馬圣忠 張玉忠 李維波
(棗莊礦業〈集團〉付村煤業有限公司,山東 微山277605)
循環流化床鍋爐爐內溫度一般在850~900℃,因此爐渣的溫度也在這個溫度范圍之內,為了利用爐渣這部分熱量,提高鍋爐熱效率和保障排渣人員的安全, 必須將爐渣冷卻至一定的允許溫度 (一般在100℃左右)之內,這樣鍋爐應設置冷渣機冷卻爐渣,目前采用較多的冷渣機有水冷螺旋冷渣機、風冷式冷渣機以及風、水混合冷渣機,由于風冷式及風、水冷混合式冷渣機結構相對復雜,在小機組上應用的較少,現小機組大多數采用水冷螺旋冷渣機,在水冷式冷渣機的使用過程中由于設計、安裝、使用不當造成了很多設備故障及安全事故,有的甚至造成了人員的傷害,冷渣機的安全運行與管理不僅影響到機組的穩定運行,同時也影響到排渣人員的安全,我們針對我單位冷渣系統進行改造,對冷渣機自身的保護進行了完善,同時對冷渣系統的管理進行了細化,在確保了冷渣系統安全運行的同時,取得了較好的經濟效益。
我廠原鍋爐排渣冷卻水系統由設計院設計, 采用廠內循環水,由冷渣水泵加壓后進入冷渣機,對爐膛排出的熱渣冷卻,然后進入涼水塔。
采用循環水作為冷渣用水的優點是:冷卻水系統較為獨立,操作簡便,管路安裝工程量較??;缺點是:由于循環水硬度較高,鍋爐排渣溫度較高,兩者進行熱交換時,水中的鈣、鎂離子等高溫后易形成水垢,附著在冷渣機的內壁,輕者降低傳熱效率,重者造成冷渣機無法正常使用,甚至超溫爆裂。
造成冷渣機結垢的主要原因是循環水的硬度過高,我們選擇軟化水作為鍋爐排渣冷卻用水可有效解決此問題,根據現場實際情況有兩種方案可供選擇:
(1)設置單獨除鹽水冷渣循環冷卻水系統,此方案優點是系統獨立、操作簡便;缺點是管路敷設較多、設備及土建投資較大。
(2)采用汽輪機凝結水作為鍋爐排渣冷卻水,自汽輪機輔機低溫加熱器出口搭接管道至鍋爐冷渣系統進水母管,凝結水經冷渣器和鍋爐排渣進行換熱后回水至除氧器。
此方案優點:投資低,只需進行管路的改造利用凝結水泵做為冷渣系統冷卻水的動力,可以不再使用冷渣水泵,節約用電;利用凝結水作為排渣冷卻用水,解決了使用循環水結垢大的問題,延長冷渣機使用壽命;使用汽機低壓加熱器出口凝結水作為冷渣用水,可以將低壓加熱器原加熱汽源解列,節約用汽。
缺點:該系統管路布置較為復雜,系統不僅需要鍋爐運行專業人員進行調節,還需要汽機專業人員進行調節,調節不當會引起機組運行的不穩定。
通過方案比較,我們選擇方案(2)實施改造。
結合冷渣機廠家的設計, 我們又根據現場實際增設了其他保護,現冷渣機的保護主要有:
(1)冷渣機水管路上的閥門必須與冷渣機聯鎖運行,即必須完全打開進出水閥門后才能啟動冷渣機。
(2)冷渣機水管路上設壓力開關,當水系統欠壓、超壓時能夠報警并停機。
(3)冷渣機回水管路上設熱電阻,當水溫超出設定值時能夠報警并停機。
(4)冷渣機水管路上設安全閥,當水壓超出設定值時能夠泄壓保護。
(5)冷渣機設有軸向位移檢測裝置,當軸向位移超限時能夠報警并停機。
(6)冷渣機進水管路設流量低保護,一般采用流量開關或流量計,當進水管路出現問題,冷卻水流量不能滿足最低保護定值時,冷渣機能夠報警且無法運行。
(7)在冷渣系統母管上設置安全閥,防止冷渣機本身安全閥不動作。
(1)認真編制好冷渣系統安全運行規程,逐級審批后下發并嚴格執行。
(2)對冷渣機的啟停操作嚴格執行操作票制度,做到一人操作一人監護。
(3)對冷渣機的各項保護定期(一個月)進行試驗,確保保護的可靠。
(4)將冷渣機納入壓力容器管理,定期由上級質量監督部門進行檢驗,合格后方可使用。
(5)嚴格執行設備巡檢機缺陷管理制度,發現缺陷及時進行處理。
(1) 采用凝結水泵替代原冷渣水泵作為冷渣循環冷卻水的動力源,一方面冷渣水泵(共三臺5.5kW 功率一臺,3kW 功率兩臺,)無需使用,減少年運行維護費用0.5 萬元,另一方面年節約用電約2.6 萬度。
(2)將汽機低溫加熱器出水作為冷渣循環水,一方面可節約低溫加熱器加熱用汽;另一方面,原采用循環水作為冷渣冷卻水,鍋爐排渣的熱量不能利用,白白流失,現通過技術改造可將這一部分余熱充分回收。
按照每臺機組凝結水量45 噸/小時,鍋爐排渣冷卻水進水溫度50度,出水溫度70 度,每天運行6 小時,年運行300 天核算可利用余熱折標煤約463 噸。
冷渣機作為循環流化床鍋爐的重要輔機設備,進行技術改造并加強安全運行管理, 不僅能夠能夠確保其安全運行而且有效地利用余熱、節約能源,符合國家節能減排要求。
[1]岑可法.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].中國電力出版社,1998.
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