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供热公司燃煤锅炉固体副产物的处理流程和设备优化

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-08-31  浏览次数:238
核心提示:本文以供热公司西南锅炉房扩建工程为例,详细分析了水力及机械处理燃煤锅炉固体副产物的流程和设备的优化,及优化后的运行效果。为使扩建后西南锅炉房上煤除渣部分符合要求,并且为了最大程度地节省投资,本工程是在充分利用原有除渣部分及除灰部分设备基础上对原有系统进行改造和优化。...
      本文以供热公司西南锅炉房扩建工程为例,详细分析了水力及机械处理燃煤锅炉固体副产物的流程和设备的优化,及优化后的运行效果。
      为使扩建后西南锅炉房上煤除渣部分符合要求,并且为了最大程度地节省投资,本工程是在充分利用原有除渣部分及除灰部分设备基础上对原有系统进行改造和优化。
      除渣系统:自西南锅炉房投产至今,CLZ重型框链式除渣机已经连续使用近五年时间。经过现场勘察,原有CLZ重型框链式除渣机已经严重磨损。同时,由于腐蚀生锈等原因,使得原有除渣机运行电机功率与CLZ重型框链式除渣机所需功率不匹配,使得原有CLZ重型框链式除渣机一直处于过载的工作状态。考虑到以上原因,为满足扩建后要求,原有CLZ重型框链式除渣机不可再重复利用,必须更换,因此,我们选择了新型的CBZ重型板链除渣机代替原CLZ重型框链除渣机。CBZ重型板链除渣机不仅结构紧凑,输渣量大于同规格CLZ重型框链除渣机,而且钢耗材低,更加轻便。
      除尘及灰水系统:原除尘间内安装有3台CP-CM-40型双击式脱硫除尘负荷一体化除尘器,所产生的灰由除尘器底部的框链除灰机刮出,再由皮带除灰机运送到除灰间内集中处理。考虑到灰从水中刮出时含有一定水份,所以在皮带机输送时,很容易粘连在皮带上,在皮带运行到近地面时,由于重力作用,灰就会堆积在地面上,从而需要安排专门的清扫人员将灰重新铲回皮带机上,这就增加了不必要的运行成本。因此,本项目将使用水力除灰方式代替机械除灰方式。
      根据计算,原锅炉间内灰水泵房已不能满足扩建后的需要,因此本次扩建将新建一座露天灰水泵池。因冲灰沟仍可重复利用,因此灰水系统的设计原则是在充分利用原有灰水沟的同时合理设计新建冲灰沟的布置方式。
1  除渣系统工艺优化
   扩建后,原锅炉间与新建锅炉间内各安装一台CBZ重型板链除渣机,并使其并联成为第一级除渣机。新建的除渣间内安装一台大倾角CBZ重型板链除渣机,作为第二级除渣机,其与前述的两台一级除渣机串联成为共有两级的除渣系统。其中1号一级CBZ重型板链除渣机负责原锅炉间3台29MW锅炉的除渣任务,可重复利用原CLZ型框链式除渣机渣沟;新建锅炉间内安装的2号一级CBZ重型板链除渣机负责此工程新增的2台70MW锅炉的除渣任务;除渣间内安装的第二级大倾角CBZ重型板链除渣机负责将两台一级除渣机刮出的煤渣输送至除渣间的渣斗内。
      原锅炉房内装有3台29MW锅炉,一个采暖冬季单位时间内最大产渣量为5.4t/h。根据计算,选取规格为CBZ800的CBZ重型板链除渣机作为本方案中原锅炉间内的1号一级CBZ重型板链除渣机。除渣机投影长为49m,起弧角为18°,一级除渣机尾轮高1.67m,功率为11kW,出于对节能及安全性方面的考虑,本设计在除渣机的选型上考虑配备了永磁变频电机及壁挂式变频箱。
      扩建后,新建锅炉间内共有2台70MW锅炉,一个采暖冬季单位时间内最大产渣量为9t/h。根据工艺专业所提资料,本次锅炉房扩建工程主要考虑一期工程,因为本次扩建工程一期工程在新建锅炉房内只安装一台70MW锅炉,因此,根据计算选取2号一级除渣机规格为CBZ1000,投影总长为24m,起弧角为18°,除渣机尾轮高1.67m,功率为5.5kW,配备永磁变频电机及壁挂式变频箱。
      二级除渣机为大倾角CBZ重型板链除渣机,其最大除渣量为前两台除渣机的最大量总和,为14.4t/h。根据计算,二级大倾角CBZ重型板链除渣机规格为CBZ1200,起弧角选取18°,尾轮高度选取9.519m,则,总长为68m,直段长度38m,斜段长30m。功率为15kW,配备永磁变频电机及壁挂式变频箱。
      1号除渣机与2号除渣机是并联关系,同时也互为备用关系,所以只有当两台除渣同时出现故障时,整个除渣系统才会停止运行。因此,并联加串联的除渣系统整体停机的比率较低,更加人性化。而缺点是使得锅炉房站区内有限的空间划分为独立的两块,从而减少了锅炉间空间的利用率,降低了布局的统一性和协调性,减小了的煤场堆煤面积。
 
2除灰系统工艺优化
      本工程的除尘系统更换为水力除尘方式,即除尘器所产生的灰水由其底部的框链除灰机刮出,然后进入DN300mm的冲灰管内,由冲灰管头部的DN32mm喷水嘴喷出的循环水带入就近的渣沟内集中处理。水力除尘方式能够大大改善锅炉间内操作人员的工作环境,降低劳动成本。
      锅炉间内的灰水主要由3台锅炉落灰管的冲灰水、4台CP-CM-40型双击式脱硫除尘负荷一体化除尘器所产生的灰水及3台除渣机渣沟内的溢流水组成。灰水经灰水泵池的4次自然沉淀后,再由3台灰渣泵将沉淀过滤后的清水泵入除尘器及锅炉落灰管内循环利用。同时间隔一段时间,灰渣泵将沉淀池内灰水泵入板式压滤机内,进行净化处理,将灰水所含的大部分灰过滤压饼后集中处理,从而大大降低了灰水中灰的浓度,保证了灰水循环系统的可靠性。过滤后的清水通过DN200mm水管自流,进入灰水循环系统重复使用。
 
3  灰水循环系统工艺优化
      根据计算,灰水系统总循环水量为75m3/h。根据《锅炉房设计手册》,灰水池设计为两格池,互为备用,则总循环水量可达到150m3/h。其中每个格池又分为4个小格池,组成一个三级沉淀池,用于沉淀5台锅炉所产生的煤渣和5台除尘器产生的细灰。由3条渣沟经灰水沟流入沉淀池的灰水,首先进入一、二级沉淀池,较大的颗粒会在重力的作用下慢慢沉降。灰水浓度为1000mg/L,水流速度控制在10~25mm/s内,停留时间为1~4h,一级沉淀池有效水深为3.3m。一个采暖冬季沉淀池只需清理两次,大大降低了操作人员的劳动强度。灰水经过三级沉淀后,浓度已达到要求,可进入清水池,由循环水泵泵入灰水系统循环使用。
      本次改造,新设3台潜水排污泵及配套搅拌器,用于沉淀池的清理工作。搅拌器先沉淀池底部的灰和水搅浑,再由潜水排污泵泵入清水池内,由灰渣泵泵入压滤机内处理。
优化效果
      原锅炉间内安装有2台CLZ型框链式除渣机,从西南锅炉房建成投产,CLZ重型框链式除渣机已经使用近五年时间,除渣机已经严重磨损,而且运行时间较长,很多部件已近腐蚀生锈,使得除渣机一直处于过载工作状态中。本次扩建工程选用更新换代产品CBZ重型板链除渣机。在除渣机基础的设计过程中,使除渣机尾部基础高出地面,从而使除渣机尾部露出水面,便于操作人员及时检查和维修。
      原除尘系统使用皮带机输送灰,不仅效率低,投资大,浪费不必要的人力,而且对操作环境也造成了较大破坏。因此,本次扩建工程使用了水力冲灰的除灰工艺。水力除灰通过喷嘴喷出的带压水将灰带入渣沟内,在通过除渣机将灰渣一起挂入除渣间的渣斗内集中处理。工程投产后,水力除尘系统使用情况良好,大大改善了锅炉间内的卫生环境,降低了劳动成本。
      原灰水泵房容量已经不能满足扩建后规模,因此本工程新建一座水处理量为150m3/h的露天灰水泵池。为了尽量减小占用煤场面积,将泵池设在渣车通行路线上,因此,就要对泵池的土建结构做相应的技术处理。经过投产运行后,大大增加了灰水系统的容量,降低了灰水池清理的频率,减小了操作人员的劳动强度。
      3.3  设备选型优化
      本工程为扩建改造工程,在满足安全生产的前提下,选择高效节能先进的设备。
      除渣系统选用了3台CBZ重型板链除渣机。CBZ重型板链除渣机是一种连续工作的炉渣输送设备,其工作原理为电动机通过减速器、主动链轮带动板链,将槽内经水冷却后的灰渣拉至槽外,用二级除渣机运至渣斗。本机设有安全过载装置,当重链被卡阻时,可使机器停转,保护设备不损坏,适应恶劣环境中长时间运行。CBZ重型板链除渣机由传动装置、从动装置、渣槽和链条刮板等组成。其中传动装置有电动机、摆线减速机、主动链轮及机架组成。动力由电动机、三角皮带,传递到减速机,使主动链轮传动驱动链条,链条由链销连接而成,链条和刮板贴在铺有铸石板的输渣槽内滑动,将炉渣刮走。CBZ重型板链除渣机单台除渣量比同规格CLZ重型框链式除渣机除渣量大,除渣机链板宽度能够达到1.3m,如表1及表2所示。
      针对西南锅炉房选用煤质产生的灰渣中酸度较大,会对灰渣泵产生较大腐蚀性的问题,本次设计选用了三台UHB-ZK125/120-50.0型耐腐耐磨砂浆泵作为灰水循环系统的动力设备。砂浆泵内层有耐磨耐腐蚀材料,大大增强了泵的耐腐蚀性,从而增长了泵的使用寿命。设备投产运行后取得良好的效果。
      3.4  创新技术
      新建一座露天灰水泵池。在满足灰水容量前提下,不仅减少了建筑投资,而且便于操作人员及时检修。选用3台潜水排污泵对运行一个采暖冬季后的灰水池进行清理,减少了增加抓斗吊进行清灰的费用,降低了人工劳动强度。
      使用3台CBZ重型板链除渣机组成两台并联再与第三台串联的除渣系统,满足了扩建后的除渣要求,增强了除渣系统的可靠性。
      4 结论
      西南锅炉房扩建工程是为了满足该区域未来五到十年内的采暖要求、消除安全隐患、降低能耗、提高产品质量和技术水平、保护环境的一项综合工程。上煤除渣工艺是锅炉房扩建中不可或缺的部分,用于处理锅炉产生的固体废弃物。上煤除渣部分采用的工艺无论是安全性还是经济性都达到国内先进水平,环保、劳动安全、节能水平都上升到了一个新水平;灰渣的处理能力比改造前增大近2倍;本次改造不但减少了上煤除渣部分的投资还提高了设计建设水平,各项指标都超过国内平均水平,部分指标达到国内先进水平。--中国石油工程设计公司新疆设计院 赵伟 黄晓军 朱步范 赵永福 韩少熙 山涛 孙晶
参考文献
[1]《工业锅炉房实用设计手册》编写组编《工业锅炉房实用设计手册》, 机械工业出版社
[2]殷渭涛、殷伟栋. 编 《工业锅炉房运输设计》,第三机械工业不第四规划设计研究院
[3]杨旭中、于长友. 主编 《燃煤锅炉固体副产品处理手册》 中国电力出版社
 
 
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