鍋爐干渣機一級進倉技術在1000MW火力發電廠的應用

張秋兵， 王建忠

（神華國華壽光發電有限責任公司， 山東　濰坊　262714）

1　工程概況

某廠一期工程建設規模為2×1 000 MW超超臨界濕冷機組，采用直流冷卻方案。本期工程機組采用國產超超臨界鍋爐及汽輪發電機組，同步建設煙氣脫硫、脫硝、濕除設施。為滿足環保要求，煤場為全封閉圓形煤場，同時對煙塵、SO2、NOx等排放指標根據環境保護需要進行了優化。

2　干渣機一級進倉技術簡介

2.1　系統概況

整套除渣設施，包括鍋爐下聯箱與渣井之間的密封、渣井、大渣擠壓裝置和關斷門、風冷干式排渣機、碎渣機、貯渣倉、干濕灰卸料設備、管道泵、閥門、支吊架、扶梯、鋼架、各層檢修平臺、電氣控制設備及各種儀表組成。

2.2　工作原理

爐底熱渣經渣井落在干式排渣裝置的輸送鋼帶上，在輸送過程中，通過自然冷風將含有大量熱量的高溫熱渣，冷卻成可以直接儲存和運輸的冷渣[1]。冷卻用的空氣是利用鍋爐爐膛負壓的作用，從風冷干式排渣機外部吸入干渣機內部的。被渣加熱后的熱空氣直接進入爐膛，將熱渣從鍋爐中帶走的熱量再帶回爐膛內，從而減少鍋爐的熱量損失。

爐渣在干渣機出口，先經過碎渣機破碎后，進入渣倉貯存。渣倉內的干渣，通過卸料機，定期裝車運至綜合利用場所或貯灰場。

2.3　干渣機一級進倉技術系統優點

一是一步將爐渣輸送至渣倉，減少了二級輸送設備，降低投資費用，系統運行及設備維護成本均降低。二是占地面積小，鍋爐房整潔、干凈。

2.4　干渣機一級進倉技術系統缺點

一是輸送鋼帶總長度為139.5 m。長距離輸送，設備運轉平穩性不高，鋼帶容易跑偏，部件易磨損。二是輸送鋼帶傾斜段角度31°偏大，設備運轉負荷大，電流高，對起弧段部件要求高。

3　在2×1 000 MW機組火電廠的應用

除渣系統是火力發電廠重要的一個輔助系統，電廠對此進行優化設計，在安全、可靠的基礎上進一步達到節能、節水、節地和減少投資的目的。鍋爐除渣裝置采用風冷干式排渣機，一臺爐為一個單元，系統連續運行，系統工藝流程如圖1所示。

圖1　除渣系統工藝流程示意圖

3.1　系統主要組成部分

3.1.1　過渡渣斗

每臺鍋爐下部設有過渡渣斗，過渡渣斗與鍋爐之間采用非金屬膨脹節密封。渣斗容積大于60 m3，允許干式排渣機故障停運4 h以上，而不影響鍋爐的安全運行。過渡渣斗采用獨立支撐方式，其內的耐火材料能承受爐渣900℃高溫。

3.1.2　非金屬膨脹節密封

非金屬膨脹節密封由多層不銹鋼絲網和陶瓷織物匹配組成，能吸收鍋爐的各方向的膨脹變形及位移，是連接鍋爐水冷壁和干渣系統的部件。

3.1.3　液壓關斷門裝置

過渡渣斗下設置有大渣破碎裝置，由箱體、擠壓頭、格柵、驅動液壓缸及液壓泵站組成。格柵可防止大渣塊直接掉下沖擊排渣機，格柵上部設有液壓關斷門和大渣破碎裝置，起到隔離門和大渣塊預破碎的作用。此處裝有攝像監視系統，可觀察爐渣下落及破碎情況。

3.1.4　干式排渣機

排渣機安裝在液壓關斷門的下部，鍋爐燃燒時產生的熱爐渣落入一級排渣機輸送帶輸送鏈板上，邊輸送邊冷卻直至輸送至碎渣機進行破碎,破碎后灰渣直接進入渣倉。干式排渣機采用靠鍋爐負壓吸入空氣、自然冷卻的方式進行爐渣冷卻。干式除渣機可連續無間斷運行，其設計額定出力為7 t/h，最大排渣出力可達到45 t/h。

為了保證干渣機在運行時保持輸送網帶的張力，在干渣機的尾部設有液壓張緊裝置。該裝置可以根據干渣機負荷量來調整輸送網帶的張力。此外，干渣機尾部還設置了機械張緊裝置，在液壓張緊出故障時，保證干渣機能保持正常運行。

3.2　干渣機一級進倉技術系統布置

系統布置如圖2所示。

圖2　干渣機一級進倉技術系統布置示意圖（單位：mm）

3.3　干渣機的調試及運行

一期工程2×1000MW機組分別于2016年7月31日、11月28日投產發電，投產以來機組運轉平穩可靠。

3.3.1　干渣機運行前的檢查和準備

3.3.1.1液壓系統

檢查油箱的油位是否達到要求；調節回油總閥為“開”位，即處于卸壓狀態；在沒有啟動油泵狀態下，檢查各個電磁切換閥能否動作正確；啟動1號液壓泵，查看1號液壓泵無異常噪聲，無漏油，無反轉，待運轉5 min后停止1號液壓泵；然后對2號液壓泵進行同樣的檢查，以確認兩個油泵均能正常工作；調節回油總閥為“關”位；將溢流閥工作壓力調至最低位，啟動油泵5 min，對溢流閥設定工作壓力，由低到高逐步調節溢流閥至設定工作壓力（一般為10～13 Mpa），然后將調整螺桿鎖緊定位，最后停止液壓泵；至此，液壓站可以進入工作狀態。

3.3.1.2液壓關斷門

在啟動液壓站前，檢查控制箱的每個按鈕是否與關斷門相對應，接線是否正確；檢查每個電磁切換閥和線圈能否正常工作；把控制箱中各關斷門按鈕打到“中間”位，按鈕“就地/遠方”打到“就地”位；啟動液壓站，直至壓力達到工作壓力12 MPa；逐個開啟和關閉各個關斷門（當旋鈕旋到開位即開，旋到關位即關），并確認動作到位，而后逐個檢查關斷門的到位信號是否準確，是否與位置一致，檢查液壓管路及接頭是否漏油；至此，液壓關斷門可以進入工作狀態。

3.3.1.3干式排渣機

檢查是否所有的軸承都進行了充分的潤滑；檢查鋼帶減速機和清掃鏈減速機油位是否正常；檢查尾部張緊裝置是否處于工作狀態，檢查壓力是否為設定壓力值；檢查輸送帶上和干渣機內無其它遺留物品，如工具、雜物等；啟動輸送帶，進行長時間的空載試運行；運行中檢查輸送帶運轉方向是否正確；運行中檢查輸送帶有否跑偏現象；運行中檢查電機電流是否有不規則的變動；運行中檢查電機的冷卻風扇是否處于工作狀態；運行中檢查輸送帶上搭接板的固定螺絲是否有較多的脫落現象；運行中檢查零轉速開關是否正常工作，有否打滑現象；運行中進行變頻調節；至此，干渣機輸送帶可以進入正常工作狀態。

3.3.1.4碎渣機

檢查是否所有的軸承都進行了充分的潤滑；檢查減速機油位是否正常；檢查傳動鏈條是否處于拉緊狀態；檢查碎渣機內部是否有余渣存在，必須清理干凈；啟動碎渣機；檢查碎渣機運轉方向是否與操作一致；檢查碎渣機在運行狀態下是否有異常振動；至此，碎渣機可以進入正常工作狀態。

3.4　干渣機系統的啟動和注意事項

在鍋爐啟動前30 min必須先投入干除渣系統；檢查控制柜里的按鈕全部打到“遠程”位；啟動液壓站，打開液壓關斷門；至此，干渣機系統正式投入運行。

3.5　干渣系統的正常運行操作和注意事項

通過攝像頭遠程監控落渣情況，如發現有大渣塊掉落在關斷門格柵上，待大渣塊預冷卻10～20min后，判斷并操作相應位置的關斷門進行大渣擠壓，如渣塊比較硬或大，有可能要進行多次擠壓操作；通過遠程監控查看落渣情況，按鍋爐的排渣量調節至合適的輸送運行速度，正常工況下為20 Hz，渣量大時可逐步調整至30 Hz；定期檢查關斷門的液壓管路和接頭是否有漏油現象；定期檢查液壓站的液壓油位；定期查看干渣機的運行工況：查看干渣機尾部的大輥軸是否運行正常、查看干渣機尾部的張緊裝置的氣源是否正常、查看輸送帶是否存在跑偏現象；注意查看碎渣機上方攝像頭，看是否有大量渣堆積狀況；定期查看碎渣機的運行狀況是否正常；定期查看落料三通落料是否通暢，是否有堵料狀況；定期查看后冷卻段的運行狀況是否正常；注意查看渣倉料位，定期卸渣；定期查看渣倉頂布袋除塵器抽排風機的運行狀況；如果長時間沒有動作過液壓系統和關斷門，建議定期進行一次操作。

3.6　干除渣系統的停止和注意事項

鍋爐停爐后，干渣系統必須繼續運行至少2 h后才能停止；在緊急停系統或事故停系統之前，必須先關閉液壓關斷門；按照“停止干渣輸送系統”順序依次停止系統各設備；停止系統后，要及時檢查和清理干渣機輸送帶上的殘渣；停止系統后，要及時檢查和清理碎渣機上部的積渣；停止系統后，將渣倉內的積余渣排放完。

3.7　常見主要故障分析及處理

3.7.1　鋼帶打滑，運轉停頓

原因分析：一是鋼帶張力不夠；二是灰渣堵塞。

處理措施：檢查鋼帶灰渣情況，消除灰渣堵塞現象[2]。啟動尾部液壓張緊系統，對鋼帶兩側尾輪軸承座同時進行張緊，測量張緊行程量，確保一致，觀察鋼帶運轉情況，消除鋼帶打滑及停頓現象。

3.7.2　鋼帶及清掃鏈短托輥受阻

原因分析：一是軸承潤滑油不夠；二是保護罩積渣過多；三是軸承損壞；四是托輥軸承座位移及磨損嚴重。

處理措施：一是檢查補充潤滑油；二是清理保護罩積渣；三是更換損壞的軸承；四是更換托輥，在托輥軸承座與殼體間加裝墊塊。

3.7.3　鋼帶易跑偏，頻繁校正效果不佳

原因分析：一是鋼帶松弛；二是機組負荷波動及爐膛頻繁吹灰；三是液壓關斷門打開位置不均勻，下渣量不平衡；四是鋼帶運轉頻率過大。

處理措施：一是張緊鋼帶；二是控制爐膛吹灰頻率及減少負荷波動；三是調整液壓關斷門，確保均衡下渣；四是根據機組負荷及吹灰頻率，在滿足排渣需求情況下，盡量降低鋼帶運轉頻率。

3.7.4　鋼帶從耳板軌道脫落，鋼帶機跳閘

原因分析：一是耳板變形脫落嚴重；二是鋼帶短托輥變形損壞；三是鋼帶跑偏嚴重；四是鋼帶運轉頻率過快；五是耳板固定不牢靠；六是鋼帶網帶寬度不夠，耳板損壞后極易造成鋼帶脫落的設備重大損壞故障。

處理措施：一是定期檢查鋼帶運轉情況，發現耳板變形較多或者同一部位缺失2塊及以上耳板缺陷，應及時組織人員補充耳板。耳板材質及焊材應符合技術要求，焊接電流應調整合適；二是檢查更換鋼帶短托輥，在托輥軸承座與殼體直接加裝防止軸承座位移的墊塊；三是檢查發現是否有鋼帶跑偏現象，如有應及時調整；四是及時調整好鋼帶運轉頻率，確保運轉頻率穩定，如圖3所示；五是對鋼帶耳板進行加固處理，增加耳板與鋼帶板之間的固定螺釘，如圖4所示；六是鋼帶網帶加寬處理，加寬后可以有效避免耳板損壞后因補充不及時造成的鋼帶脫落故障。如圖5所示。

圖3　鋼帶運轉頻率調整前后對比示意圖

圖4　原鋼帶網帶示意圖（單位：mm）

圖5　加寬后鋼帶網帶示意圖（單位：mm）

3.8　干渣機日常巡檢重點

3.8.1　尾部

定期檢查鋼帶張緊程度，鋼帶是否跑偏（觀察鋼帶邊緣距滾筒兩側距離是否大體一致）；定期檢驗張緊滑塊的滑槽內有無卡澀物質；尾部鏈輪軸上裝有轉動花盤與固定的接近開關，要進行定期機械和電氣檢查，并調整合適的接近開關與花盤的距離，保證鋼帶、清掃鏈的反常轉動現象（停止轉動或打滑）通過接近開關報警可反饋到控制室內能被監測到[3]；每月逐個檢查一次防跑偏輪的磨損程度，及時更換磨損嚴重的防跑偏輪；每月檢查一次清掃鏈和刮板的磨損程度；每月檢查一次鋼帶固定螺栓是否有脫落現象；每周至少一次全面檢查鋼帶耳朵是否有剮蹭變形或斷裂現象，若有及時修復處理；每個月檢查清理一次攝像頭玻璃視鏡，防止內部積灰影響觀察內部運行情況；每天巡檢檢查液壓油路、油缸是否有漏油現象，若有及時處理。

3.8.2　起弧段

在運行過程中，每天檢查起弧段托輥，一些托輥輪可能會被卡住或傾斜，及時調整校正軸承座。定期從外部檢查托輥軸的旋轉情況。

3.8.3　鋼帶頭部

檢查出口渣溫（渣溫高于80℃，開頭部檢查門）；減速電機是否運轉正常；鋼帶、清掃鏈減速箱運轉5 000 h后，對工作油進行老化檢查，若油已老化，則需換油。

4　結語

雖然干渣機在火力發電廠已有很多應用，但在百萬機組采用干渣機一級進倉技術是對干式排渣的肯定和升級。

經過一年多的投產運行，實踐證明鋼帶式干渣機一級進倉技術是成功的，凸顯了社會效益及經濟效益。隨著電廠人員不斷的努力，更深入地了解掌握系統設備特性規律，做到“如數家珍、胸有成竹”。鍋爐干渣機一級進倉技術在1 000 MW火力發電廠的應用樹立了行業標桿，為同類型火力發電企業提供了參考借鑒意義。

[1]于長友.燃煤電廠鋼帶式排渣機干式除渣技術[J].中國電力，2007，40（1）：56-59.

[2]周志輝.干式排渣機故障與技術改造[J].吉林電力，2012（5）：20-23.

[3]劉云.干式排渣機安裝技術簡介[J].安裝，2010（1）：33-36.