燃煤電廠除灰排渣系統的發展過程及現代化技術

楊永秀

摘 要：灰渣處理是燃煤電廠運行的重要內容，隨著燃煤電廠規模的不斷擴大和科技的進步，排灰出渣系統也發生了變革，傳統的水力除灰排渣系統逐漸被干式氣力除灰和脫水倉除渣方式所取代。現代化技術支持下的除灰排渣系統工作效率高且需要的水電能耗較小，通過灰渣的綜合利用也改善了火電廠環境污染的問題。文章就燃煤電廠除灰排渣系統的發展和現代化技術應用進行探討。

關鍵詞：燃煤電廠 除灰排渣系統 現代化技術

中圖分類號：TK227.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（a）-0041-02

1 除灰排渣系統發展過程

除灰排渣系統是燃煤電廠穩定運行的重要保證，燃煤電廠發電機組數量、水資源條件、灰渣場與燃煤電廠的距離、灰渣量、灰渣綜合利用以及裝機容量等都會對排灰除渣方式的選擇和系統的設計產生影響。

1.1 早期排渣除灰系統

20世紀70年代前，我國電力行業剛剛發展，社會對于電力的需求較小，燃煤電廠運行產生的灰渣量也比較少，電廠大多采用低濃度水力輸送灰渣的方式。由于灰渣場征地成本較低，因而當時在燃煤電廠的附近就有合適的灰渣存放場地。進入80年代，社會電力需求不斷提高，燃煤電廠的規模隨之擴大，灰渣量也隨之增大，傳統的水力除灰排渣方式逐漸不能滿足燃煤電廠的運行需求，燃煤電廠的除灰和排渣工作分開進行。

1.2 除灰技術發展

在除灰技術方面，燃煤電廠開始成套引進300MW機組的負壓氣力除灰系統。但是負壓氣力除灰技術存在明顯的缺陷，包括出力較小、輸灰距離短以及灰庫頂收塵設備磨損嚴重的問題，因而實際的除灰效果較差，無法滿足燃煤電廠的除灰需求。到90年代末，一些燃煤電廠引進了英國的麥考伯微正壓濃相氣力除灰裝置并取得了良好的應用效果。

1.3 排渣技術發展

水力輸送沖渣技術應用的時間較久，由于耗水量較大，對水資源浪費嚴重，后來一些燃煤電廠對其進行了改進，將帶水的濕渣利用水浸式撈渣機取出，濕渣經過脫水倉及其它水力設施之后進行裝車，運輸到統一的處理地點。上世紀80年代中期，意大利的發電站最先在2*35MW的燃煤機組上應用了無水輸送的MAC排渣裝置，減少了排渣的耗水量，爐渣處理方式也更為潔凈。至90年代末，MAC排渣裝置已經可以在單機容量130～500MW的燃煤機組中應用，其應用范圍也越來越廣泛。

2 除灰現代化技術

氣力除灰技術的綜合性能比較良好，應用廣泛。文章就英國的麥考伯微正壓濃相氣力除灰系統進行分析。

2.1 麥考伯微正壓濃相氣力除灰技術

麥考伯微正壓濃相氣力除灰系統是由輸灰管、PD泵、AV泵、出料切換、插板隔離閥、控制設備等組成的。工作過程如下，通過在電除塵器的集灰斗下安裝該系統，以輸灰管作為灰發送器，一般情況下，需要將4臺或者6臺的輸灰罐連接到同一條除灰管道上，同時，在輸灰罐上還應當配備出料切換閥作為工作狀態的調整輔助設備。這一系統在運行過程中所使用的介質為壓縮空氣，具體的輸灰過程主要有以下四個階段。⑴空罐，也就是關閉輸灰罐的閥門，不進灰；⑵裝罐，打開輸灰罐頂部的圓頂閥，同時關閉出料切換閥，此時輸灰罐開始裝灰作業；⑶卸放細灰，這一階段一般在上一階段運行8～10秒后，先打開出料切換閥，并打開空氣閥向輸灰罐內輸送壓縮空氣，此時輸灰罐開始進行卸放細灰作業；⑷輸送細灰，當第三階段的卸放細灰作業完成后，停止向輸灰罐內輸送壓縮空氣，降低罐內壓力，關閉出料切換閥，同時打開圓頂閥門開始進灰，開始下一階段的作業。

2.2 系統特點

在實際運行中，麥考伯微正壓濃相氣力除灰技術表現出了以下優勢。首先，該系統組成較為簡單，運行過程較為可靠。該系統的集灰斗主要是在無灰狀態下運行，因此在系統中不需要設置氣化風機裝置。同時，在該系統中設置圓頂閥門，能夠有效提高該系統的運行可靠性。圓頂閥門主要由橡膠密封圈與球面閥體組成而成。這兩個部件一方面，能夠有效保證閥門封閉的嚴密性，另一方面，應用橡膠密封圈也能夠有效降低磨損，延長設備使用壽命。其次，該系統的流速較低，設備運行過程中的磨損較輕。在正常狀態下，該氣力除灰系統的流速可以控制在2至12m/s之間，在這一流速范圍內，氣力對于除灰管道的磨損較小，因此可以用普通碳鋼管作為設備管道的主體部分，從而降低設備的生產成本。最后，該系統表現出了濃度高，出力大以及輸送距離遠的優勢。根據實際運行過程中的數據監控計算，該系統灰氣比可以達到100：1，系統最高出力可以達到200t/h，輸送距離可以達到1.5km。

3 排渣現代化技術

MAC排渣裝置是目前燃煤電廠排渣現代化技術的典型代表，工作原理如下：通過安裝排渣設備，使爐底渣能夠直接排落到排渣機鋼帶上，利用燃燒爐負壓狀態而吸入的空氣對爐底渣進行冷卻，待爐底渣初步冷卻后將其排入碎渣機，進行破碎處理后利用氣力輸送系統將爐底渣排入貯渣庫。

3.1 MAC排渣（MAC風冷干式排渣機）裝置

MAC排渣裝置主要由兩部分組成。首先是爐底渣的輸送裝置、冷卻裝置以及破碎裝置；另一部分是爐底渣完成破碎處理以后的冷卻裝置與將爐底渣輸送至貯渣庫的氣力輸送裝置。

因此，MAC排渣機的主體為一條閉合的金屬輸送帶，一般情況下材質為不銹鋼，主要由金屬絲網覆蓋不銹鋼板組成，同時在該金屬輸送帶的邊緣配備有一定高度的擋板，以避免排渣過程中爐底渣脫落，從結構上看，該輸送裝置被放置在支撐托輥上。由于MAC排渣機的金屬輸送帶采用板網式結構，因此在實際運行過程中，該金屬輸送帶具備較強的抗高溫能力以及抗撞擊性能。此外，燃燒爐與排渣機之間主要依靠渣斗進行聯系，并利用水封槽和密封板進行嚴密的密封處理，以滿足鍋爐水冷壁膨脹的要求。

3.2 MAC風冷干式排渣機的優點

首先，MAC排渣機能夠實現無水排放。由于該排渣機主要依靠風冷進行爐底渣的降溫，并且在爐底渣輸送過程中也不需要采用水力樹洞的性質。因此，在MAC排渣系統中就不需要配備傳統的水力除渣設備，整個系統中只需要少量的水作為排渣槽的密封即可。這就使得該系統的設備投入較少，同時也更加環保。其次，利用MAC排渣機能夠有效提高爐效。利用爐內負壓就地吸風，能夠起到提高爐效的作用，從而提高燃燒爐的整體工作效率。再則，在該排渣機運行過程中，爐底渣始終保持干燥狀態，這就使得爐底渣更容易破碎，同時也易與細灰輸送系統混合，不需額外設備。最后，MAC排渣裝置的安裝更加簡單，能夠針對不同的燃煤電廠情況進行改造，應用范圍廣。

4 結語

綜上所述，爐渣和粉煤灰的處理質量會對燃煤電廠的穩定運行和長遠發展產生重要的影響，以負壓氣力除灰技術和無水輸送MAC排渣裝置為代表的現代化技術的應用改變了傳統除灰排渣系統高能耗、高污染的問題，在確保除灰排渣效果的同時提高了燃煤電廠的經濟效益和社會效益，為實現燃煤電廠的可持續發展奠定了基礎。

參考文獻

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