固态连续排渣锅炉渣沟的防堵探讨

固态连续排渣锅炉渣沟的防堵探讨

胡飞   ,丁方焰

贵州西电电力股份有限公司黔北发电厂，贵州  金沙  551800

摘要 锅炉渣沟就好比人体的排泄系统，渣沟运行不畅，势必会给锅炉的正常运行带来影响；本文通过锅炉在实际运行中影响渣沟运行不畅的因素进行分析，提出相应的解决办法，确保机组的运行不受其影响。

关键字 渣沟 堵塞 冲灰水 临时支管

Discussion On Preventing Blocking of Slag Trench of Solid State Continuous Slag Discharge Boiler

                                   Hu Fei   Ding Fangyan

(Qianbei power plant of Guizhou West Electric Power Co., Ltd., Jinsha 551800)

Summary  The slag trench of boiler is just like the drainage system of human body, The slag trench is not running smoothly, This paper analyzes the factors that affect the smooth operation of the slag ditch in the actual operation of the boiler, and puts forward corresponding solutions to ensure that the operation of the unit is not affected by them.

Keywords  Slag ditchBlockingFlushing ash water   Temporary branch pipe

前言

燃煤锅炉运行中，锅炉的排渣系统由两部分组成，一部分是煤粉在炉膛内燃烧后，燃尽的煤粉形成灰份，在引风机的作用下，经过锅炉的输灰系统进行处理；另一部分是燃烧所结的焦和煤中的杂质成为炉渣进入锅炉底部的捞渣机船体内，经过锅炉底部的除渣系统进行处理。电厂燃煤锅炉中，如果入炉煤质变化不大，其产生的灰份和渣份，即灰渣比基本不变，一般在20-35%之间。

我厂锅炉均为双拱型单炉膛平衡通风、全钢架结构，锅炉本体采用露天戴帽布置，固态连续排渣；除渣系统由刮板捞渣机、碎渣机、排渣泵、脱水仓、浓缩机、渣水池、冲洗水泵等设备组成，其中捞渣机的捞渣量为6000-32000kg，配备两台功率为4KW，调频范围在5-50Hz的电机。锅炉燃烧产生的焦渣由捞渣机捞出进入碎渣机破碎后，由冲渣水经渣沟冲入渣泵房前池，再有排渣泵送至脱水仓进行渣水分离，分离后的渣由汽车运输至灰场；渣水溢流至浓缩机处理后进入清水池，再由冲洗水泵送至锅炉渣沟冲渣，实现渣水的循环利用。

一、存在的问题

受经营策略的影响，燃煤电厂在机组运行中，需要掺烧一部分劣质煤和煤矸石，掺烧劣质煤和煤矸石后导致渣量增大。我厂锅炉的设计煤质中，煤的灰分为23.5%，校核煤质灰分为25.5%，但实际入炉煤质中，灰分高达40%以上；如下图一所示：

  图一 2022年我厂入炉煤质分析表

锅炉的灰渣量与机组的负荷是呈线性增多的，如图二所示。在实际运行中，当机组负荷高时，由于产生的渣量大，为了保证机组的带负荷能力和渣沟的畅通运行，机组在高负荷阶段需要使用使用厂区消防水协助冲灰水进行冲渣。

图二 我厂2022年1月至9月负荷与灰量的关系

二、渣沟堵塞带来的影响；

1、影响机组带负荷能力；渣沟堵塞导致捞渣机停运也是捞渣机故障之一，在锅炉运行规程中有规定，为了确保机组的正常运行，当捞渣机故障达到一个小时后，机组负荷降至250MW以下运行，当捞渣机故障达到两个小时后，机组负荷降至200MW以下运行。

2、增加人工清理渣沟和除焦的劳动成本；要维持机组的正常运行，渣沟堵塞后就得及时清理，清理渣沟时需停运捞渣机，而捞渣机停运时间不能过长，否则会导致捞渣机船体内积渣增多，存在捞渣机过负荷运行和船体内高温的焦渣正压伤人的安全风险；而清理渣沟和捞渣机除焦都需要人力资源。

三、补充消防水进行冲渣的影响

1、破坏冲灰水系统的平衡，导致清水池满溢水，引起环境污染事故。

2、增加消防水系统的负荷。

四、机组运行中引起渣沟运行不畅有两种情况；

1、碎渣机底部堵焦渣，冲灰水冲不走焦渣。

2、渣沟整体垫焦渣，导致渣沟运行不畅。

五、引起渣沟不畅原因分析及解决办法

1、设备原因；

    由于冲灰水的走向和渣沟的走向是逆向的，在管道沿程阻力的作用下，越向末端，其压力越低，如下图三所示，冲灰水支管8的压力最大，支管1的压力最小；捞渣机、碎渣机底部处的冲灰水支管2是靠近整个冲灰水系统的末端，该处冲灰水的压力比较低，而实际运行中，当船体内渣量大时，往往就是碎渣机底部发生堵塞，在支管2处需要补充消防水进行冲渣沟。因此，考虑在冲灰水滤网前增加一个临时水龙带支管9，该支管的压力在整个吹灰水系统中是最大的，通过该支管的水龙带直接协助碎渣机底部的支管2进行冲渣沟，确保碎渣机底部的渣沟畅通。

       图三 冲灰水、渣沟示意图

临时支管9的出口建议安装在整个吹灰水系统中间位置，一是节约管材，减少成本；二是在此处接水龙带方便水龙带的移动，渣沟哪个地方需要冲渣或者停炉后冲渣沟时，移动水龙带就可以实现，方便操作。

2、环境原因；

    #1—4炉渣沟在不同的位置都有涵洞（#3炉在碎渣机出口2米处和空压机储气罐处；#4炉在空压机储气罐处），当渣量大时，冲灰水在涵洞处运行不畅，导致渣沟运行不畅。因此建议对这几个涵洞进行扩大或取消，确保渣沟的畅通。

3、运行调整；

从实际运行情况看，渣沟运行困难有两种情况，一是机组高负荷时段，由于机组负荷与渣量的线性关系，机组负荷越高，渣量会越大；由于碎渣机底部冲灰水压力低，导致焦渣堵塞在碎渣机底部，此时需要借助消防水来冲渣，此种情况可通过上述增加临时支管水龙带的方式解决；另一种是整个渣沟底部积渣太多，导致渣沟整体运行不畅。而渣沟整体不畅与渣量大和捞渣机运行频率调整有关，锅炉运行过程中，有三种情况会导致渣量突然增大，一是升负荷阶段，二是吹灰阶段，三是锅炉跨焦；捞渣机船体内渣量增多，最直观的一个参数就是捞渣机的电流，下图四、图五就是两种工况下捞渣机电流的直观反映：

  图四 锅炉吹灰过程中捞渣机电流趋势图

  图五  锅炉跨焦过程中捞渣机电流趋势图

如若捞渣机运行频率调整不及时，这三个阶段就会导致渣沟底部垫焦渣，渣沟底部有焦渣，渣沟势必运行不畅，渣沟运行不畅就要降低捞渣机频率甚至停运捞渣机的可能，降捞渣机频率或停运捞渣机都会导致船体内的渣量增多，船体渣量多，在渣沟不畅的情况下更增加渣沟的运行难道，从而形成恶性循环，最后为了渣沟的运行，不得不采用消防水来协助冲渣沟。因此，在这三个阶段初期，运行降低捞渣机频率至低频运行（经验值15Hz至18Hz运行即可），只要能够确保捞渣机的连续运行，哪怕频率再低，也不会造成渣沟堵塞或船体内渣量大使捞渣机过负荷运行的情况。

4、检修维护；

    从冲灰水系统上可以看出，冲灰水滤网脏污后，所有的冲灰水支管的压力都会降低，这也是导致渣沟整体运行不畅的原因之一；因此，建议将冲灰水安装一个冲灰水滤网差压表，规定冲灰水滤网差压达到某个值后通知检修进行清洗，确保冲灰水系统各支管的吹灰水压力，从而保证渣沟的畅通运行。  

六、结束语

从我们运行情况来看，使用消防水协助冲渣多数情况是使用消防水协助碎渣机底部的冲灰水一起冲渣，只有碎渣机底部不发生堵塞，整个渣沟基本就会保持正常运行。因此，综上所述，要解决不使用消防水的情况下确保渣沟的畅通运行，只要解决好上述是1、3、4渣沟堵塞的因素，即在每台炉子的冲灰水母管滤网前增加临时水龙带支管和适时调整捞渣机的运行频率，以及定期对冲灰水滤网进行清洗；至于因素2，对涵洞的扩大或者取消还得实地考察后决定。

参考文献:

[1]《锅炉运行》  于临秸 中国电力出版社2006-04-01版；

    “Boiler operation” in Lin Straw, China  Electric Power Press, 2006-04-01 edition；

[2]《300MW机组锅炉运行规程》2020-08-31发布；

    “300 MW unit boiler Operation Regulations” 2020-08-31 issued;

[3]《300MW机组锅炉检修规程》2020-08-31发布。

“300MW unit boiler maintenance regulation” 2020-08-31 issued.

作者介绍

胡飞（1976）男，技师，现从事黔北电厂运行生产工作。丁方焰（1975），男，工程师，现从事黔北电厂运行生产工作。