燃煤锅炉炉底渣水系统补水优化研究

庞邦尧，冯成凯

（浙江浙能乐清发电有限责任公司，浙江乐清 325609）

0 引言

统计显示，目前我国中型规模以上工业企业能源消耗占了全社会能源消耗的70%左右。燃煤电厂作为高耗能企业，如何科学合理利用水、电、煤等各种能源，减少能源浪费、降低成本，成了重中之重。通过对耗水量大的系统进行合理改进，提高水资源利用效率，在节能降耗中有重要意义。

1 设备介绍

乐清发电有限责任公司所用锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊Π形结构、露天布置燃煤锅炉。炉底除渣设备包括渣井和刮板捞渣机（德国TECHNIP（德西尼布）公司制造），炉底除渣设备同时为锅炉起到炉膛密封作用。渣井水封槽置于钢结构架顶面，锅炉下联箱的水封插板插入注满水的渣井水封槽中，起到密封作用，同时通过不间断的溢流水达到对冷灰斗壁冷却、防积渣的目的。刮板捞渣机布于锅炉最底部的排渣口，除了起到密封作用外，还起到热渣熄火和突冷振裂及将炉渣和石子煤混合物析水后输送至渣仓的作用。溢流堰是锯齿型导流堰和多级倾斜板，自动液压驱动张紧装置。刮板捞渣机和渣井其他参数见表1。

参照图1，取水于渣水处理系统缓冲水仓的低压水泵，将水送至炉底渣水系统，用于炉底水封槽和捞渣机上槽体的补水及冷却；正常情况下只向炉底水封槽补水，再由其溢流至捞渣机上槽体；捞渣机溢流水至溢流水池，由溢流水泵打至渣水处理系统浓缩池，再溢流回缓冲水仓，实现水的循环再利用。因炉底水蒸发、渣水处理系统浓缩机排污、炉底渣排放，而损失的水，正常情况下由全公司回用水向缓冲水仓补水来补偿。为保证非正常情况下的捞渣机补水及冷却，引入一路全公司回用水至捞渣机上槽体。

2 存在的问题

自炉底渣水系统投运以来，补水量一直居高不下。经统计，炉底渣水系统补水耗率占本厂海淡产水总量的18.8%，为最大的淡水用户。水费成本按每立方米5元人民币计算，年水耗费用超过70万元人民币，严重影响公司的经济指标。经调查统计（表2），影响炉底渣水系统补水率的最主要问题是缓冲水仓回用水补水量大。如何降低缓冲水仓回用水补水量，成为问题的关键所在。

经研究发现，本厂的捞渣机上槽体的水温平均在70℃左右，较《环保运行规程》中规定的55℃以下高了不少。水温的提高势必带来水蒸发量的增加，导致补水量同样增加。所以应该采取适当措施，降低捞渣机上槽体的水温。

表1 刮板捞渣机和渣井参数

表2 炉底渣水系统补水耗率调查表

3 解决方案

降低捞渣机上槽体的水温有2种方法：减少进入炉底水封的低压水供水量和增设一路工业回用水补水至炉底水封。对这两者方法均进行了实际验证。

3.1 减少进入炉底水封的低压水供水量

通过关小低压水至炉底水封隔离门2/3，开启至上槽体阀门，并分3种频率状态，逐步调低低压水泵电机频率，对每种状态进行了3 d连续验证，结果见表3。

表3 不同低压水泵电机频率下炉底渣水系统补水调查表

从表3中可以看出，通过减少进入炉底水封的低压水供水量，能使回用水补水量和捞渣机上槽体水温逐渐降低。但渣井温度却大幅度提升，并有明显的结渣现象，这将威胁到机组的正常安全运行。这种方法不可行。

3.2 增设一路工业回用水补水至炉底水封

图2 炉底水封补水设备设计图

通过增设炉底水封补水旁路管道（图2），引入一路工业回用水从炉底水封槽二端进水，直接补水至炉底水封槽，能使回用水补水量和捞渣机上槽体水温降低，并能防止渣井结渣。根据经验，炉底水封槽只需（3～5）m3/h进水，就能产生较匀称的溢流水，因此只要将补水旁路管道的回用水流量控制在（6.5～7.5）m3/h，就能满足正常的补水要求。连续3个月现场再次测试验证，结果见表4。

从表4中可以看出，通过增设一路工业回用水补水至炉底水封，能使捞渣机上槽体水温下降至48℃左右，回用水补水量下降至7 m3/h，同时渣井温度也在正常范围内，说明此方法可行。所以，最终的渣水系统补水方式确认为4种。

表4 炉底渣水系统补水调查表

（1）正常情况捞渣机炉底水封槽采用渣水系统低压水补水，投入低压水泵稳压控制，压力设定为0.3 MPa。工业回用水补水量设定为7 m3/h。

（2）如渣井温度超出正常值（＜60℃），并有连续上升趋势，调整低压水泵出口压力为（0.35～0.45）MPa。

（3）如捞渣机上槽体温度超出正常值（≤55℃），而渣井温度未超限，应调整低压水泵出口压力为（0.35～0.45）MPa、捞渣机上槽体补入工业回用水，同时加强浓缩机排污泵排污。

（4）每天通过渣水高压水泵对捞渣机炉底水封槽进行冲洗30 min。

4 结论

通过增设一路工业回用水补水至炉底水封，改变渣水系统补水方式，炉底渣水系统补水耗率由原来的18.8%降低到4%,大幅度降低了水耗费用,按每台炉每小时节水20 m3，年运行时间7000 h，水费按每立方米5元人民币计算，年减少水耗费用70万元人民币。浙江浙能乐清发电有限责任公司有2台超临界600 MW燃煤机组，2台超超临界660 MW燃煤机组，年减少水耗费用280万元人民币。同时，降低了因大渣块卡涩捞渣机链轮的概率，捞渣机、溢流水泵、缓冲水仓、浓缩机等设备的使用寿命延长，机组运行的安全性、经济性提高。