燃煤鍋爐爐底渣水系統(tǒng)補(bǔ)水優(yōu)化研究

龐邦堯，馮成凱

（浙江浙能樂(lè)清發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江樂(lè)清 325609）

0 引言

統(tǒng)計(jì)顯示，目前我國(guó)中型規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消耗占了全社會(huì)能源消耗的70%左右。燃煤電廠作為高耗能企業(yè)，如何科學(xué)合理利用水、電、煤等各種能源，減少能源浪費(fèi)、降低成本，成了重中之重。通過(guò)對(duì)耗水量大的系統(tǒng)進(jìn)行合理改進(jìn)，提高水資源利用效率，在節(jié)能降耗中有重要意義。

1 設(shè)備介紹

樂(lè)清發(fā)電有限責(zé)任公司所用鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、采用四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊Π形結(jié)構(gòu)、露天布置燃煤鍋爐。爐底除渣設(shè)備包括渣井和刮板撈渣機(jī)（德國(guó)TECHNIP（德西尼布）公司制造），爐底除渣設(shè)備同時(shí)為鍋爐起到爐膛密封作用。渣井水封槽置于鋼結(jié)構(gòu)架頂面，鍋爐下聯(lián)箱的水封插板插入注滿水的渣井水封槽中，起到密封作用，同時(shí)通過(guò)不間斷的溢流水達(dá)到對(duì)冷灰斗壁冷卻、防積渣的目的。刮板撈渣機(jī)布于鍋爐最底部的排渣口，除了起到密封作用外，還起到熱渣熄火和突冷振裂及將爐渣和石子煤混合物析水后輸送至渣倉(cāng)的作用。溢流堰是鋸齒型導(dǎo)流堰和多級(jí)傾斜板，自動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)張緊裝置。刮板撈渣機(jī)和渣井其他參數(shù)見(jiàn)表1。

參照?qǐng)D1，取水于渣水處理系統(tǒng)緩沖水倉(cāng)的低壓水泵，將水送至爐底渣水系統(tǒng)，用于爐底水封槽和撈渣機(jī)上槽體的補(bǔ)水及冷卻；正常情況下只向爐底水封槽補(bǔ)水，再由其溢流至撈渣機(jī)上槽體；撈渣機(jī)溢流水至溢流水池，由溢流水泵打至渣水處理系統(tǒng)濃縮池，再溢流回緩沖水倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)再利用。因爐底水蒸發(fā)、渣水處理系統(tǒng)濃縮機(jī)排污、爐底渣排放，而損失的水，正常情況下由全公司回用水向緩沖水倉(cāng)補(bǔ)水來(lái)補(bǔ)償。為保證非正常情況下的撈渣機(jī)補(bǔ)水及冷卻，引入一路全公司回用水至撈渣機(jī)上槽體。

2 存在的問(wèn)題

自爐底渣水系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，補(bǔ)水量一直居高不下。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，爐底渣水系統(tǒng)補(bǔ)水耗率占本廠海淡產(chǎn)水總量的18.8%，為最大的淡水用戶。水費(fèi)成本按每立方米5元人民幣計(jì)算，年水耗費(fèi)用超過(guò)70萬(wàn)元人民幣，嚴(yán)重影響公司的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)（表2），影響爐底渣水系統(tǒng)補(bǔ)水率的最主要問(wèn)題是緩沖水倉(cāng)回用水補(bǔ)水量大。如何降低緩沖水倉(cāng)回用水補(bǔ)水量，成為問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，本廠的撈渣機(jī)上槽體的水溫平均在70℃左右，較《環(huán)保運(yùn)行規(guī)程》中規(guī)定的55℃以下高了不少。水溫的提高勢(shì)必帶來(lái)水蒸發(fā)量的增加，導(dǎo)致補(bǔ)水量同樣增加。所以應(yīng)該采取適當(dāng)措施，降低撈渣機(jī)上槽體的水溫。

表1 刮板撈渣機(jī)和渣井參數(shù)

表2 爐底渣水系統(tǒng)補(bǔ)水耗率調(diào)查表

3 解決方案

降低撈渣機(jī)上槽體的水溫有2種方法：減少進(jìn)入爐底水封的低壓水供水量和增設(shè)一路工業(yè)回用水補(bǔ)水至爐底水封。對(duì)這兩者方法均進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證。

3.1 減少進(jìn)入爐底水封的低壓水供水量

通過(guò)關(guān)小低壓水至爐底水封隔離門2/3，開(kāi)啟至上槽體閥門，并分3種頻率狀態(tài)，逐步調(diào)低低壓水泵電機(jī)頻率，對(duì)每種狀態(tài)進(jìn)行了3 d連續(xù)驗(yàn)證，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同低壓水泵電機(jī)頻率下?tīng)t底渣水系統(tǒng)補(bǔ)水調(diào)查表

從表3中可以看出，通過(guò)減少進(jìn)入爐底水封的低壓水供水量，能使回用水補(bǔ)水量和撈渣機(jī)上槽體水溫逐漸降低。但渣井溫度卻大幅度提升，并有明顯的結(jié)渣現(xiàn)象，這將威脅到機(jī)組的正常安全運(yùn)行。這種方法不可行。

3.2 增設(shè)一路工業(yè)回用水補(bǔ)水至爐底水封

圖2 爐底水封補(bǔ)水設(shè)備設(shè)計(jì)圖

通過(guò)增設(shè)爐底水封補(bǔ)水旁路管道（圖2），引入一路工業(yè)回用水從爐底水封槽二端進(jìn)水，直接補(bǔ)水至爐底水封槽，能使回用水補(bǔ)水量和撈渣機(jī)上槽體水溫降低，并能防止渣井結(jié)渣。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，爐底水封槽只需（3～5）m3/h進(jìn)水，就能產(chǎn)生較勻稱的溢流水，因此只要將補(bǔ)水旁路管道的回用水流量控制在（6.5～7.5）m3/h，就能滿足正常的補(bǔ)水要求。連續(xù)3個(gè)月現(xiàn)場(chǎng)再次測(cè)試驗(yàn)證，結(jié)果見(jiàn)表4。

從表4中可以看出，通過(guò)增設(shè)一路工業(yè)回用水補(bǔ)水至爐底水封，能使撈渣機(jī)上槽體水溫下降至48℃左右，回用水補(bǔ)水量下降至7 m3/h，同時(shí)渣井溫度也在正常范圍內(nèi)，說(shuō)明此方法可行。所以，最終的渣水系統(tǒng)補(bǔ)水方式確認(rèn)為4種。

表4 爐底渣水系統(tǒng)補(bǔ)水調(diào)查表

（1）正常情況撈渣機(jī)爐底水封槽采用渣水系統(tǒng)低壓水補(bǔ)水，投入低壓水泵穩(wěn)壓控制，壓力設(shè)定為0.3 MPa。工業(yè)回用水補(bǔ)水量設(shè)定為7 m3/h。

（2）如渣井溫度超出正常值（＜60℃），并有連續(xù)上升趨勢(shì)，調(diào)整低壓水泵出口壓力為（0.35～0.45）MPa。

（3）如撈渣機(jī)上槽體溫度超出正常值（≤55℃），而渣井溫度未超限，應(yīng)調(diào)整低壓水泵出口壓力為（0.35～0.45）MPa、撈渣機(jī)上槽體補(bǔ)入工業(yè)回用水，同時(shí)加強(qiáng)濃縮機(jī)排污泵排污。

（4）每天通過(guò)渣水高壓水泵對(duì)撈渣機(jī)爐底水封槽進(jìn)行沖洗30 min。

4 結(jié)論

通過(guò)增設(shè)一路工業(yè)回用水補(bǔ)水至爐底水封，改變?cè)到y(tǒng)補(bǔ)水方式，爐底渣水系統(tǒng)補(bǔ)水耗率由原來(lái)的18.8%降低到4%,大幅度降低了水耗費(fèi)用,按每臺(tái)爐每小時(shí)節(jié)水20 m3，年運(yùn)行時(shí)間7000 h，水費(fèi)按每立方米5元人民幣計(jì)算，年減少水耗費(fèi)用70萬(wàn)元人民幣。浙江浙能樂(lè)清發(fā)電有限責(zé)任公司有2臺(tái)超臨界600 MW燃煤機(jī)組，2臺(tái)超超臨界660 MW燃煤機(jī)組，年減少水耗費(fèi)用280萬(wàn)元人民幣。同時(shí)，降低了因大渣塊卡澀撈渣機(jī)鏈輪的概率，撈渣機(jī)、溢流水泵、緩沖水倉(cāng)、濃縮機(jī)等設(shè)備的使用壽命延長(zhǎng)，機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性提高。