燃煤电厂风冷式干渣机排渣系统的环保与节能

2022-03-18殷风光谢德才

上海节能 2022年3期

0 前言

风冷式干渣机排渣和湿式刮板捞渣机排渣是现代燃煤电厂排渣的主要方式，而随着风冷式干渣机排渣技术的日益提高，近年来有取代其它排渣方式的趋势。为此，本文分析了风冷式干渣机排渣技术的特点，供煤电企业根据自身情况合理选择。

(2)矸石不稳问题较为严重。矿石资源开采中，矿区内的矸石主要以堆叠的形式进行储存，随着开采工作的不断深入，矸石数量在不断增加，导致堆叠高度也在增加。由于没有及时进行压实，导致矸石堆的密实度较低，如果受到强降雨、大风等恶劣天气的影响，将引发泥石流、滑坡以及地面坍塌等一系列的地质问题，加剧矿山周围的环境破坏。

1 除灰排渣系统发展过程

除灰排渣系统的正常投入是燃煤电厂安全、稳定、环保、经济运行的重要保障。而燃煤电厂装机容量、水资源、灰渣场距离、灰渣量及灰渣综合利用等都将对除灰排渣的处理和设计产生影响。以下为除灰排渣系统的发展历程。

1)早期的除灰排渣系统

盐碱地的出现受区域性因素的影响较大，其盐分组成及离子比例具有明显的地域特点，积盐、脱盐过程以及盐分组成随生物、气候、地带性土壤的不同存在较大差异。探讨盐碱土理化性质的空间分布特征，为进一步开展区域土壤治理及调整各项农业管理措施和物质提供支撑，是有效进行综合治理的前提和基础，其中地统计学方法在空间变异分析中发挥着重要的作用。本文综述了土壤盐碱化空间异质性研究的进展与相关理论，以期为盐碱土的研究提供科学参考。

20世纪70年代前，我国电力刚刚起步，社会对电力的需求较小，燃煤机组最大单机容量不超过125 MW，故产生的灰渣量也较少，此时的电厂均采用水力除灰排渣方式且灰渣场征地成本低，因而燃煤电厂都征有灰渣存放场，通过低浓度水力输送方式输送。80 年代后，随着电力需求的增大，单机容量也不断增大，高达600 MW。此时传统的水力除灰排渣已不能满足运行需求，须将除灰和排渣分开进行，为此，产生了独立的除灰和排渣系统。而90年代英国麦考伯微正压浓相气力除灰装置取得了良好的效果。

2)排渣技术发展

5)更节能节水

上飞院在上世纪末设计并完成了“大攻角多媒体气动数据库”，初步验证了气动数据库在军机和民机的研究设计过程中可以起到的重要作用。该数据库是中国航空工业总公司第一个包含大量各类媒体动态变化的气动研究试验信息，并且便于查询管理、实用性很强的多媒体数据库[3]。

2 风冷式干渣机排渣系统的构成及运行工况

4)维护方便且费用更低

工艺流程图见图1。

1)系统简单、投资和运行成本低

1995年2月澳大拉西亚矿业与冶金学会(AusIMM)首次发布了矿产资源资产评估方面的标准-VALMIN法规，并一直延续至今，目前使用的为2015版修订版。自1997年加拿大证券交易所曝出Bre-X金矿丑闻后，加拿大矿业、冶金和石油协会(CIM)便积极制定矿产资源资产评估方面的规范，2003年3月CIM通过了“矿产资源资产评估标准指南(CIMVal)”。2008年4月南非采矿冶金协会(SAIMM)制定了“南非矿产资源资产估值报告规范(SAMVAL准则)”。2016年12月20日为与“国际矿产评估标准模板(IMVAL模板)”保持一致，该协会公布了2016版修订版准则。

风冷式干渣机排渣系统靠风而不是水冷却热渣，节约了水资源，降低了运行成本和废水排放量，有利于环境保护。对比湿式刮板捞渣机排渣系统，风冷式干渣机排渣系统每天节水约800 t。

碎渣机是将来自钢带输渣机的渣通过碎渣机的砧板、滚齿板和压板之间的滚压进行破碎处理，破碎后的渣颗粒小于25×25 mm，见图3碎渣机示意图。

冷却风直接和热渣接触，渣中未完全燃烧的碳在输送钢带上继续燃烧，燃烧后的热量和热渣的热量再带入炉膛，减少了炉膛热损失，降低了炉渣含碳量，提高了锅炉效率。经试验：586 MW 负荷下，干渣机系统投运锅炉总热损失降低0.26%，320 MW负荷下，降低0.20%。

3 风冷式干渣机的特点

风冷式干式排渣技术在设计上与湿式排渣相比有着明显的不同，表1、表2 为安徽某发电厂一期、二期排渣系统主要设备表。

与湿式刮板捞渣机排渣系统相比，风冷式干渣机排渣系统具有以下优势：

工作原理为：自然冷风在炉膛负压作用下从干式排渣机外部进入干式排渣机，将高温、含有大量热量的热渣冷却成可直接贮存和运输的冷渣，并输送至碎渣机处理，冷却渣产生的热风再进入炉膛，减少了锅炉热损失，提高了效率。

钢带式输渣机在炉渣输送过程中利用锅炉负压吸入外界风对炉渣进行冷却，达到无水排放，简化了排渣系统，克服了水力排渣系统环节多、设备多、占地多的缺点，节省了大量的初期投资。

2)锅炉热损失低

斗式提升机为流入式喂料，即经碎渣机处理后的炉渣流入斗式提升机渣斗内并输送到顶端，然后在物料重力作用下自行卸料至渣仓。

3)更环保、更安全

风冷式干渣机排渣系统是全封闭结构，且由于炉膛负压，炉渣不会外泄，无环境污染。另外炉渣进入渣仓后被直接运走，免去了储渣场环节，降低了对周边环境的影响，在节省初期投资的基础上为零排放创造了条件。

通常每台锅炉配置一套干式排渣系统，包括1台风冷式钢带输渣机、1 台碎渣机及2 台斗式提升机，将渣直接输送至渣仓。渣仓底部设有两个排渣口，根据需要有干渣和湿渣两种卸渣方式。

钢带输渣机的输送钢带抗拉强度大，耐高温性能强；钢带输渣机运行速度缓慢，故磨损小，使用寿命长，减小了检修维护量，延长了维护周期；钢带输渣机传动轴承设置在设备机壳外，易于拆除和检修

。

水力输送除灰排渣技术应用时间较长，由于耗水量大，水资源浪费严重，一些电厂对其进行了改进，采用水浸式刮板捞渣机将湿渣取出，再脱水，然后装车运输到统一地点进行处理。20 世纪80 年代中期，无水输送MAC 排渣机首先在意大利2×35 MW 发电站应用，该系统减少了排渣耗水量，且炉渣处理也更洁净。至90 年代末，MAC排渣机已应用到了单机容量130～500 MW 的燃煤机组中，但近年来，随着风冷式干渣机排渣系统技术的提高，风冷式干渣机已被火力发电厂广泛应用。

炉底排渣装置由隔栅、挤压头、箱体、驱动液压缸、摄像监视系统及液压泵站组成，见图2。炉底排渣装置设在渣井与钢带输渣机之间，正常运行时，排渣装置挤压头处于常开状态，渣块自然落下，不需操作，只有当隔栅出现大渣块而无法下落时，要进行大渣破碎操作。

SD（DEyD）（y=1，2，…，r）表示子组Ey（y=1，2，…，r）决策矩阵DEy（y=1，2，…，r）与群决策专家组集合E群决策矩阵D之间的不一致性（曼哈顿距离）。

6)提高了炉渣综合利用价值

炉渣利用已从最初的道路施工填埋、水泥添加剂等逐渐向高附加值产品过渡，利用价值高且前景广阔，为发电厂增加了可观的经济效益。

贵州观赏石资源受控于省内三大岩性、地貌单元和两大地表水系。这三大岩性、地貌单元是：以碳酸盐岩类为主的喀斯特地貌单元，主要分布于贵州西部、南部和中部，面积约11万平方公里；以红色砂岩和页岩为主的丹霞地貌单元，主要分布于贵州北部地区，面积约1万多平方公里；以元古代浅变质岩为主的苗岭地貌单元，主要分布于贵州东部地区，面积约5万平方公里。

7)降低了厂用电

风冷式干渣机排渣系统不需冷却水，故无需配备渣水处理系统，降低了厂用电率。与湿式刮板捞渣机排渣系统相比，按单台机组计算，每天节电约1 750 kWh，全年节电约64万kWh。

4 存在的问题

安徽某发电厂风冷式干渣机排渣系统运行近十年来，也发现了部分不足与缺点。

以“工作室”为单位组织教学。基于“工作室制”的教学组织形式不再以班级为单位，学生是工作室的主体，主要是指进入工作室接受学习或训练的学生，他们通常具有不同背景、不同专业、身处不同年级[2]，他们往往是经过一定阶段的专业学习后，对某方面知识有继续学习提高的愿望才加入工作室，因此有学习的强动机性和持续性。工作室中的教师根据学生的基础和教学内容的特点，因材施教，保持工作室内学生的多样性。

1)锅炉炉膛落渣较多或燃烧不充分时，易造成干渣机超温，故在配套斗式提升机时应综合考虑安全与稳定因素。以配套链条式斗提机与皮带斗提机各一组为最佳。

2)干渣机钢带驱动力是依靠钢带与滚筒摩擦力来驱动的，较刮板捞渣机驱动力略显下降，故炉膛大量落渣时钢带卡停可能性变大。

该试验在某地区种植大户农田中展开，其前茬为空闲田块，专门对空闲田块进行了土壤系灰潮土亚类淡涂泥土土属处理[5]。而且该试验用区域拥有相对平坦的地势和相对均匀的肥力，在试验前的土壤基本理化性状检测中就基本明确了这一点。其土壤理化性状条件为土壤中含有有效磷1.25mg/kg、速效钾150mg/kg、碱解氮223.2mg/kg，整体pH值经过测试为6.01。

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