电站锅炉干式排渣机性能试验研究

来源：SCI期刊网分类：电子论文时间：2022-02-18 09:28 热度：

摘要：摘要：以某电厂干式排渣机系统为研究对象，通过试验研究了干渣机对排烟温度和锅炉效率的影响，并对干渣机系统的漏风率、排渣量和耗电率进行测试及分析。结果表明：在锅炉额定工况下

　　摘要：以某电厂干式排渣机系统为研究对象，通过试验研究了干渣机对排烟温度和锅炉效率的影响，并对干渣机系统的漏风率、排渣量和耗电率进行测试及分析。结果表明：在锅炉额定工况下，干渣机使排烟温度升高 8.21 ℃，排烟热损失增大，但回收利用炉渣热量，炉渣实现再燃烧，不完全燃烧损失和灰渣物理热损失减小，因此综合影响使锅炉效率提高 0.77%;干渣机系统漏风率为 0.98%，建议在锅炉正常运行中，适当关小液压关断门，减小干渣机漏风量，同时加强对底渣的监视，防止堆焦;干渣机排渣量为 7.01 t/h，在任何工况下，干渣机系统的出力都能承受炉渣的冲击和最大贮渣量的压力;干渣机耗电率为 0.0066%，对机组能耗影响极小。

电站锅炉干式排渣机性能试验研究

　　关键词：干式排渣机;漏风率;排渣量;耗电率

　　国内大型火电机组的除渣系统主要有湿式除渣系统和风冷干式排渣机系统，两者均有各自的优缺点[1～6]。但与湿式除渣系统相比，风冷干式排渣机系统具有节水、节电、无污染、经济性好(回收灰渣热量)、系统简单等优点[7～9]。

　　本文以某电厂干式排渣机系统为研究对象，通过试验研究干渣机对排烟温度和锅炉效率的影响 [10～17]，并对干渣机系统的漏风率、排渣量和耗电率进行测试及分析，最后提出相应建议。

　　1 设备简介

　　某电厂锅炉为 DG-1025/18.2-Ⅱ6 型，由东方锅炉厂设计制造，锅炉型式为单炉膛、Π型露天布置、亚临界、中间再热、自然循环、全钢架悬吊结构、平衡通风、燃煤、四角布置、切圆燃烧、汽包锅炉，两分仓容克式空气预热器。

　　风冷干式排渣系统包括锅炉下部的机械密封、渣井、干渣机、渣仓等，每台炉设机械密封、渣井、炉底排渣装置、一级风冷式排渣机、碎渣机、二级风冷式排渣机、渣仓及卸料机构等干排渣设备，以及满足使用要求的仪表及电气控制设备。排渣机容量保证不低于锅炉 BMCR 条件下的最大排渣量，并留有 100%的裕量。排渣机正常出力为 15 t/h，最大出力为 30 t/h，可连续运行。风冷式排渣机与锅炉出渣口用渣斗相连，炉底采用机械密封，渣井、排渣装置独立支撑，渣井容积可满足锅炉 BMCR 工况下 4 h 以上排渣量。渣井底部设有液压关断门(及挤压装置)。干渣系统设碎渣机，其中碎渣机设在一级风冷式排渣机出口，可将炉渣块破碎至粒径小于 25 mm。细渣经二级风冷式排渣机直接送至渣仓。

　　2 试验内容及计算方法

　　2.1 试验内容

　　本试验按照电力行业标准 GB 10184-2015 《电站锅炉性能试验规程》和 ASME PTC4.3-1968 《空气预热器性能试验规程》的规定执行。试验在常用煤质下进行，试验期间应保持机组稳定运行，正式测试前保持稳定运行 2 h。试验内容包括：液压关断门开和关两个工况下的排烟温度和锅炉效率测试;干渣机系统的漏风率、排渣量和耗电率测试。

　　2.2 计算方法

　　锅炉效率按照 GB 10184-2015《电站锅炉性能试验规程》中锅炉反平衡热效率公式计算。

　　2.2.1 干式排渣机漏风率

　　在液压关断门开和关两个工况下，保持炉膛氧量和炉膛负压不变，测试两工况下相关参数，计算空预器 X 比，再计算送风量。两工况下送风量之差即为干式排渣机漏风量，再根据锅炉总风量计算干式排渣机漏风率。

　　2.3 试验燃料

　　在液压关断门开(记为工况 1)和液压关断门关(记为工况 2)两个试验工况的原煤工业分析和元素分析结果见表 1。

　　3 试验结果及分析

　　3.1 干渣机对排烟温度和炉效的影响

　　经测试和计算，两工况下的锅炉效率计算结果见表 2。

　　从表 2 可知，在干渣机液压关断门全开工况下，排烟温度为 167.38 ℃，锅炉效率为 90.46%;在液压关断门全关工况下，排烟温度为 159.17 ℃，锅炉效率为 89.69%。试验结果表明，干渣机系统使锅炉排烟温度升高 8.21 ℃，但炉效提高 0.77%。经分析，虽然排烟温度升高导致排烟热损失增大 0.11%，但是干渣机系统回收利用炉渣热量，一方面降低了灰渣物理热损失，另一方面进入炉膛的热风温度被提高，有利于燃料的燃烧与燃烬，导致化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失降低。因此，综合影响使锅炉效率提高 0.77%。

　　3.2 干渣机漏风率

　　在液压关断门开和关两个工况下，测得干渣机系统漏风量为 8.64 t/h，漏风率为 0.98%。干渣机漏风量计算结果见表 3。

　　两个试验工况下，保持炉膛压力不变，从而保证锅炉其他部位漏风量一样。同时，控制炉膛氧量均为 1.80%，测试空预器进、出口氧量和温度，计算出空预器 X 比分别为 0.6360 和 0.6499。根据煤质计算两个工况的烟气量，结合式 1 得到空预器出口总风量。由于在液压关断门开的工况下，有部分经炉底进入炉膛的热风参与燃烧，因此该工况下经空预器进入炉膛的风量相应减少，减少的风量即是干渣机漏风量为 8.64 t/h，漏风率为 0.98%。根据相关学者研究结果，此漏风率水平属于基本合格[18～20]。

　　3.3 干渣机排渣量

　　在锅炉额定负荷下，先将渣仓清空，称得 A、 B 两辆渣车原始重量 MA0、MB0;计时 4 h，停止干渣机输送带工作，再次将渣仓排空至渣车，称渣车质量 MA1、MB1;(MA1+MB1-MA0-MB0)/4 即为排渣量(含调湿水)，扣除渣含水率 15%即为排渣量(纯渣)。排渣量测试结果见表 4。

　　由试验结果可知，在锅炉额定出力下，排渣量为 7.01 t/h，低于排渣机的正常出力 15 t/h。即使在恶劣工况(渣井容积可满足锅炉 BMCR 工况下 4 h 排渣量)，液压关断门关闭 4 h 后排渣量为 28.04 t/h，也低于排渣机的最大出力 30 t/h。因此，在锅炉额定负荷和恶劣工况下，干渣机系统的出力都能满足锅炉排渣量。

　　3.4 干渣机耗电率

　　在锅炉额定负荷下，进行干除渣系统耗电率测试。干除渣系统共有 4 个电机：一级钢带电机、二级钢带电机、清扫链电机、碎渣机电机。试验期间各电机平均电流、电压和功率因数等参数及干除渣系统耗电率计算结果见表 5。

　　干渣机系统中由于运输钢带和碎渣机工作载荷较大，所以两级钢带和碎渣机电机的耗电量在干渣机系统占比达到 98%。但干渣机系统总电功率占厂用电率仅为 0.0066%，折算到供电煤耗为 0.02 g/kW·h，因此干渣机系统对机组能耗影响极小。

　　4 结论

　　(1) 干渣机系统使锅炉排烟温度升高，排烟热损失增大，但同时回收利用炉渣热量，炉渣实现再燃烧，锅炉不完全燃烧损失和灰渣物理热损失减小。综合而言，干渣机在正常运行范围内对锅炉效率有一定的正作用。

　　(2) 通过空预器 X 比测得干渣机系统漏风量为 8.64 t/h，漏风率为 0.98%。建议在锅炉正常运行中，应适当关小液压关断门，减小干渣机漏风量，同时加强对底渣的监视，防止堆焦。

　　(3) 不论是在锅炉额定负荷还是恶劣工况下，干渣机系统的出力都能承受炉渣的冲击和恶劣工况下最大贮渣量的压力。

　　(4) 干渣机系统耗电率为 0.0066%，影响供电煤耗为 0.02 g/kW·h，干渣机系统对机组能耗影响极小。——论文作者：赵方渊

　　参考文献

　　[1] 王阳, 王金龙, 刘维岐, 等. 低负荷下干式排渣机炉底漏风试验研究[J]. 电站系统工程, 2019, 35(3): 37～39.

　　[2] 周丽, 唐畅, 王智. 湿式除渣系统和干式除渣系统对比研究[J]. 水电与新能源, 2015, (9): 76～78.

　　[3] 李秀国. 火电厂大型机组除渣系统选择研究[J]. 锅炉制造, 2011, (1): 5～10.