1 000 MW機組刮板撈渣機的無溢流改造

（神華國華浙江浙能發電有限公司，浙江寧海315612）

1 000 MW機組刮板撈渣機的無溢流改造

任健

（神華國華浙江浙能發電有限公司，浙江寧海315612）

某1 000 MW機組鍋爐渣水循環系統長期運行后，高效濃縮機、集水池及相關坑泵嚴重積渣堵塞，影響撈渣機正常補水降溫。在充分調研及系統試驗的基礎上，對撈渣機進行無溢流改造，取消渣水循環系統，強化撈渣機補水。撈渣機無溢流改造后，系統運行穩定，缺陷率明顯降低，且節能效果顯著。

1 000 MW機組；撈渣機；無溢流；改造

鍋爐濕除渣系統主要由撈渣機及渣水循環系統組成。國華寧海發電廠二期2臺1 000 MW機組自投產以來，除渣系統的缺陷較多，主要體現在高效濃縮機斜板嚴重積渣、高效濃縮機下部排泥管頻繁堵塞、撈渣機集水池底部積渣等。頻繁出現的缺陷增加了維護和運行的工作量，并且已經影響到了機組的安全生產，有必要對撈渣機進行無溢流改造。

1 除渣系統存在的問題及分析

1.1 除渣工藝概況

這2臺機組原設計采用濕除渣方式，從鍋爐渣井排出的爐渣被刮板撈渣機撈出后，經二級刮板輸送機進入渣倉中，再由汽車運走。撈渣機溢流水排入集水池，通過底渣排水泵送至渣水循環系統的高效濃縮機。灰渣在高效濃縮機斜板上加快了沉淀，濃縮后的灰渣由高效濃縮機排污泵運回至撈渣機上升段，再由撈渣機撈出至渣倉外運。高效濃縮機排出的澄清水進入清水池，加入阻垢劑及磷酸后，經除灰水泵用于撈渣機補水及設備沖洗，除渣系統見圖1。

圖1 改造前除渣系統

1.2 高效濃縮機斜板嚴重積泥

渣水進入高效濃縮機后，由于灰渣過量，不斷在斜板沉積（見圖2），嚴重時灰渣已露出液面以上。隨著時間的推移，灰渣不斷變硬，水沖洗已無法清除，往往需要人工敲擊清理。清理過程中，高效濃縮機必須停運，嚴重影響渣水循環系統的安全穩定運行。

圖2 高效濃縮機斜板積渣

1.3 高效濃縮機下部排渣管頻繁堵塞

渣水循環系統不斷產生的灰渣無法及時排出，便集中在高效濃縮機底部，堵塞排渣管及坑泵，嚴重時每班次堵塞4～5次。

當濃縮機底部積泥嚴重時，還會堵塞濃縮機致跳閘，并無法啟動。如濃縮機力矩測量裝置故障時，會導致濃縮機轉耙折斷或轉耙電動機燒毀等嚴重危害。

1.4 撈渣機集水池底部積渣

灰渣在撈渣機集水池內部沉積，導致底渣排水泵頻繁堵塞，積泥嚴重時底渣排水泵無法排水。積渣不多時，通過集水池設置的沖洗裝置，可以適當減少堵泵的發生。當集水池積渣過多時，必須停這渣水循環系統，清理集水池。

1.5 積渣問題分析

高效濃縮機對于灰渣濃縮效果明顯，但外排方面存在問題。通過對其他發電廠的調研，了解到其高效濃縮機濃縮的灰渣，主要是通過排污泵排至專用灰漿池，進行二次沉淀后，再由抓斗機清理，汽車外運。而寧海發電廠二期機組未設置專用灰漿池，每臺機組只設置1個沉煤池，主要用來收集輸煤棧橋沖洗水，容量較少，無法將灰渣排入，只排向撈渣機。濃縮灰渣進入撈渣機后，實際上只有很少一部分被撈出，大部分灰渣又被稀釋充滿水封之中，通過撈渣機溢流進入集水池和高效濃縮機。

此運行方式使灰渣在渣水循環系統中不斷循環、積累，最終系統只起到了冷卻作用，并未起到真正的灰渣外排作用，結果導致整個系統積渣堵塞。在分析將灰渣排向沉煤池的可行性不大后，便轉向撈渣機無溢流方面的研究。

2 撈渣機無溢流改造的可行性分析

2.1 撈渣機無溢流試驗

試驗主要模擬撈渣機無溢流工況，停運渣水循環系統，使撈渣機停止溢流。撈渣機復用水補水聯鎖投入，熱控重新設定補水液位，根據撈渣機水封液位及溫度自動控制，保證撈渣機不溢流。試驗期間，撈渣機集水池加裝潛水泵至沉煤池，防止集水池滿水。關閉渣倉沖洗水、地溝沖洗水，渣倉保持干排渣方式。

渣水系循環統運行時，撈渣機水封溫度在30℃左右，pH值10左右；實施撈渣機無溢流試驗后，溫度在50℃左右，無上升趨勢，pH值11左右，撈渣機液位能夠維持無溢流狀態的平衡，爐底渣能被冷卻，渣倉排渣正常。

2.2 蒸發量與補水平衡

撈渣機落入大量灰渣時，瞬間蒸發的水分不會破壞鍋爐水封。極限狀態下10 s之內，經相關計算[1]，1 000 MW機組鍋爐最大落渣74 t，引起撈渣機殼體內部水的最大蒸發量為6 t，約6 m3，在4 s之后，蒸發量會越來越少。二期機組撈渣機殼體水平面積為30×2＝60 m2，使液位僅下降0.1 m。而正常情況下，水封板插入水封后液面為0.8～0.9 m，即便液位下降了0.1 m，液面還有0.7～0.8 m，不會破壞鍋爐水封。

撈渣機落入大量灰渣時，復用水能在3 min之內補上所蒸發的水分。一般工程上計算時，壓力常見為0.1～0.6 MPa，水在水管中的流速為1～3 m/s，復用水管水壓力為0.7 MPa，取流速為1.5 m/s，復用水至補水管規格為DN125，其流量為66.27 m3/h，1臺復用水泵運行，最多在6 min左右補齊6 m3水；如2臺復用水泵運行，應能在3.5 min左右補齊。

綜上所述，鍋爐發生大塊灰渣掉入撈渣機時，僅使水封液位降低0.1 m，不會破壞鍋爐水封，同時復用水可以迅速補充蒸發水量，因此撈渣機無溢流運行方式可行。

3 撈渣機的無溢流改造

3.1 系統改造

對比原設計，渣水循環系統取消了高效濃縮機、高效濃縮機排污泵、除灰水泵及渣水加藥系統；撈渣機增加了1路復用水緊急補水和1路復用水持續補水，撈渣機集水池增加1臺立式排水泵；將1臺底渣排水泵改為撈渣機緊急補水泵，另1臺取消。

撈渣機補水在原復用水補水管（DN125）電動門處并聯1路管路（DN50），通過電動門控制作為緊急補水。另增加1路手動門補水管路（DN25），作為持續補水，正常工況下能夠持續平衡蒸發量。原鏈條沖洗水由噴霧式改為流動式集中沖洗，提高了鏈條沖洗效果。改造后撈渣機補水方式有4路：鏈條沖洗水、手動門持續補水、電動門補水及電動門緊急補水。

撈渣機集水池增加1臺立式泵作為集水池排水泵，假如撈渣機在緊急補水的情況下產生溢流或渣倉內部積渣淅水，匯集在集水池，集水池排水泵根據設定液位自動啟/停，排水至沉煤池。原底渣排水泵保留1臺作為撈渣機緊急補水泵，當撈渣機水封液位低或溫度高時，緊急補水泵與撈渣機復用水緊急補水同時啟動，對撈渣機進行集中補水，改造后的除渣系統見圖3。

圖3 改造后除渣系統

3.2 邏輯變更

集水池排水泵投聯鎖，集水池液位達到2.4 m自啟，集水池液位低于1.5 m自停。

撈渣機緊急補水泵投聯鎖，撈渣機水封液位低于-0.2 m自啟，集水池液位低于0.6 m自停。當撈渣機水封液位補充到位及水溫正常后，可手動停運撈渣機緊急補水泵。

同時，當撈渣機水封液位至-0.1 m時，撈渣機補水電動門開啟，對撈渣機進行補水；當撈渣機水封液位至-0.03 m時，撈渣機補水電動門關閉；當撈渣機水封液位至-0.15 m時，撈渣機水封液位緊急補水電動門開啟，對撈渣機進行緊急補水。

3.3 其他變更

渣倉沖洗水及渣倉地溝沖洗水取消運行，渣倉卸料插板門頂部、渣倉地面和渣倉地溝積渣由卸渣人員人工清理，不允許排至地溝和集水池。撈渣機緊急補水泵每半個月定期運行1次，保證良好備用。

拆除原渣水系統除灰水泵、底渣排水泵、高效濃縮機排泥泵、高效濃縮機。

4 改造后的效果

4.1 系統運行穩定

撈渣機無溢流改造后，爐底渣完全在撈渣機內部沉淀，因無外界大的擾動，沉淀效果更好，大部分灰渣被撈渣機撈出。渣水循環系統取消后，集水池因只接收少量來水，且來水清澈，長期運行無堵塞現象。

渣水加藥停止后，經過長期運行觀察，撈渣機會有少量結垢，但完全不影響系統運行，且停機檢修時比較容易清理。

因高效濃縮機整體系統取消，避免了濃縮機系統經常出現的積渣等缺陷，撈渣機也未出現因補水問題產生故障或停運情況。

4.2 實現節能降耗

在系統未改造時，需投入大量人力、物力對濃縮機系統進行消缺。撈渣機無溢流改造后，取消了渣水循環系統，簡化了整個除渣系統，缺陷大大減少，從而減輕了維護人員的工作量。

系統改造前，高效灰水阻垢劑年用量8.32 t，工業磷酸年用量11.7 t。撈渣機無溢流改造后，取消了渣水加藥系統，不再使用高效灰水阻垢劑和工業磷酸，初步核算每年節省藥品費用約13萬。

設備節電方面，2臺機組共停運2臺除灰水泵180 kW、2臺100 kW底渣排水泵、2臺6 kW高效濃縮機，2臺30 kW濃縮機排泥泵，共316 kW；增加了2臺立式排水泵，共130 kW。按年利用5 600 h計算，2臺機組年可節約電量104.16萬kWh。撈渣機無溢流改造前后效果對比見表1。

4.3 與干除渣系統比較

表1 撈渣機無溢流改造前后效果對比

目前干除渣系統被很多新建發電廠所采用，部分在運發電廠的濕除渣系統也被改為干除渣系統。究其原因主要為干除渣系統設備少，維護方便，設備能耗低，節約水源，且濕除渣系統長期運行易發生渣水循環系統積渣堵塞等問題，給運行、維護帶來不便。但干除渣也存在著影響鍋爐效率、排煙溫度及煤種適應性等問題。

在原有的濕除渣系統中，將渣水循環系統取消，采用撈渣機無溢流方式，不僅簡化了系統，降低了能耗，節約了水源，還方便了運行維護。由于仍是濕除渣的形式，不會產生干除渣系統存在的問題。目前國內多家發電廠的濕除渣系統也在進行撈渣機無溢流改造，部分新建發電廠在設計上也采用了撈渣機無溢流的濕除渣系統。

5 結語

寧海發電廠二期撈渣機無溢流改造是在結合本廠實際情況，通過充分的調研、試驗，確保改造方案可行的情況下完成的。最終減少了除渣系統嚴重堵塞等缺陷的發生，實現了撈渣機無溢流的濕除渣系統安全穩定運行，減輕了維護工作量，同時節約了大量除垢藥品及廠用電量，達到預期目標。

[1]岑可法．大型電站鍋爐安全及優化運行技術[M]．北京：中國電力出版社，2003．

[2]馮德群．電廠鍋爐設備及運行維護[M]．北京：機械工業出版社，2012.

[3]葉江明．電廠鍋爐原理及設備[M]．2版.北京：中國電力出版社，2007.

[4]DL/T 895-2004除灰除渣系統運行導則[S].北京：中國電力出版社，2005.

（本文編輯：陸瑩）

Transformation of Scraper Slag Salvaging Machine without Overflow for 1 000 MW Units

REN Jian
（Shenhua Guohua Zhejiang Zheneng Power Generation Co.，Ltd.，Ninghai Zhejiang 315612，China）

Due to long-time operation of slag water circulating system of 1 000 MW boiler units，high-efficiency thickener，collecting basin and pit pump are blocked by deposited slag，which has great impact on water supply for cooling of slag salvaging machine.On the basis of investigation and system test，the slag salvaging machine is transformed without overflow∶eliminating slag water circulating system，strengthening water supply of slag salvaging machine.After the transformation，the system operates stably，the defects are obviously reduced and the energy saving effect is significant.

1 000 MW units；slag salvaging machine；without overflow；transformation

TK227.3

：B

：1007-1881（2014）01-0038-04

2013-06-25

任健（1982-），男，遼寧丹東人，助理工程師，從事發電廠除灰脫硫技術管理工作。