某600MW機組干排渣系統故障分析及改造

李武杭 朱緒光

摘 ?要：介紹干排渣系統的工作原理和特點，針對火電廠因配煤摻燒和調峰工況造成的結焦異常并導致干排渣系統故障頻發現象，從斗提機，鋼帶機，清掃鏈等附屬設備的工作情況出發，進行原因分析。提出對干排渣設備進行相應的技術改造措施，并簡要分析改進后的工作效果。

關鍵詞：火電廠;干排渣系統;鋼帶機;清掃鏈;斗提機

引言

近年來隨著電力企業的環保標準要求提升，加之煤炭市場波動，煤價持續走高。使得大部分火電廠生產成本增加。為了降低發電成本，不得不燃用與設計煤種成分偏差較大的劣質煤種，這類經濟煤種往往有著灰熔點低，堿金屬含量高等特點，容易在爐膛內造成大量結焦。隨著鍋爐的負荷波動和受熱面吹灰進而造成大面積掉焦，由于焦塊較多且質地較硬，導致干排渣系統按原設計工況無法完成排渣，進而造成各種故障頻發，導致干排渣系統跳閘，嚴重時甚至威脅機組正常運行。

1.干排渣系統工作原理及特點

1.1干排渣系統工作原理

機組正常運行時，爐膛掉落的熱渣先落至渣井中冷卻，隨后經過渣井下方的擠壓頭進行破碎，將大焦塊擠碎成小焦塊，然后落入底層耐高溫的鋼帶機上。鋼帶機通過電機驅動，進行連續運轉，將灰渣緩慢送入至碎渣機中進行進一步破碎。在輸送過程中憑借爐膛負壓吸入冷空氣對高溫爐渣進行冷卻，同時空氣中的氧氣與還未燃盡的爐渣進一步反應，最終完成熱交換。爐渣經過碎渣機破碎落入緩沖斗，隨后進入斗提機，通過給料斗提升最后進入渣倉儲存。而鋼帶機上的細灰通過鋼帶兩側的耳板和承載板之間的縫隙落入下層的清掃鏈上，經刮板的運輸帶動落入負米的輸灰倉泵，經氣力輸灰系統運輸至渣倉。

1.2干排渣系統的特點

可承受大塊灰渣的掉落沖擊，適用鍋爐結焦工況;與鍋爐連接用機械密封替代水封，安全可靠，不漏風;冷卻空氣加熱后將熱量帶回爐膛，提高鍋爐熱效率;系統不需要使用冷卻水，可以有效避免撈渣機系統的相應問題;系統配置組件多，靈活多樣，可根據鍋爐負荷及時調整功率及運行方式，更為環保可靠。

2.干排渣系統常見故障原因及問題分析

本文分析的目標機組為600MW超臨界機組，直流鍋爐，由于鍋爐實際燃煤與設計用煤差別較大，干排渣排渣量也遠大于設計值。因燃煤庫存不足，需要長期摻燒煤泥和各類經濟煤種，該類煤種普遍具有硫分高，灰熔點低于1300℃，堿金屬含量折算值為2.0左右的特點，容易在爐膛內大面積結焦。根據目前干渣系統運行狀況，鋼帶在低負荷時能夠滿足鍋爐正常運行時的排渣需求，但在鍋爐大量落焦時 容易在鋼帶斜坡上積渣過多，輸送較為困難。在進行碎渣機出力改造后，碎渣機出力為70t/h，但斗提機出力并未相應增大，使得斗提機常因為功率過大或堵渣造成設備跳閘。由于灰量的增大，鋼帶下部的清掃鏈也容易出現故障，已發生多次積灰過多導致清掃鏈壓死的情況。鋼帶機的托輥、鏈條、承載板、耳板也磨損嚴重，尤其在爬坡段經常出現積灰積渣嚴重的情況，造成壓輪損壞，耳板脫落等嚴重影響設備安全的問題發生。本文接下來將著重分析干排渣設備實際運行過程中最常見得幾種故障報警原因。

2.1常見的故障報警原因

a.鋼帶機故障報警，鋼帶機功率過大或承載板變形損壞，造成刮卡堵塞。

b.清掃鏈故障報警，清掃鏈功率過大或鏈條磨損，造成刮卡堵塞。

c.斗提機故障報警，斗提機功率過大或鏈條損壞，渣斗脫落，造成刮卡堵塞。

2.2問題分析

a.鋼帶機在受到高溫焦塊的掉落沖擊后，溫度升高容易發生膨脹變形，因為與兩側耳板之間的間隙不夠，無法滿足膨脹要求，承載板在變形后便會與鋼帶機兩側的耳板發生刮卡，導致鋼帶機變形損壞。另外由于負荷變化導致爐膛落渣量大，鋼帶機上的灰渣過多，或有時掉落渣塊過大，在運輸至鋼帶爬坡段時容易在此處堆積。灰渣堆積到一定高度后便會與鋼帶機上方的箱體發生刮卡，運行阻力增大，鋼帶機過負荷，觸發鋼帶機打滑報警導致停運。

b.由于經濟煤種燃燒后灰分含量大，隨著落渣，從鋼帶兩側落入清掃鏈的灰量也會增多，加劇了清掃鏈鏈條磨損，便會觸發故障跳閘;當鋼帶機和碎渣機出現故障停運時，在鋼帶爬坡段的灰渣受重力作用往下方彎頭處聚集，導致在鋼帶爬坡起始段下方的清掃鏈積灰過多，將清掃鏈壓住，使得設備過負荷而無法正常運轉。

c.碎渣機出口碎渣溫度要求在150℃以下，當爐膛大量掉焦后，鋼帶機上渣量增大，但干排渣進風量不變，導致高溫爐渣無法得到完全的冷卻，高溫爐渣在碎渣機中因為破碎后還具有粘性而結成大焦塊，超出斗提機料斗的承載能力，堵塞斗提機。另外高溫灰渣進入斗提機后，超過斗提機工作溫度，也會造成斗提機金屬構件性能下降，容易磨損變形，尤其容易在斗提機進出口管道的彎頭處發生磨損。

3.改造措施

3.1鋼帶機改造

調整鋼帶機箱體邊緣與鋼帶耳板的之間的距離，由原來的40mm調整60mm，留有足夠的膨脹量，增加膨脹間隙。同時在鋼帶機爬坡段起始位置加裝灰渣量測點，在發現渣量較大時及時降低鋼帶機轉速，限制大量的灰渣進入鋼帶機彎頭處，在此處造成刮卡堵塞。同時在鋼帶機頭部和尾部位置加裝可以自動調節進風量的擋板，使值班員可以根據灰渣溫度和燃燒情況及時調整風量，及時完成冷卻，防止高溫灰渣進入碎渣機。

3.2清掃鏈改造

在鋼帶機出口與清掃鏈之間加裝隔板，并在箱體上開可以手動排灰的小孔。在發現鋼帶上灰量較大時，及時利用隔板減少落入清掃鏈的灰渣，減輕清掃鏈的磨損;在鋼帶機停運時，利用隔板旁的小孔及時向外手動排灰，防止在鋼帶爬坡起始段處積灰過多;根據機組負荷和爐底排渣量情況，將清掃鏈由原來的連續運行改為定時運行，每運行2h后停運30min，并加強就地巡視，根據清掃鏈上灰渣量及時調整運行時間。

3.3斗提機改造

調整斗提機料斗的高度，將料斗高度由原來的50mm增加為80mm，確保較大的渣塊能通過斗提機，防止堵渣。同時調整料斗與斗提機箱體間的距離，保證料斗有一定的膨脹量不會與箱體發生刮卡。另外可根據機組負荷和爐底排渣量，及時調整斗提機的運行頻率和轉速，從而減輕斗提機鏈條和料斗的磨損程度，延長使用壽命。

4.改造效果分析

通過電廠當前燃煤的煤質和干排渣運行情況出發，本文重新對該機組鍋爐的干排渣系統進行了工作能力分析，并得出合理的改造方案。根據現有煤質、灰渣量的情況，對該干渣系統從鋼帶機，清掃鏈，斗提機三個設備出發提出了改造方案，確保可以滿足新的運行要求，能夠有效降低該機組干排渣系統目前常見的故障發生概率。

鋼帶機改造后可以有效減少鋼帶爬坡段起始位置處的積渣情況，測量系統采用目前該電廠的通用設備，符合國家有關標準，能夠有效完成測量，反饋，控制，報警和聯鎖保護等功能，具有可用性、可靠性和可維修性。清掃鏈改造后可以防止清掃鏈因灰量過大而被壓實的情況發生，而且可以實現迅速手動排灰，發生故障也可以及時處理，防止設備停運時間較長影響正常排渣。斗提機改造后可以適配最新的碎渣機出力，防止堵渣情況的頻繁發生，且因為斗提機維修較為困難，改造還可以延長其使用壽命，減少維護成本。

5.小結

從以上的分析可知，對該機組干排渣系統進行相應的改造后，能夠有效降低現在常見干排渣系統故障的發生頻率。本文提出的改進措施，立足于本機組的實際運行狀況，科學嚴謹，易于實施，能夠有效解決類似機組的干排渣系統故障問題。通過上述的改造措施，在利用較低改造成本的情況下，可以有效降低干排渣故障率，節省了設備維護費用，減少了供電煤耗，提高了設備穩定性。本文涉及的改造措施具有廣泛的應用性，在今后將根據實際的運行情況作出進一步的探索和提高。

參考文獻

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