干排渣系统运行及其对锅炉效率的影响

干排渣系统运行及其对锅炉效率的影响

张艳飞王川川刘甲

(国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司河南平顶山467000)

摘要：以前的火力发电机组大多采用水力除渣，随着科技的发展与现场实际的论证，干式排渣具有水力除渣无法比拟的优点，因而新建机组多采用干式排渣，尤其是水资源相对缺乏的北方。和水力除渣方式相比，干式排渣具有节水、排出的灰渣经济价值高、系统布置简单、运行管理方便等优点。

关键词：干排渣；系统运行；锅炉效率；影响

1干式排渣系统对锅炉运行的主要影响

干式排渣系统是对原有水力除渣系统的代替，不是新增的辅机设备，但对锅炉的运行影响具有自己的特点。

1.1系统进风对锅炉运行效率的影响

系统进风分为冷却进风和漏风。冷却进风是包括从手动进风门和电动（或气动）进风门进入封闭的钢带输渣机的冷却灰渣的正常进风。

漏风是包括设备连接部位（如：斗提机与碎渣机、钢带输渣机和炉底排渣装置，渣井和锅炉水冷壁下联箱）和设备本身（如钢带输渣机各标准段连接处）的所有非正常进风。

1.2系统停运对锅炉负荷的影响

干式排渣系统在BMCR工况下停机时间是12h（燃烧设计煤种情况下），在国内大部分电厂，由于大部分燃烧低品质煤种，则停机时间可能会缩短，这取决于渣量和渣井的容量。如果想要进一步延长干渣系统停机时间，可以通过降低负荷实现。

2干式排渣机影响锅炉效率的研究

2.1测点设置及试验方法

锅炉排烟温度：利用空预器出口烟道上的测点用K型热点偶网格法测量，每个工况进行期间间隔10分钟测量一次，取记录数据算数平均值作为该工况排烟温度；炉渣冷却风入炉温度：利用渣斗观察孔，采用抽气电热偶测量炉渣冷却风入炉温度，热电偶引出端接温度显示仪表。在相关试验工况中，测量一次各渣斗冷却风入炉温度；排渣温度：在中间渣仓处利用抽气热电偶测量，每个工况进行期间间隔测量，取记录数据的平均值作为该工况排渣温度；炉渣冷却风量：利用渣斗现有观察孔，采用靠背管及电子微压计进行测量，如冷却风量超出仪器测量范围，则炉渣冷却风量利用渣量、炉底排渣初始温度、斗轮机入口处渣量、环境温度以及炉底冷却风入炉温度进行测量；表盘数据：每个工况进行期间间隔10分钟记录一次锅炉主要运行参数与各辅机的运行参数。

试验测试数据处理：试验测量及记录数据均取其算数平均值；锅炉效率的计算按照ASME4.0标准进行，并按照相关条件修正。

2.2试验测量结果

2.2.1华电国际邹县发电厂#6机组试验

为进一步研究干式排渣机对锅炉运行和经济性的影响，接下来对华电国际邹县发电厂（600MW）机组干式除渣机对锅炉效率的影响专项测试数据进行分析。

1）通过对干式排渣机正常投运以及模拟干式排渣机停运两种工况分析可知：干式排渣机系统炉底进风吸收炉渣的物理显热后温度升高，在炉渣量一定、炉底除渣温度一定时，炉底进风量越大，炉底进入锅炉的风温就越低，对锅炉效率负方面影响就越大。

2）在不同炉底进风量情况下，对锅炉效率影响进行了测试，可知：影响锅炉效率升高或降低的临界炉底进风温度为247.3℃；炉底进风率为1%时，炉底进风温度为264℃，此时锅炉效率升高0.0073%；要使排烟温度变化在2℃以内，炉底进风量必须小于总风量的1.07%。

3）干式排渣机系统实际运行对锅炉效率影响：在锅炉燃烧试验煤种时，通过干渣机系统进入炉内冷却风量占总风量的0.90%，锅炉效率净增加0.1069%。

2.2.2华能伊敏发电厂#1机组试验

1）通过对干式排渣机正常投运时关断门开启和关闭两种工况分析，分析干式排渣机对锅炉效率的影响主要实验参数可知：由于干式排渣机冷却风量偏大且风温低，关断门开启后，锅炉排烟温度平均升高3℃，排烟热损失增加了0.2%。

2）将干式排渣机漏风点进行一定堵漏后，进行了试验，分析锅炉主要运行参数变化趋势得出：炉渣冷却风量的变化对锅炉的燃烧工况的影响轻微，当炉渣冷却风量变化由23000Nm3/h增加到56000Nm3/h，排烟温度升高1℃，排烟热损失略有升高；转向室烟温则降低了1.5℃。说明此工况下，冷却风量变化对火焰中心高度影响较小。

3干式排渣系统的运行特性分析优化

3.1干式排渣对锅炉安全性影响的分析

由于干式除渣系统和水利除渣相比具有较多优势，目前许多火力发电厂将传统的水利除渣方式改为干式除渣，但在排渣方式改变后，锅炉的运行特性也发生相应的变化，加上入炉煤的煤质、燃烧调节方式等因素的影响，锅炉运行中出现了排烟温度升高、炉底堆焦、干除渣设备异常等问题，影响了安全经济运行。

3.1.1干式排渣机冷却风量难调节，无法根据渣量调节出渣温度。锅炉实际运行过程中，由于负荷变化、煤质变化、锅炉是否吹灰等因素影响，排渣量差别很大。为保证后续除渣设备能安全平稳运行，要求排渣温度不能过高，因此冷却风往往按最大渣量进行调节，从而引起大部分时间里冷却风被加热的温度低于设计值，使锅炉效率有所降低。

3.1.2排渣机清扫链容易磨损。干渣机底部总是有积灰无法完全清理，刮板部分埋在积灰中运动，阻力大，直接磨损严重，同时造成链轮和环链负荷大增引起磨损。解决办法是在刮板上增加滚轮，改滑动摩擦为滚动摩擦；开启底部侧孔，通过炉膛负压把积灰吹进炉膛。

3.1.3处理大渣量的问题。目前干式排渣系统比较适合在渣量小于20t/h的机组使用，当排渣量过大时，排渣温度往往达不到设计值。

3.2干式排渣对锅炉经济性影响的分析

干式排渣过程中，穿过锅炉下灰斗的热量直接返回锅炉，热的灰渣与在锅炉负压作用下钢带机中逆流的冷却空气作用使灰渣再燃烧，同时回收了炉渣地物理显热，释放的化学热量和辐射热进入炉膛，未完全燃烧的热损失下降，锅炉效率提高。

由于干式排渣需要的冷却风从炉底进入，效果相当于炉底漏风，在锅炉运行氧量不变的情况下，空气预热器的通风量减少。锅炉的排烟温度升高，使排烟热损失增加，对锅炉经济性的影响是负面的。

结束语

干式排渣系统从引进到国产化已经经过了20来年的时间，设备也从开始的模仿发展到现在的自主创新，对国内燃煤锅炉的适应性越来越好，安全可靠性也越来越高。在工程项目的投标和干式排渣系统的招标过程中，本文可以用来做以参考。

参考文献:

[1]张华兰.干式排渣系统的应用优势[J].中国科技信息，2007（10）：48-49，51.

[2]于长友.燃煤电厂钢带式排渣机干式除渣技术[J].中国电力，200（1）：56-59.

[3]李洪，李清.珠海电厂除灰渣系统的设备与应用[J].电力建设，2001（2）：46-48.