锅炉除渣系统改造分析

马中帅

摘 要：通过对某电厂#8炉除渣系统（捞渣机、碎灰机、渣泵）存在的问题进行分析，找出了发生问题的根源，经过计算、设计，给出了解决问题的方案。同时，通过对改造效果进行比较，为其他机组的改造提供参考。

关键词：电厂；除渣；捞渣机；渣泵；改造

中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0046-02

1 问题的提出

某发电厂#8机组为200 MW机组，锅炉为HG-670/140-9型，配有2套碎灰机定期水力除渣设备。2007年，对除渣系统进行了改造，在锅炉的炉底设置了2台立式液下渣浆泵，配备1台扰动器，每台炉配置2条渣管，将渣浆排送到现有的#2低压泵房的泵前池，再由现有的渣浆泵排送到脱水仓进行脱水。

除渣系统自2007-12投入运行后，性能极不稳定，频繁出现渣管、渣泵堵塞的现象，迫使渣泵系统无法正常、稳定运行。其出现的问题有：①由于煤质不好，碎灰机轮毂寿命较短，平均更换周期为4个月。但在运行过程中，更换碎灰机是比较危险的。②运行负荷不稳定，造成渣池液位波动，渣池补水门开启频繁，补水门极易损坏。③渣池容积太小，其缓冲能力不够，造成补水门频繁开启，当大量灰渣在短时间内涌入渣池时，极易造成渣泵管道堵塞。④立式渣泵流量不足，无法满足机组的要求，同时，由于其吸入高度的问题，经常造成渣泵管道堵塞。⑤立式渣泵振动较大，但这个问题一直无法彻底解决。

分析其出现问题的主要原因就是渣浆泵出力较低，不能适应燃煤煤种的变化。近几年，由于燃煤紧张，入厂的燃煤出自不同的产地，且煤种较杂、煤质差异较大，所以锅炉燃烧产生的灰分时大时小，影响了渣池内的渣水比例。渣泵经常输送高浓度渣水，泵轮、泵壳等过流件磨损严重，备件使用寿命缩短，设备维护费用相应增加。另外，立式渣浆泵运行工况不稳定，故障出现率很高，且其拆装工序复杂。因此，除渣系统急需改造，即将现有的立式渣泵改为卧式渣泵，加大渣泵出口流量，使锅炉能够在燃烧最差的工况下稳定运行。

2 改造方案分析确定

2.1 锅炉渣量、水量分析计算

具体情况如下所示：

2008年全年，#8炉发电煤耗：336.4 g/kW·h，最高时达340 g/kW·h。

全年平均燃煤收到基灰分：37.92%，每月最大为40.40%，单日最大为41.41%.

燃煤收到基低位平均发热量：15 840 kJ/kg，最低14 830 kJ/kg。

日平均燃煤量：Gm =124.5 t/h。

日最大燃煤量：Gm =125.8 t/h。

锅炉机械未完全损失：2.5%；Ghz =Gm（Aar+Qnet，v，ar×q4/ 33 870×100）。

日平均灰渣量：Ghz=47.31 t/h。

日最大灰渣量：Ghz =52.1 t/h。

除渣设备应能够满足最坏工况下机组的稳定运行，所以灰渣量取为Ghz =52.1 t/h；渣量占整个灰渣量的25%；干渣堆积密度为0.8 t/m3，实际密度为2.4 t/m3，湿渣密度为1.4 t/m3。

干渣量：Gz=52.1×25%=13 t/h，实际体积为5.42 m3；湿渣量为22.7 t/h，体积为16.3 m3。

浇灰水量：Gs=（189 Gz+13 A）/（ts2-ts1）=87.2 t/h。

喷嘴流量：Ghz =3.98×103×?j×d2×p0.5=0.47 t/h，共设10个喷嘴，总流量为4.7 t/h。

总水量为91.9 t/h，渣水质量流量为114.6 t/h，渣水质量比为1∶7.1.

体积流量为108.2 m3/h，渣水体积比为1∶5.8.

2.2 捞渣机选型

捞渣机采用#1炉、#2炉的捞渣机。

某发电厂#1炉、#2炉为WG400/140-1型，配有2套螺旋捞渣机和碎灰机连续水力除渣设备。#1炉、#2炉已于2008-12-31关停，为了充分利用原有的设备，降低改造费用，现将#1、#2炉捞渣机检修后安装到#8机组使用。

#1炉捞渣机型号为CLS5/8，出力为5～8 t/h；#2炉捞渣机型号为LLZ5，出力为5 t/h；捞渣机最大出力为26 t/h，大于#8炉最大湿渣量22.7 t/h，能够满足最差工况锅炉的除渣要求。

2.3 炉底渣浆泵选型

根据《火力发电厂除灰设计规程》要求，渣管流速不小于1.8 m/s；渣泵出力应为满负荷出力的1.1～1.2倍，这里取1.2倍；渣水体积比例为1∶9，流量为163 m3/h，渣泵出力为196 m3/h；渣管内径￠=0.154 m，总流量为196 m3/h，流速为3 m/s。

扬程计算：管道总长250 m，弯头11个，阀门1个，阻力约为18 m水柱，排程高差7.5 m，总阻力为25.5 m。

吸入高度：渣泵吸入管至底部500 mm，渣泵缓冲高度1 500 mm，叶轮中线高700 mm，吸入高度为2 700 mm。

#7炉卧式渣泵已经投入运行，型号为150ZJ-42，流量为210 m3，它是石家庄工业泵厂生产的。经过一段时间运行，渣泵运行状况良好。

#8炉渣泵采用的是石家庄工业泵厂生产，型号为150ZJ-I-C58的设备，出力为200 m3，扬程为26 m，吸入高度为5 000 mm。

2.4 灰沟、渣池

根据《火力发电厂除灰设计规程》要求，渣池容积至少为渣泵3 min的流量，即10 m3。根据现场的实际位置，渣池拟设计为4 000 mm×3 500 mm×2 700 mm，容积为37.8 m3。渣泵安全运行水位为1 000～1 900 mm，缓冲容积为12.6 m3，缓冲时间为3.8 min。

原灰沟部分保留，并开挖新灰沟，新灰沟与旧灰沟联合使用合，以备紧急时使用。在渣池入口处安装滤网，原灰沟安装渣板。灰沟起始深度为500 m，碎渣机出口前坡度为2%，碎灰机至渣池坡度为5%.

2.5 启动给水、补水系统

在渣泵入口处引入￠159启动给水管道，同时，作为停泵时的清洗渣管水源，要确保停泵后管道不留存灰渣，以防堵管。由于在不同负荷情况下，进入渣池的渣水量不同，为防止液位波动造成渣泵汽蚀，引入￠108补水管对渣池补水，并通过液位控制器控制补水门的开关，以保证液位在安全范围内运行。

3 改造效果

#8炉除渣系统改造完成后，经过几个月的运行，整个系统运行稳定，渣泵出力正常，振动良好，渣泵未出现堵管情况，且捞渣机、碎渣机运行稳定，达到了设计预期的效果，满足了机组在不同工况下的安全运行。#8炉除渣系统的改造，为其他机组的改造提供了很好的借鉴经验。

参考文献

[1]国家能源局.DL/T 5142—2002 火力发电厂除灰设计规程[S].北京：中国计划出版社，2012.

[2]龚毅，王晓璐.泵与风机[M].北京：海洋出版社，1999.

〔编辑：白洁〕

Boiler Slag System Transformation Analysis

Ma Zhongshuai

Abstract： Through a power plant #8 furnace slag removal system（slag conveyor， broken gray machine， slag pump）to analyze the problems， identify the root cause of problems， after calculation， design， gives the solution to the problem . Meanwhile， by comparing the effect of the transformation， the transformation to provide a reference for the other units.

Key words： plant； cleaner； slag conveyor； slag pump； transformation