丁巖峰，王浩志，孫奉昌

（北京國電富通科技發(fā)展有限責任公司，北京 100070）

1 概 述

某發(fā)電廠1號、2號鍋爐為國外公司制造的500MW超臨界直流爐，鍋爐為單爐體、全懸吊、T型結構，燃料為伊敏露天礦生產(chǎn)的褐煤。鍋爐采用風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)、八角噴燃切圓燃燒、平衡通風。

原有的水力除渣系統(tǒng)龐大，系統(tǒng)內(nèi)設備復雜，各聯(lián)接環(huán)節(jié)多，常會引發(fā)各種設備故障。為簡化除灰系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能降耗，將原水力除渣系統(tǒng)改造為以鋼帶式輸渣機為主的干式除渣系統(tǒng)。1號、2號爐的除渣系統(tǒng)改造后，取得了不錯的效果。經(jīng)一段時間運行后，又對該系統(tǒng)的工藝流程和自動化控制作進一步的優(yōu)化，提高了鍋爐經(jīng)濟性和設備運行可靠性［1］。

2 干式排渣工作原理

在干式排渣系統(tǒng)中，鍋爐的高溫熱爐渣經(jīng)過爐底破碎機落到鋼帶機的輸送帶上，隨輸送鋼帶低速移動。在爐膛負壓的作用下，從鋼帶輸送機頭部風門進入一定量的冷空氣，使熱爐渣在鋼帶上逐漸被冷卻。冷空氣吸收了爐渣顯熱與可燃物再次燃燒釋放的熱量，升溫到400～500℃返送至爐膛。爐渣的熱量被回收，從而減少鍋爐的熱量損失。在鋼帶機出口處，爐渣經(jīng)碎渣機破碎后，進入中間渣斗，然后通過輸送系統(tǒng)將爐渣送到渣庫。

3 干除渣系統(tǒng)對鍋爐效率的影響

設計原水力排渣系統(tǒng)時，按機組負荷500MW進行計算，排渣量為6t／h，爐渣可燃物含量約30%。改造后，爐渣可燃物的含量為7%左右。可燃物含量降低的原因是大部分可燃物在干式排渣機內(nèi)進行了二次燃燒，所產(chǎn)生熱量用于加熱進入爐膛的冷卻風。經(jīng)測量，在排出爐渣中小于0.45mm粒徑的灰粒，占爐渣總質(zhì)量份額的43%。此粒徑對應于最小帶出速度，可小于1.46m／s。經(jīng)實測，當關斷門全開時，該電廠干排渣系統(tǒng)冷卻風量約為26800Nm3／h，在冷灰斗斷面上的實際平均流速為1.9m／s，能夠托起粒徑為0.5mm的灰粒，冷卻風的最大速度為4m／s，足以托起直徑為1.2mm的渣粒?；叶烦隹谔幰肓巳物L，三次風速約為20m／s，被托起的渣粒卷入三次風內(nèi)，再次返回主燃燒區(qū)燃燒，燃后成為飛灰被煙氣帶走。根據(jù)計算，改造后爐渣部分的不完全燃燒損失降低了0.73%。提高了鍋爐的運行效率。

影響鍋爐運行效率的因素是多方面的。對鍋爐效率的影響主要從兩方面分析，其一：增加了未燃燼煤的二次燃燒，提高了煤的燃燒率；其二：相對于水力除渣，干式排渣系統(tǒng)爐膛的下部漏風量增大，爐膛燃燒火焰中心上移，使過熱器的進汽汽溫提高，排煙溫度提高，排煙熱的損失增大，導致鍋爐效率下降。影響趨勢見圖1所示。

圖1 干排渣冷卻風量對鍋爐效率的影響

從鍋爐熱量平衡的角度分析，存在著一個影響鍋爐效率變化趨勢的爐渣冷卻風溫轉折點，如果冷卻風進入爐膛的溫度顯著低于轉折點溫度，將會造成爐膛整體溫度下降，需要多消耗一些燃料，降低了鍋爐的運行效率；如果冷卻風進入爐膛的溫度高于轉折點溫度，會造成爐膛整體溫度上升，在維持吸熱量不變的前提下，燃料消耗量減少，鍋爐的運行效率得到提高。

4 提高鍋爐效率優(yōu)化措施

由于鍋爐的結構特點和煤灰特性、灰渣量及運行工況等因素的不確定性和隨機性，在不同工況下提高鍋爐效率，需要及時調(diào)整鋼帶機相關操作參數(shù)，經(jīng)長期實踐中不斷總結，可在運行中采取某些措施。

4.1 減少無序風進入鋼帶機

鋼帶機罩體是由很多連接部件組成。無序風從鋼帶機罩體部件的連接處進入爐膛的，這些風對爐渣的冷卻效率作用不明顯，且其風量無法測量和控制。所以，在加工鋼帶機殼體連接部件時，應嚴格按工藝要求加工。安裝鋼帶機時，每個部件的連接處要定位，要安裝密封條，保證殼體的密封，減少殼體漏風量。

在鋼帶機灰斗頂部上方，安裝可調(diào)節(jié)開度的風門，冷空氣在爐膛負壓作用下由此進入，冷空氣逆鋼帶機輸渣方向進入爐膛，并對熱渣進行逐次冷卻，隨著鋼帶的不斷運轉，熱渣逐漸被冷卻至110～150℃，而冷空氣本身被加熱至300～400℃。

4.2 增加鋼帶機分渣裝置

目前，電廠使用的煤種多變，當負荷高、煤質(zhì)較差時渣量增大，鋼帶機的調(diào)速還不能及時反應，干渣在輸送鋼帶上堆積。冷卻風不能對成堆的熱渣進行有效冷卻，使爐渣的冷卻效果變差。為此，在渣井前加裝了可升降調(diào)節(jié)的分渣裝置，靠爐渣和鋼帶之間的摩擦力，將爐渣攤平。調(diào)節(jié)分渣裝置可控制爐渣堆在鋼帶機上的厚度，避免了熱渣堆積在鋼帶機的輸送帶上，使爐渣在鋼帶上均勻分布，增加了爐渣的冷區(qū)面積，提高了爐渣的冷卻效果。

4.3 實時監(jiān)測渣量控制鋼帶機速度

落到鋼帶機鋼帶上的爐渣溫度很高，且爐渣是隨鋼帶運動的。要對鋼帶上爐渣量進行測量，使用現(xiàn)有的檢測手段較難實現(xiàn)。針對鋼帶機上爐渣量隨負荷、煤種變化情況，經(jīng)反復試驗，研制了適用于鋼帶機的爐渣量檢測裝置，該檢測裝置可實現(xiàn)對鋼帶機風門的自動控制，是提高鍋爐運行效率的關鍵部件。

根據(jù)檢測渣量大小，自動控制鋼帶機運轉速度，使鋼帶上的爐渣厚度保持在100mm左右，此厚度有利于爐渣降溫。也可避免因渣量小，鋼帶機運行速度過快，造成鋼帶的磨損。實現(xiàn)爐渣厚度自動控制既可保證爐渣冷卻效果，又能延長鋼帶機的使用壽命。

4.4 設置測溫點控制爐底進風溫度

根據(jù)運行操作經(jīng)驗，在鋼帶機的特定位置加裝測溫熱電偶。

（1）鋼帶機頭部T1位置：碎渣機運行正常，此處溫度在100℃以下。若碎渣機發(fā)生故障或發(fā)生堵渣時，此點溫度＞100℃。

（2）鋼帶機過渡段T2位置：此段是鋼帶機傾斜段，爐渣運行的阻力增大。正常運行時，沒有堆渣現(xiàn)象，此段的溫度在150℃以下。當碎渣機、鋼帶機發(fā)生故障或鋼帶機運行速度過低時，鋼帶機過渡段會發(fā)生堆渣現(xiàn)象，此點溫度在150℃以上；

（3）爐底T3位置：正常運行時，此點溫度在180℃以下。當鍋爐渣量突然增多，會發(fā)生堆渣現(xiàn)象，此點溫度會在180℃以上。加裝溫度測點的位置，見圖2所示。

圖2 測點布置圖

用T1、T2、T3及渣量Q的測量值作為控制參數(shù)，實現(xiàn)閉環(huán)智能控制。

當T1增加，T2、T3點溫度不變時，可以判斷發(fā)生堵渣，可能是碎渣機設備故障或有異物在碎渣機上方，造成物料結拱不下落現(xiàn)象，此時監(jiān)控報警，提醒運行人員進行檢查；

T2、渣量Q增加，可判斷在T2處出現(xiàn)積渣，應提高鋼帶機運行速度，同時提醒運行人員檢查設備運行情況。

當測得T3處的溫度增加，可判斷已發(fā)生積渣情況，應降低均勻分渣裝置的高度。

具體操作參數(shù)為：當T1低于80℃，關斷風門；當T1、T2、T3、渣量Q同時增加，增加風門開度。300s后再檢測，如果這4個值還在增加，將風門再增加一個開度。采取逐次逼近的方法來調(diào)節(jié)風門開度，反之減小開度，控制渣溫在80～120℃。

通過分析，用渣量的大小和溫度變化來決定風門的開度，避免了渣量大而風門開度小。渣溫過高，造成排渣熱損失增加；也可避免渣量小，而風門開度大，降低了爐底的進風溫度。實現(xiàn)對風門開度的自動化控制，減輕了運行人員的工作量。

5 結 語

干式排渣系統(tǒng)不同于水力除渣系統(tǒng)，其對鍋爐運行效率的影響因素較為復雜，通過對干式排渣系統(tǒng)工作狀態(tài)及對鍋爐效率影響因素的分析，在實際運行中對系統(tǒng)工藝、自動控制、運行參數(shù)等進行了優(yōu)化調(diào)整。在鍋爐用煤多變、渣量增大等異常情況下，提高了鋼帶機干排渣系統(tǒng)的適應性。

［1］DL／T5142－2002.火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程［S］.