流状态，补水靠工业水直接至上水封槽和捞渣机船体，水位设定值至溢流前关闭。渣水系统所有设备保持停运:如渣水循环泵、排污水泵和自清洗过滤器停运，改为每月定期启动试运正常。沉淀水池水泵定期启动将水排至捞渣机船体，沉淀水池水位保持低位，缓冲水池保持低水位运行，渣水冷却器和海水升压泵保持停止运行。

渣水系统设计为冷却捞渣机船体内水，渣水系统停运后，异常情况下，如当捞渣机船体内水温度高 (＞70℃)时，适当补充工业水冷却，注意溢流速度。捞渣机链条冲洗水调整至较大开度后，保持不变。捞渣机停运后，及时关闭捞渣机的链条冲洗水手动门。

如图3所示，通过选取夏季温度最高的一天试验，在环境温度38℃，负荷660 MW情况下，煤量维持在290 T/H以上，渣水温度维持在41℃，最高不超过50℃，渣水系统可以在未冷却的情况下正常运行。这样渣水系统可以保持停运状态。通过长期运行发现，捞渣机船体内的水温运行时温度始终在42℃左右。

图3 负荷、温度和水位曲线

4 结论

4.1 改造费

整台机组设备改造费用，共5．84万元，其中包含改造的电动门、手动门、雷达水位计和无缝钢管。

4.2 经济性比较

停运后节约电费:排污水泵11 kW，海水升压泵18．5 kW，渣水循环泵37 kW。机组按照年运行时间300天进行计算，年节约电费为(11+18．5+37)×24×300=47．88万 kW·h，按照0．5元/kW·h计算，年节约电费23．94万元。改造费用仅为5．84万元，改造经济效益巨大［2］。

4.3 安全性比较

通过增加水位计，并设置水位联锁，保证炉底水封可靠性，确保机组安全正常运行。正常运行时，只要监视水封槽水位和捞渣机船体的水位。确保水位正常，各电动门联锁正常动作即可。排污水泵停运及相关设备不用在监视运行及定期倒换，只要定期试验即可。原渣水循环系统全部取消，由于渣水系统彻底简化。原先运行中常见的导致渣水系统的结垢、堵塞和清理问题彻底杜绝，修量大大减少。节约检修费用50万元/年。

综上所述:锅炉炉底底渣系统由原来的溢流方式改造为自密封方式，系统不仅简单可靠，而且维护方便，维护费用及运行费用大大降低，通过本次改造，保证炉底水封可靠，确保机组安全运行。并且渣水系统 (包括缓冲水池)从此杜绝溢流，为电厂的节能减排做出了重要贡献。

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［2］段世方．锅炉碎渣机改捞渣机的实践及经济性分析［J］．中国电力，2001，34(9):30-32．

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The 660 MW Ultra-supercritical Boiler's Transformation of the Slag and Water Self-sealing System

Qi Yongfeng

(Jiangsu Datang International Lusigang Power Generation Co．，Ltd．，Qidong 226246，China)

Furnace bottom slag water system of 4×660 MW units in Datang Lusigang Power Plant is running in mode of the cirulation of slag water．There are a lot of problems during device operation．In this article，the problem such as insufficient output of water circulation pump，clogging of heat exchanger，and furnace seal is easy to destroy are summarized and corresponding measures are put forward．Through the transformation，the problems are solved，operation is simplified and reduced maintenance，and improved security of the system and economy．This system is simple and reliable，savings of 478，800 kW·h electricity used by plant，saving ¥ 239，400 of electricity cost and reducing ¥ 500，000 of maintenance costs per year．The proposed methed provides a valuable experience for the same type of boiler's slag water system transformation．

ultra-supercritical boilers;slag water system;clogged dry slagging slag conveyor

TK321

A

10．3969/j．issn．1672-0792．2014．04．015

2013-12-12。

祁永峰 (1981-)，男，工程师，从事锅炉运行管理工作，E-mail:57014022@qq．com。

book=69,ebook=424