大倾角链板钢带式干渣机一步上仓技术在宣化电厂的应用

【摘 要】链板钢带式干式排渣机是德国克莱德公司针对火力发电厂煤粉炉而研发的锅炉底渣处理系统，此种干式排渣机技术是利用链轮、链条系统驱动连续搭接的输送链板来输送锅炉底渣的，锅炉底渣在从锅炉喉口排出后经过渣井及大渣拦截装置后进入干式排渣机的输送链板上，在下落和输送过程中被负压吸入的冷却风冷却后排入后续设备。

【关键词】链板钢带式干式排渣机；大倾角；一步上仓

前言

干式除渣系统正在逐步取代原来的湿式捞渣机系统。干式除渣系统是在不用水的条件下采用空气冷却处理炉底渣的系统。据统计，目前在国内干式除渣系统的应用至少在130台以上，而且正在逐步的扩大，而链板钢带式干式排渣机由于其输送倾角最大能够达到45度，容易实现一步上仓减少二级输送设备，检修维护简单从而在越来越多的电厂得到广泛应用。

河北建投宣化热电有限责任公司2×300MW级燃煤供热机组，本工程安装2台330MW亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的∏型汽包炉；北京巴威公司产品。最大连续蒸发量：1100t/h。排渣系统采用克莱德公司链板钢带式干式排渣机系统，大倾角一步上仓。排渣机倾角为40°，为目前世界上倾角最大的干式排渣机。

1 干式除渣系统设备概况

大倾角一步上仓链板钢带式干式除渣系统目前主要由非金属密封、渣井、关断门、链板钢带式干式排渣机、碎渣机和贮存渣库组成。系统示意图如下：

1.1 非金属密封

非金属密封是连接锅炉同渣井能够补偿锅炉膨胀的装置，此密封是由金属材质做成上下框架，中间填充满含锆硅酸铝纤维棉（毡）上下框架由蒙皮多层复合材料连接，基布为无碱玻璃纤维布采用高温无碱线缝合，由内到外依次为玻璃纤维布、四氟无碱玻璃纤维布、增强型钢丝纤维布、耐高温四氟膜、氟橡胶夹玻璃纤维布。此结构能够很好的起到密封和补偿锅炉膨胀功能。

1.2 干式排渣机

干式排渣机采取风冷方式，其主要部件是由左右2条闭合的圆环链作为驱动链，中间连接有刮板，刮板采用材质为耐热合金，刮板的宽度可根据运量来进行选择，通常有800、1000、1200、1400、1600等几种规格。刮板的两端作用在支撑拖轮上，使滑动摩擦变为滚动摩擦，可以大大降低驱动功率。同时在刮板的下面焊接用支撑拖梁。由于采用这种独特的设计，具有耐高温的机械性能和承受大块炉渣撞击的抗冲击能力，适用于干、热炉渣输送的恶劣运行条件。在排渣机尾部的从动轮上设有1套液压自动张紧装置，用以补偿运行中温度变化引起的输送带长度变化。刮板本身设有刮板式清扫机构，用以回收上刮板落下的少量细灰并将其输送到刮板的出口处。刮板和槽体之间设有多组进风门，用于对炉渣的冷却，进风量小于锅炉总燃烧风量的1%。由于排渣机是机械除渣系统的核心设备，因此设有多项保护功能，如：零速开关保护、张力保护、前后应急门保护、机头料位联跳排渣机保护、液压关断门开关不到位保护、PLC“急停”除渣系统保护等。

1.3 渣井

渣井连接在锅炉冷灰斗下部和排渣机之间，由碳钢板制成，内衬耐火材料，可储存锅炉BMCR工况下4～8 h产生的渣量。

1.4 液压关断门

渣井下部的液压关断门由特殊的铸钢材料制成，根据锅炉大小成对设置，依靠压力为16 MPa的液压油作动力，锅炉正常运行时处于垂直开位，当除渣机等设备需要检修时关闭此门，无须停炉即可实现维修任务。

1.5 碎渣机

排渣机出口处布置碎渣机。通过碎渣机的渣块小于35mm×35mm，碎渣机壳体耐磨板砧面垫片和蜂窝状垫片以及轮齿为碳化钨材料，具有坚固耐磨的特性，理论上最大破碎粒径可以达到300mm×300mm，能够承受红热渣团的高温，具有自动反转功能，一旦发生堵塞，可以发出报警信号。

正常运行时，锅炉喉口下落的灰渣温度在800℃以上，经渣井和大渣拦截装置后直接落到低速运转的链板钢带式排渣机的输送链板上。在炉膛负压作用下，自然冷风通过链板下部的多组冷却风口吸入，对热渣进行冷却，随着链板的不断前进，热渣被逐渐冷却至150℃，以下经一级碎渣机排走，而冷空气本身被加热到300～400℃进入燃烧室，从而减少了锅炉的热量损失，提高了锅炉效率。

1.6 渣仓系统

渣仓系统由渣仓、库顶布袋除尘器、料位计、压力真空释放阀、电动给料机、双轴搅拌机、干灰散装机等设备组成，主要用于对干渣的储存、排放。

2 链板钢带式干渣机的优点

2.1 自清扫功能

目前其他公司排渣机的结构形式为双层输送结构型式，上层为钢网上铺钢板的输送系统，下层为清扫系统。从目前的应用来看普遍存在清扫系统故障多，清灰不及时。导致清扫链断裂，同时由于清扫链在排渣机底部，维修和检查都很困难给安全运行带来很大隐患。

而链板钢带式干渣机为自清扫结构，没有清扫链系统，清扫和输送为一套机构，结构简便，维修容易。从07年运行到现在没有出现过任何由于底部积灰而导致故障的现象。

链板钢带式干渣机为每隔数个输送履板单元，在单元履板上设有一组加高的清扫刮板，刮板与设备底板的间隙约2厘米，刮板随回链运行将落灰带入设备尾部，通过与尾部回料弧板的配合将落灰带入顶部输送区，与自锅炉落下的炉渣一起被排出。

2.2 能够实现一步上仓

由于链板钢带式干渣机链板的独特结构，从而保证此种干渣机能够实现大倾角运输。这种大倾角运输能够使一步上仓成为可能，尤其是在场地受限的情况下。目前最大倾角为河北建投宣化热电有限责任公司2×300MW级燃煤供热机组的干式排渣系统所采用。倾角为40°，也是目前世界上倾角最大的干渣机。由于实现了一步上仓，从而省去了二级输送设备，不但减少了中间环节和维护及检修任务，而且节约后续维护成本。目前的二级输送基本上都是以干渣机+斗式提升机和干渣机+干渣机两种。这两种形式都给后期维护带来成本上的增加和故障点的增多。

2.3 检修简单

链板钢带式干渣机链板是每一块都相对独立，这样当其中一块链板损坏需要更换时，只要更换损坏链板即可，不需要将其他链板拆除。支撑链板的托辊为螺栓固定在壳体上，从壳体外面很容易更换。

3 应用效果

3.1 环境效益

从改善环境污染角度，以2台300MW机组按运行6000h、年均负荷率80%计，设计燃煤量120t/h、年均燃煤灰分32%、渣灰比15%进行估算，年可减少灰渣排放5.76万t，改善了城市居住环境。改造后提高锅炉效率0.2%，每年可节省原煤，有利于减少市区烟气污染，改善大气环境质量，减少能源浪费。

3.2 社会效益

从节水角度看，由于现有的捞渣机系统的灰场灰水回收效果不好，扣除灰场灰水回收部分，年可节约除渣工业用水350万t，相当于一个人口15余万的小城全年的居民生活用水量。尤其在现在旱情较为普遍的情况下，社会效益就更加明显了。

3.3 经济效益

2台300MW锅炉的干式除渣系统全部投运后，每年可为企业节约费用支出600万元，体现在干式除渣较水力除渣电耗降低245kW（停运了捞渣机、碎渣机、冲洗泵；新增了风冷排渣机、碎渣机），按机组年运行6000h计，年可节电147万kW·h，按厂用电价0.275元/（kW·h）计算，年节约电费40.4万元；系统自动化水平和安全可靠性提高，年节约检修维护费用30万元；从减少灰渣排放和灰渣综合利用角度看，若灰渣平均赢利17元/t，年收入68万元；减少除渣耗水195万t；灰场回水工业用水按1.75元/t计算，年可节约341万元。

综合以上计算，约3年可收回全部干除渣系统投资，若与公司干除灰系统改造联合考虑，则不必再建灰场，可节省灰场建设和征地投资费用。

4 结束语

综上所述，通过对目前近百台运行经验来看，干式除渣系统是可靠的，技术是成熟的。目前此技术已经完全国产化。由于在环保、节能、节水、灰渣综合利用等方面的强大优势，必将在新兴的电力企业中被积极采用，并发挥重要的作用。

参考文献：

[1]张君花，钟挺.干式除渣系统在220t/h锅炉中的应用[J].石油石化节能与减排.2012（04）.

作者简介：古应华，1977年__，本科，动力工程工程师，河北建投宣化热电有限责任公司生产技术部副主任，多年从事火力发电厂设备检修与维护管理工作。