祁陽凱迪生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)改造

蔡牧+閆雪飛

摘要 祁陽凱迪生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)在調(diào)試及運行過程中有嚴重的堵塞現(xiàn)象，本文根據(jù)凱迪集團5個生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)存在的問題進行了分析，并提出了相對應的改造措施，取得了良好的效果。其具體措施有：下渣管膨脹節(jié)改造、下渣管增加空氣炮作為疏通手段、冷渣機入口增加額外排渣口，通過改造后祁陽凱迪生物質(zhì)發(fā)電廠排渣系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟性、可靠性有了極大的提升。

關鍵詞 生物質(zhì)電廠；循環(huán)流化床；結焦；空氣炮；冷渣機

中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號209 5—6363（2017）03—0051—02

國內(nèi)生物質(zhì)電廠循環(huán)流化床鍋爐的排渣方式可分為濕式排渣和干式排渣2種形式，祁陽凱迪生物質(zhì)電廠采用的是干式排渣系統(tǒng)。鍋爐排渣經(jīng)冷渣器冷卻后，通過鏈斗輸渣機輸送到渣庫，然后用鏟車或人工裝車外運至綜合利用點或事故渣場堆放。完善可靠的排渣系統(tǒng)對于保障鍋爐長時間穩(wěn)定運行非常重要。祁陽凱迪生物質(zhì)電廠運行過程中多次發(fā)生鍋爐排渣系統(tǒng)堵塞，只能通過人工疏通，人工排渣的方式維持機組運行，耗費了大量的人工成本、存在嚴重的安全隱患、影響機組經(jīng)濟的運行。

1運行過程存在的問題

祁陽凱迪生物質(zhì)電廠隸屬凱迪綠色能源有限公司旗下，相同設計發(fā)電量的同類1×30MW機組目前已經(jīng)投運4臺，最早的2012年10月投運，最晚2015年1月投運。在祁陽凱迪生物質(zhì)電廠整套啟動調(diào)試運行過程中發(fā)現(xiàn)輸渣系統(tǒng)存在下渣管堵塞，冷渣機外殼變形的問題。

下渣管堵塞后只能通過人工疏通的方式來疏通下渣管，冷渣機不能正常運行時只能采取人工放渣的方式來放渣，費時費力，危險系數(shù)高，造成額外的排渣熱損失降低鍋爐效率。

2排渣系統(tǒng)問題產(chǎn)生的原因

2.1同類型機組排渣系統(tǒng)運行情況

同樣隸屬于凱迪集團旗下的生物質(zhì)電廠隆回、赤壁、安仁、江陵等項目也存在類似問題，部分電廠冷渣機已經(jīng)停止使用，采用人工放渣的方式來排渣，通過統(tǒng)計達到表1中數(shù)據(jù)。

2.2原因分析

下渣管堵塞原因分析：1）混合在生物質(zhì)燃料中的混凝土塊、石塊、除鐵器未除盡的金屬等，鍋爐燃燒情況不好爐內(nèi)結焦產(chǎn)生的焦塊進入排渣管堵塞無法排出；2）排渣過程斷斷續(xù)續(xù)也有可能導致高溫爐渣在下渣管中冷卻粘連板結堵塞下渣管。

冷渣機外殼變形原因分析。下渣管與冷渣機連接處設計不合理膨脹裕度不夠，鍋爐自身重力以及下渣管受熱膨脹后的熱應力直接作用在冷渣機外殼上導致冷渣機外殼壓扁。

3針對排渣系統(tǒng)問題采取的針對性措施

3.1凱迪集團其他電廠采取的措施

凱迪集團其他生物質(zhì)電廠根據(jù)在運行過程排渣系統(tǒng)存在的問題做了相應的應對措施主要有包含有下面幾條，在下渣管彎頭處割孔，發(fā)生堵塞時用長鋼條進行人工疏通；在下渣管入口門與冷渣機之間管道上安裝波紋管減少下渣管對冷渣機殼體的壓迫。

3.2祁陽凱迪電廠采取的措施

祁陽凱迪電廠根據(jù)凱迪集團其他電廠的工作經(jīng)驗，結合現(xiàn)場實際情況對本廠的排渣系統(tǒng)做了針對性的改造措施，圖1是改造前排渣系統(tǒng)情況，圖1中排渣系統(tǒng)嚴重堵塞不能正常運行。

對冷渣機入口管段進行改造，采用“大管套小管”的結構使得排渣管能自由向下膨脹不壓住冷渣機殼體，如圖2所示。

在排渣管上端安裝“空氣炮”。空氣炮利用廠內(nèi)壓縮空氣作為動力源，發(fā)生下渣管堵塞的情況時，打開壓縮空氣進口手動門，當空氣炮蓄能罐內(nèi)壓力達到設定值，出口電磁閥打開，瞬時沖擊下渣管，沖擊力強，能夠快速有效疏通下渣管，同時空氣炮蓄能罐容積很小，不會造成對排渣系統(tǒng)造成破壞性影響。如圖3所示（藍色裝置即為空氣炮）。

在下渣管伸入冷渣機管道部分額外添加一道事故排渣口，用于緊急情況下疏通下渣管如圖4所示。

4改造后排渣系統(tǒng)運行情況

4.1疏通效果檢查

祁陽電生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)改造完成后，排渣系統(tǒng)運行良好，隸屬于凱迪集團的安仁電廠、江陵電廠根據(jù)凱迪電廠祁陽電廠經(jīng)驗也進行的相應的改造，改造完成后從效果統(tǒng)計日期2016年2月18日—2016年3月20日，對各電廠排渣系統(tǒng)運行情況進行了記錄統(tǒng)計，得到表2中數(shù)據(jù)。圖4冷渣機內(nèi)部緊急排渣口

4.2排渣系統(tǒng)運行的安全性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性

套管方案與波紋管方案對比。采用大管采用了“大管套小管”結構，下渣管受熱向下膨脹時，不會壓住下管段。冷渣機殼體不會出現(xiàn)受擠壓變形現(xiàn)象。“大管套小管”結構采用的材料為普通鋼管相對采用波紋管改造成本更低，使用壽命比波紋管更長，表3為2種改造方案詳細對比。

排渣系統(tǒng)改造后基本沒有人工排渣的情況發(fā)生，提高了鍋爐熱效率，極大降低了操作工工作強度和安全風險。鍋爐排渣回收熱量計算，鍋爐排渣溫度實測數(shù)據(jù)約為140℃，正常運行情況下平均床溫維持在850℃左右，爐渣比熱容一般按0.963KJ/Kg.K，通過排渣系統(tǒng)正常排出一噸爐渣所節(jié)省的熱量約為：

Q=0.963×（850 140）×1000=683 730KJ

燃料熱值按10.692MJ/kg計算，鍋爐保證熱效率90.9%，燃料價格為350元/噸，每天的排渣量約為6t左右，每天節(jié)省費用為：

683730÷10692÷0.909÷1000×6×350=147.72元

通過計算，得出改造后每天節(jié)省的燃料費用147.72元。

人工排渣人工費統(tǒng)計。采用人工放渣額外需要增加工人，按四班三倒工作制度每班兩人維護鍋爐運行共需要8名工人，工人工資按3500元/月計算，每月需要額外產(chǎn)生人工成本28000元。

5結論

生物質(zhì)電廠由于燃料的特殊性，燃料中雜物較多。生物質(zhì)燃料熱值較低（10.692MJ/kg），燃料成分復雜，水分高，燃料經(jīng)過摻拌后穩(wěn)定性遠低于化石燃料，燃燒穩(wěn)定性差，鍋爐燃燒調(diào)整困難大，結焦情況時有發(fā)生。這是造成生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)堵塞的根本原因，從燃料收購，篩選，破碎，摻拌等階段解決這些問題需要投入的成本太高，會極大降低生物質(zhì)電廠運行的經(jīng)濟性。此次祁陽凱迪生物質(zhì)電廠排渣系統(tǒng)的改造從另一個途徑解決了上述問題，在安全性、經(jīng)濟性、可靠性各個方面都能較好地滿足電廠的運行需求。