【超低排放】CFB锅炉输渣系统选型研究

介绍

  循环流化床(CFB)锅炉具有污染物排放量低、燃料适应范围广、燃烧效率高、调峰能力强、灰渣综合利用率高等优点，受到世界各国的重视。近年来，由于我国开始执行更为严格的环保排放标准及大力推广低热值煤的综合利用，CFB锅炉机组相对于常规煤粉锅炉的技术优势也慢慢变得明显，CFB锅炉机组数量逐年增加，机组容量慢慢的变大，进入CFB锅炉的燃料和石灰石，经过燃烧和脱硫后，粒径较小的经旋风分离器，随烟气由尾部烟道的除尘装置收集;另一部分粒径较大的颗粒由炉膛底部的排渣口排出，形成底渣。由于CFB锅炉底渣量较大，占总灰渣量的40%～60%，当CFB锅炉燃用高灰分低热值燃料时，产生的底渣量更大。此外，CFB锅炉排放的底渣为宽筛分的高温颗粒。为了保持一定的料层高度，维持炉内良好的流态化特性，防止大颗粒物料的沉积，CFB锅炉需适时地放渣，大型CFB锅炉一般都会采用连续排渣。由于CFB锅炉在燃烧过程中，掺烧部分石灰石以提高炉内脱硫效果灰渣量要大于同容量的常规燃煤锅炉，且底渣中含有大量CaOCaSO4。如采用水力除渣方式，渣中的含Ca物质将与水发生水合反应，由于反应放热，会引起底渣本身的膨胀，并且底渣遇水后会发热、膨胀、变硬，失去活性，为了不影响底渣的综合利用，不宜采取水力除渣方式。对于CFB锅炉，我国主要是采用机械除渣系统，另外还可采用气力除渣系统但气力除渣系统不仅较为复杂，而且磨损严重，能耗高，还需配置空气压缩机站，使用较少。因此，设置合理的输渣系统，对CFB锅炉的安全运行具备极其重大意义。由于CFB锅炉机组主要是采用机械除渣方式，但国内有关技术人员并没有对这种方式在实际运行中所出现的问题以及存在的缺陷进行较为全面地分析，也没有对目前正在发展的高参数大容量CFB锅炉机组除渣系统的选型提出合理化建议。

  笔者在阐述传统机械式除渣系统的工作原理的基础上对CFB锅炉机组常用的2种除渣系统实际运行中所存在的问题做多元化的分析，同时提出解决方案。通过对比2种常规输渣系统，提出新建大型CFB锅炉机组适用的较为经济和合理的输渣系统。

  国内CFB锅炉底渣输送系统主要有3种：①埋刮板输送机加斗式提升机;②带式输送机;③链斗式输送机。

  在3种底渣输送系统中，系统1和系统2都是在全封闭的结构中输送底渣，而系统3是将冷却后的渣直接掉落在链斗式输送机上，底渣中的细灰在掉落过程中会产生飞扬，造成环境污染。此外，为了减轻设备磨损，链式输送机输送速度很低，由CFB锅炉底渣排放经常处于非常量的排渣状态，非常容易导致部分链斗超量装渣，造成部分底渣掉落。若将系统3改为全封闭结构，则底渣对链条和链轮有严重磨损，而且出现故障时不易发现，造成事故扩大。

  为了保证输渣系统的安全稳定运行，避免底渣输送至渣仓的过程中对周围环境产生污染，设计时应采用埋刮板机输渣系统或带式输送机输渣系统。

  图1为埋刮板机输渣系统流程。在埋刮板输送机中，物料在全封闭的矩形断面壳体内，受到刮板链条在运动方向上的压力及物料在自身重力所产生的内摩擦力，克服物料在机槽内受到的外摩擦力，由此产生稳定的物料流动状态。为了更好的提高运行可靠性，埋刮板输送机应避免采用倾斜上升尤其是大倾角布置方式。因此，要设置斗式提升机，将底渣经埋刮板输送机输送至斗提机底部后，由斗提机将底渣提升到一定高度，再进入渣仓。斗提机也可采用倾斜式，但牵引构件在垂度过大时需增设支撑牵引构件装置，使结构变得复杂，因此，正常的情况下多采用垂直斗式提升机。埋刮板机输送系统运行流程如图2所示。

  CFB锅炉主要是采用TB式斗链提升机，主要是采用重力式卸载方式，适用于输送松、散大粒径、温度≤250℃的物料。斗提机截面尺寸较小、占地少，物料在封闭的机壳内输送，物料不扬尘，也不污染环境。

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