干式排渣系统对600MW锅炉热效率影响研究

王玉玮 白利皇 朱夏宁

（北京国电富通科技发展有限责任公司，北京 100070）

干式排渣系统对600MW锅炉热效率影响研究

王玉玮 白利皇 朱夏宁

（北京国电富通科技发展有限责任公司，北京 100070）

与湿式排渣系统相比，干式排渣系统具有节水、节能、灰渣资源化等优点。干式排渣系统应用于不同容量锅炉时，会对机组热经济性产生不同程度的影响，如何提高锅炉热效率一直是学者们研究的重点。基于国内外现状，首先对干式排渣系统组成进行分析，随后给出锅炉热效率的计算方法，并重点分析干式排渣系统对锅炉热效率的影响。研究表明：该机组采用干式排渣系统后，锅炉热效率可提高0.09%左右。

电站 锅炉 干式排渣系统 热效率

能源问题一直是全球经济发展的重要影响因素，随着GDP不断增长，能源消耗量也快速增长。为响应我国“节能微排”的号召，燃煤电厂需要提高机组效率，减少用水量和排污量，降低机组的维护成本[1-2]。火电厂在发电过程中需要排放大量灰渣，根据排渣状态，可分为：湿式排渣系统和干式排渣系统[3]。湿式排渣系统利用冷却水对炉渣进行冷却，随后利用炉渣输送系统将冷却后的炉渣排放到存放场所。湿式排渣系统具有以下缺点：第一，每输送1t炉渣需消耗10t冷却水，运行成本较高；第二，渣浆为液固两相流，对弯管和阀门的磨损较大，输送管材的使用寿命较短；第三，渣浆呈碱性，酸碱度超过废物排放标准，不可直接排向环境。

与湿式排渣系统相比，干式排渣系统具有节水、节能、灰渣资源化等优点。基于国内外现状，本文首先对干式排渣系统组成进行分析，随后给出锅炉热效率的计算方法，并重点分析干式排渣系统对锅炉热效率的影响，以期为今后干式排渣系统的设计提供参考。

1 干式排渣系统工作原理

由于各机组锅炉炉底的空间不同，因此，干式排渣系统布置情况也会存在差异，根据输送方式，其可分为：气力输渣系统和机械输渣系统[4]。气力输渣系统又分为正压输渣和负压输渣，而负压输渣较为常用。负压输渣系统利用风机的抽吸，将灰渣吸入输渣系统，利用分离器将炉渣与空气的气固两相流进行分离，并将炉渣输送到碎渣机，系统组成见图1。

图1 干式排渣系统流程图

整个除渣工艺流程为：锅炉燃烧后的底渣从炉膛下落到底部的履带式干渣机链板，由于锅炉内有100Pa作用的负压，在压力差的作用下，冷空气从干渣机链板水平槽两侧进风口进入干渣机链板，对炉渣进行冷却。冷空气被炉渣加热后进入炉膛，可以减少锅炉的散热量，提高锅炉热效率[5]。冷却风和炉渣的传热过程为逆向热交换，冷风吸热后的温度可达340～410℃，图2为干式排渣系统冷却风示意图。

图2 干式排渣系统冷却风示意图

2 干式排渣系统对锅炉热效率的影响

本文的研究对象为600MW亚临界燃煤锅炉，最大蒸发量为2020t/h，属于一次中间再热燃煤锅炉，设计燃料为大同烟煤，锅炉主要设计参数见表1。

干式排渣系统与锅炉出渣口连接，渣斗可容纳8h排渣量，锅炉渣井设计工作温度为900℃，排渣粒径小于300mm，钢带除渣机的额定负荷为69.19t/h，传送带速度为0.3～3.8m/min，额定工况出渣温度一般小于160℃，额定工况所需的冷却空气量为68200m3/h。

表1 600MW锅炉主要设计参数

在火电厂锅炉热力计算中，一般采用反平衡法计算其锅炉热效率。锅炉热效率计算式如式（1）所示。

其中：q2为排烟损失（%）；q3为气体未完全燃烧损失（%）；q4为固体未完全燃烧损失（%）；q5为散热损失（%）；q6为灰渣物理热损失（%）。

在现场进行热力试验时，测量排烟温度、飞灰中的碳含量、炉渣中的碳含量、排渣温度、排渣质量等参数，并对其进行热力计算[6]。本文计算时，冷灰斗喉部面积取31.26m2，炉渣冷却风量分别取总风量的0.87%、1%、1.07%、1.08%、1.11%，合计5种计算工况。每种工况的渣放热量均为6196MJ/h，排渣机物理散热量为372.23MJ/h，冷却风进口温度为25℃，锅炉燃烧的总风量为2503t，煤的收到基低热值为19490kJ/kg。表2给出了不同冷却风量下的锅炉热效率变化情况。

表2 不同冷却风量下的锅炉热效率变化

由表2可知，干式排渣系统冷却风进入炉膛后，排烟温度升高，q2增加；但由于冷却风将炉渣的热量重新带入炉膛，导致q6减小。总体而言，应用干式排渣系统后，锅炉热效率提高。由于加热后的风温不宜过高，因此，最佳工况为：冷却风量占总风量的1%时，锅炉效率增加了0.097%。

3 结语

对干式排渣系统组成进行分析，随后给出锅炉热效率的计算方法，并重点分析干式排渣系统冷却风量对锅炉热效率的影响。干式排渣系统冷却风进入炉膛导致排烟温度升高，q2增加；但由于冷却风将炉渣的热量重新带入炉膛，导致q6减小。最佳工况为：冷却风量占总风量的1%时，锅炉效率增加了0.097%。

[1]王轶锋，高飞燕.发电厂干式排渣系统对锅炉效率的影响试验及分析[J].内蒙古电力技术，2010，（2）：52-53，56.

[2]岳新喜.大型燃煤电站锅炉干式与湿式排渣系统对比分析[J].华电技术，2012，（6）：22-24，29.

[3]高继录，冷杰，许华，等.1 000MW机组干式排渣系统对锅炉效率影响的试验研究[J].热能动力工程，2012，（5）：578-581，595.

[4]张方时，董立臣，闫承先.锅炉干式排渣系统运行现状及性能研究[J].黑龙江电力，2011，（4）：250-252，256.

[5]李以善，王同果.我国燃煤锅炉节能问题探讨[J].现代制造技术与装备，2013，（4）：83-84.

[6]叶承勇.浅谈电热管式电热锅炉的设计[J].现代制造技术与装备，2015，（2）：28-29.

Dry Slag Discharge System of 600 MW Impact on Boiler Efficiency

WANG Yuwei，BAI Lihuang，ZHU Xianing
（Beijing Guodian Futong Science and Technology Development Co.Ltd,Beijing 100070）

Compared with the wet s ludge discharge s ystem, dry slag system has the advantages of water saving, energy saving, ash utilization. Dry slag discharge system is applied to different boiler capacity, different degrees of influence on the therm al efficiency, how to improve the boiler thermal efficiency has been the focus of the scholars study. Based on the status quo at home and abroad, the firs t analys is of dry slag dis charge s ystem, then gives the calculation m ethod of boiler thermal efficiency and dry sludge discharge system are emphatically analyzed the impact on the boiler thermal efficiency. Research shows that: the unit adopts the dry slag discharge system, the boiler thermal efficiency can increase 0.09%.

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