風(fēng)冷干式排渣機清掃鏈系統(tǒng)的優(yōu)化及應(yīng)用

馬興才，王凱云，蘇富強

（1.國電寧夏英力特寧東煤基化學(xué)有限公司寧東發(fā)電廠，銀川 750001；2.寧夏青銅峽鋁業(yè)發(fā)電公司，銀川 750001；3.杭州華源前線能源設(shè)備有限公司，杭州 310030）

風(fēng)冷干式排渣機清掃鏈系統(tǒng)的優(yōu)化及應(yīng)用

馬興才1，王凱云2，蘇富強3

（1.國電寧夏英力特寧東煤基化學(xué)有限公司寧東發(fā)電廠，銀川 750001；2.寧夏青銅峽鋁業(yè)發(fā)電公司，銀川 750001；3.杭州華源前線能源設(shè)備有限公司，杭州 310030）

針對火電機組風(fēng)冷干式排渣機清掃鏈系統(tǒng)磨損嚴(yán)重、易脫鏈、運行成本高、故障多的問題，分析了產(chǎn)生問題的原因，提出了優(yōu)化方案。對比了優(yōu)化前后清掃鏈系統(tǒng)的使用情況，對比結(jié)果表明，優(yōu)化后的清掃鏈系統(tǒng)能有效降低運行成本，大幅度減少系統(tǒng)維護工作量。

火電機組；風(fēng)冷干式排渣機；清掃鏈系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計；工藝流程

1 風(fēng)冷干式排渣機概況

近年來，風(fēng)冷干式排渣機（以下簡稱風(fēng)冷干渣機）在我國燃煤電廠中的應(yīng)用已進入了快速發(fā)展階段，該機具有簡單、安全、可靠、節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保、運行成本低、維護工作量少的特點，得到了國家政策的鼓勵和扶持［1］。隨著風(fēng)冷干渣機在火電機組中的廣泛應(yīng)用，其安全高效運行的特點越來越受到企業(yè)的重視。該機的清掃鏈輸送系統(tǒng)是保證機組經(jīng)濟高效運行的關(guān)鍵。

風(fēng)冷干渣機清掃鏈系統(tǒng)作為該機的底部細(xì)渣清掃裝置，是為了防止從風(fēng)冷干渣機輸送帶上掉下的細(xì)渣堆積在干渣機底部對干渣機輸送帶造成磨損而設(shè)置的。從風(fēng)冷干渣機運行中出現(xiàn)的故障統(tǒng)計來看，清掃鏈系統(tǒng)是風(fēng)冷干渣機故障率高發(fā)的部件，約占風(fēng)冷干渣機故障率的82.3%［2］，風(fēng)冷干渣機運行時間越長，清掃鏈的故障率就會越高。

當(dāng)干渣機提升角度超過細(xì)渣休止角、干渣機清掃鏈刮板在提升段刮渣輸送時，由于爐膛負(fù)壓吸引和重力作用，且干渣機兩側(cè)設(shè)置了防磨板，細(xì)渣在輸送過程中會從清掃鏈刮板與干渣機箱體底板之間的縫隙流回干渣機轉(zhuǎn)彎段，導(dǎo)致干渣機轉(zhuǎn)彎段大量積渣。風(fēng)冷干渣機結(jié)構(gòu)如圖1所示。為了減少轉(zhuǎn)彎段積渣，本應(yīng)間斷運行的風(fēng)冷干渣機清掃鏈系統(tǒng)不得不連續(xù)運行，這就直接導(dǎo)致了清掃鏈磨損加劇。干渣機清掃鏈連續(xù)運行一段時間后，清掃鏈兩側(cè)鏈條由于張緊力的作用而拉長，鏈條被拉長后會變松弛，極易脫落。

2 風(fēng)冷干渣機清掃鏈系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

清掃鏈?zhǔn)秋L(fēng)冷干渣機的重要部件，在實際使用中屬于故障高發(fā)部件。當(dāng)干渣機提升角大于細(xì)渣休止角時，清掃鏈斜坡段刮送細(xì)渣效率會變差，張緊轉(zhuǎn)彎段清掃鏈的力會急劇變大，托輪、壓輪磨損會明顯增加，使用壽命會顯著降低。

圖1 風(fēng)冷干渣機結(jié)構(gòu)

同時，清掃鏈與輸送帶出渣口同為碎渣機系統(tǒng)，當(dāng)碎渣機發(fā)生故障時，大量渣塊會倒灌入干渣機底部，造成清掃鏈跑偏、錯齒、刮板變形、鏈條脫軌等。

為徹底解決風(fēng)冷干渣機清掃鏈系統(tǒng)在運行中存在的問題，在系統(tǒng)設(shè)計時采用以下優(yōu)化措施。

（1）風(fēng)冷干渣機系統(tǒng)改造。將清掃鏈驅(qū)動裝置由原來安裝在干渣機頭部改為安裝在轉(zhuǎn)彎段并在轉(zhuǎn)彎段加裝1個吊渣斗，吊渣斗主要用于儲存和分選水平段清掃鏈刮板輸送來的細(xì)渣和提升段滑落下來的細(xì)渣。清掃鏈主要用于刮送水平段到轉(zhuǎn)彎段之間從輸送帶上落下的細(xì)渣，使之落到吊渣斗內(nèi)。干渣機提升段部分的主要作用是將干渣機輸送帶上落下的細(xì)渣通過自重和輔助振打裝置自由滑落到轉(zhuǎn)彎段吊渣斗內(nèi)。為了防止因碎渣機故障或滿渣倉而導(dǎo)致返回的大渣塊進入氣力輸渣系統(tǒng)，在干渣機轉(zhuǎn)彎段吊渣斗上加裝一個細(xì)渣分選裝置。在吊渣斗的下方安裝一套正壓濃相氣力輸送系統(tǒng)。

（2）氣力輸送系統(tǒng)。在設(shè)計氣力輸渣系統(tǒng)時，在吊渣斗下方設(shè)置一套完整正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)。輸送泵選用立體氣化密相泵，進料閥、出料閥選用耐磨的陶瓷閥，輸送閥選用流量調(diào)節(jié)閥，使進入輸送單元的空氣量通過流量調(diào)節(jié)閥實施實時控制，在輸送管道上安裝實時取樣的壓力變送器。為了減少管道輸送時的阻力，在輸渣管道設(shè)計時應(yīng)進行優(yōu)化。在優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)盡量減少彎頭數(shù)量，采用大曲率陶瓷耐磨彎頭。

（3）控制系統(tǒng)。為了建立氣力輸渣系統(tǒng)穩(wěn)定輸送流場［3］，作者設(shè)計了采用基于模糊控制理論的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用就地控制和遠程集中控制方式，遠程集中控制系統(tǒng)設(shè)置了上位機和下位機，在上位機上可實時監(jiān)控輸送系統(tǒng)的運行情況，在下位機上采用了可編程邏輯控制器（PLC）控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)的采集和處理由計算機自動完成，根據(jù)輸送管路上的壓力來調(diào)節(jié)輸送閥的開度大小，以保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定輸送。

（4）風(fēng)冷干渣機輸送系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后，風(fēng)冷干渣機清掃鏈長度大大縮短，同時減少了清掃鏈漲緊力，清掃鏈磨損也大大減輕。優(yōu)化前后風(fēng)冷干渣機如圖2、圖3所示。

圖2 優(yōu)化前風(fēng)冷干渣機簡圖

3 優(yōu)化后的清掃鏈輸送系統(tǒng)及應(yīng)用

3.1 優(yōu)化后的清掃鏈輸送系統(tǒng)

ND電廠＃1，＃2機組于2013年9月進行了風(fēng)冷干式排渣系統(tǒng)改造，機組鍋爐為SG-1151／17.5-M4008亞臨界、自然循環(huán)、單汽包、單爐膛平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒、一次中間再熱、燃燒器擺動調(diào)溫、緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架Π型汽包煤粉爐。鍋爐設(shè)計煤種為神華寧煤煙煤，設(shè)計煤種的飛灰化學(xué)成分及物理特性見表1，風(fēng)冷干式排渣機的設(shè)計參數(shù)見表2。

表1 飛灰化學(xué)成分及物理特性

圖3 優(yōu)化后風(fēng)冷干渣機簡圖

表2 風(fēng)冷干渣機設(shè)計參數(shù) t／h

依據(jù)表1、表2提供的數(shù)據(jù)要求，用于ND電廠＃1機組的氣力輸渣系統(tǒng)設(shè)備配置如下。

（1）輸送泵等設(shè)備。為滿足機組出力要求，輸送泵選用風(fēng)冷干渣機專用的立體氣化密相輸送泵。為保證氣力輸渣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，進料閥、出料閥應(yīng)選擇氣控陶瓷雙插板閥，輸送閥選擇可控流量調(diào)節(jié)閥。

（2）程控系統(tǒng)選擇。根據(jù)風(fēng)冷干渣機氣力輸渣系統(tǒng)工藝流程的要求，程控系統(tǒng)主要包括PLC控制系統(tǒng)組態(tài)、控制設(shè)備、程序編制和現(xiàn)場調(diào)試等。氣力輸渣系統(tǒng)主要作用是將清掃鏈刮來的細(xì)渣通過輸送泵輸送的形式輸送至渣倉，氣力輸渣系統(tǒng)包括料斗、手動插板門、進料旋轉(zhuǎn)閥、透氣閥、出料閥、進氣閥、輸送閥等。氣力輸渣系統(tǒng)系統(tǒng)工藝流程如圖4所示。

（3）輸渣管道布置采用了優(yōu)化后的管道布置方案，在輸渣管道上設(shè)置了壓力變送器，用于實時監(jiān)控輸渣壓力，并作為輸送閥開度自動調(diào)節(jié)的依據(jù)。

圖4 氣力輸渣系統(tǒng)工藝流程

3.2 優(yōu)化后的清掃鏈輸送系統(tǒng)在火電機組風(fēng)冷干渣機上的應(yīng)用

根據(jù)氣力輸渣系統(tǒng)工藝要求，控制部分采用全自動程控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用就地控制和遠程集中控制2種方式，就地控制界面如圖5所示。優(yōu)化設(shè)計后的基于清掃鏈輸送的風(fēng)冷干式排渣系統(tǒng)運行穩(wěn)定，清掃鏈鏈條磨損大大減輕，使用壽命明顯延長。與改造前機組清掃鏈輸送系統(tǒng)相比，風(fēng)冷干渣機系統(tǒng)運行穩(wěn)定，維護工作量少，維護成本明顯降低，相關(guān)參數(shù)對比見表3。

圖5 風(fēng)冷干式排渣輸送系統(tǒng)控制界面

表3＃1鍋爐風(fēng)冷干渣機改造前、后運行情況

4 結(jié)論

在風(fēng)冷干渣機清掃鏈輸送系統(tǒng)存在問題分析研究的基礎(chǔ)上，對清掃鏈輸送系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計，并對優(yōu)化后的清掃鏈輸送系統(tǒng)進行了應(yīng)用研究。優(yōu)化前、后清掃鏈輸渣系統(tǒng)在＃1鍋爐風(fēng)冷干渣機上的使用情況表明，優(yōu)化后的清掃鏈輸渣系統(tǒng)可以有效減少清掃鏈磨損，降低運行成本，提高輸送效率。

［1］解金祿，沈洪清，蘇富強.干排渣機負(fù)壓輸送系統(tǒng)的優(yōu)化及應(yīng)用［J］.華電技術(shù)，2012，34（11）：53-55.

［2］肖敏，金玉聰，王瑞平，等.干渣機清掃鏈故障分析及處理［J］.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2010，28（z1）：74-75.

［3］蘇富強，蔣聞文，王勇，等.基于穩(wěn)定輸送流場的正壓濃相氣力輸灰系統(tǒng)研究及應(yīng)用［J］.華電技術(shù)，2010，32（2）：1-3.

（本文責(zé)編：王書平）

TK 227.3

：B

：1674-1951（2015）01-0042-03

馬興才（1980—），男，寧夏銀川人，工程師，從事火電廠工程建設(shè)管理及電廠生產(chǎn)技術(shù)管理（E-mail：mxingc＠163. com）。

2014-04-15；

2014-10-08

王凱云（1978—），女，寧夏銀川人，助理工程師，從事火電廠熱能動力設(shè)備生產(chǎn)管理方面的工作。