約旦項目油頁巖電站鍋爐輸渣設(shè)備選型

約旦項目油頁巖電站鍋爐輸渣設(shè)備選型摘要：由于約旦項目循環(huán)流化床鍋爐燃燒的是油頁巖，與燃煤相比，油頁巖灰分含量比較大，由于油頁巖鍋爐底渣量較大，占總灰渣量的73%，渣量是目前世界上循環(huán)流化床鍋爐最大的，因此，設(shè)置合理的輸渣系統(tǒng)，對CFB鍋爐的安全運行具有重要意義。本文針對燃燒油頁巖的循環(huán)流化床鍋爐的輸渣設(shè)備選型提出了一些建議，研究內(nèi)容可為燃用油頁巖的CFB鍋爐輸渣設(shè)備選型提供參考。關(guān)鍵字：油頁巖循環(huán)流化床輸渣設(shè)備鏈斗式輸送機埋刮板式輸送機引言約旦阿塔拉特電站項目是全球最大的油頁巖電站，建設(shè)2臺凈出力235MW循環(huán)流化床汽輪機空冷發(fā)電機組。油頁巖屬于劣質(zhì)燃料，熱值低.灰分含量高，燃燒快。為保證燃料充分燃盡，選用循環(huán)流化床鍋爐。約旦油頁巖鍋爐排渣量大，經(jīng)冷渣器冷卻后達到180°C，如何選擇輸渣設(shè)備是一個難題。對于CFB鍋爐，我國主要采用機械除渣系統(tǒng)，另外還可采用氣力除渣系統(tǒng)，但氣力除渣系統(tǒng)不僅較為復(fù)雜，而且磨損嚴重，能耗高，還需配置空氣壓縮機站，使用較少。由于CFB鍋爐機組在國內(nèi)主要采用機械除渣方式，由于約旦油頁巖底渣量為世界上單臺鍋爐最大的，合理選擇輸渣設(shè)備是關(guān)鍵的一環(huán)，通過調(diào)研目前國內(nèi)在實際運行中輸渣設(shè)備所出現(xiàn)的問題以及存在的缺陷進行較為全面地分析，提出大型油頁巖CFB鍋爐機組適用的較為經(jīng)濟和合理的輸渣系統(tǒng)。1項目綜述本工程采用的是芬蘭福斯特惠勒公司的循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐為亞臨界、自然循環(huán)汽包爐，單爐膛，平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼架結(jié)構(gòu)。鍋爐主要技術(shù)參數(shù)如下：最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)為868t/h；主蒸汽壓力為17.2MPa：

主蒸汽溫度為541°C；給水壓力為19.71MPa，給水溫度為259.8°C:排煙溫度為178°C；鍋爐熱效率為93.44%；燃料消耗"637.6t/h。1.1表1燃料分析油頁巖成分分析設(shè)符單油頁巖范項目號位計油圍頁巖17.49~16.干燥基碳Cd%1.91 331干燥基氫Hd%.64<2.83油0頁巖干燥基氮Nd%.25<0.41干燥分析干燥基硫Sd%21.37~3.8.59 2干燥基氧Od%根據(jù)計算不同干燥基灰Ad%656.45~703.47 .500干燥基氯Cld%<0.25.1CO2(以214.67~30%碳酸鹽計）2.38.09堿性元素W%<0.17(Na+K)0.1Ca/鈣硫比 >5S收到基全工水分Mt,ar1%56~20業(yè)分析表面水分Mad<%16<16收到基低位熱值QneM33 5.LHVt,arJ/kg.85.2 25收到基高位熱值QgrM4HHV,arJ/kg.521.2灰渣量根據(jù)芬蘭福斯特惠勒鍋爐廠提供的數(shù)據(jù)，在鍋爐BMCR工況下，產(chǎn)生的渣量為292.5t/h，在最差工況下，產(chǎn)生的渣量為501.9t/h。遠遠大于燃煤機組產(chǎn)生的渣量。表2為本項目的灰渣量，表3為本項目的灰渣成分分析。表2灰渣量負設(shè)備102%BMCRTMCR80%TM50%TM荷選型參數(shù)TMCRCRCR燃3.5M3.5M3.85M3.85M3.85M3.85M料J/kgJ/kgJ/kga.r.J/kga.r.J/kga.r.J/kga.r.a.r.a.r.(Guar(Guar(Guar(Guar(max(max.ash).ash).ash).ash)ash)ash)總k147.147.111.1108.288.857.6灰渣g/s66量渣k139.117.81.380.573.352.1量g/s43k5018422129253289722637218744

g/h6341 9933渣量所占百分比%94.479.473.174.482.590.4渣溫°C776776767762732666表3灰渣成分分析工況設(shè)備選型參數(shù)102%TMCRMCRBmcrT80%TMCR50%TMCRCaCO3-wt%21.07721.027.93228.6835.7.4957CaO-wt%31.16631.127.6627.891126.2319.MgO-wt%0.010.010.000.0000.000.0MgCO3-wt%0.090.090.000.0000.000.0

CaSO47.097.099.310.-wt.30.4373Inert0.000.000.00.0-wt.00.00FuelAsh40.4440.435.34.-wt5.936.017719Unburned0.130.130.10.1Carbon-wt.18.18灰渣密度10001000100100g/m3000000CaSO47.097.099.310.-wt.30.4373Inert0.000.000.00.0-wt.00.00FuelAsh40.4440.435.34.-wt5.936.017719Unburned0.130.130.10.1Carbon-wt.18.18灰渣密度10001000100100g/m30000002機械除渣設(shè)備選型2.1常用輸渣系統(tǒng)國內(nèi)CFB國內(nèi)CFB鍋爐底渣輸送系統(tǒng)主要有2種方式:（1）埋刮板輸送機+斗式提升機；（2）鏈斗式輸送機+斗式提升機。（1）埋刮板輸送機+斗式提升機圖1為埋刮板機輸渣系統(tǒng)流程。在埋刮板輸送機中，物料在全封閉的矩形斷面殼體內(nèi)，受到刮板鏈條在運動方向上的壓力及物料在自身重力所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力，克服物料在機槽內(nèi)受到的外摩擦力，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的物料流動狀態(tài)。為了提高運行可靠性，埋刮板輸送機應(yīng)避免采用傾斜上升尤其是大傾角布置方式。因此，要設(shè)置斗式提升機，將底渣經(jīng)埋刮板輸送機輸送至斗提機底部后，由斗提機將底渣提升到一定高度，再進入渣倉。斗提機也可采用傾斜式，但牽引構(gòu)件在垂度過大時需增設(shè)支撐牽引構(gòu)件裝置，使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，因此，一般情況下多采用垂直斗式提升機。埋刮板機輸送系統(tǒng)運行流程如圖2所示。**茵會圖1埋刮板機輸渣系統(tǒng)圖2埋刮板機輸送系統(tǒng)運行流程CFB鍋爐主要采用TB式斗鏈提升機，主要采用重力式卸載方式，適用于輸送松、散大粒徑、溫度＜250°C的物料。斗提機截面尺寸較小、占地少，物料在封閉的機殼內(nèi)輸送，物料不揚塵，也不污染環(huán)境。(2)鏈斗式輸送機+斗式提升機圖3為鏈斗式輸送機輸渣系統(tǒng)流程。此系統(tǒng)主要將物料在與運動著的板式鏈連接的鏈斗內(nèi)，在電機減速機的驅(qū)動下，從尾部運動到頭部，實現(xiàn)物料的輸送；鏈條、鏈斗和物料這些運動部件一般裝在帶有支腿的半封閉的殼體內(nèi)。也就是說，無論水平或傾斜輸送，鏈條、鏈斗和物料這些運動部件之間沒有相對運動，只是整體沿著導(dǎo)軌移動，工作原理比較簡單。圖3鏈斗式輸送機輸渣系統(tǒng)2.2輸渣系統(tǒng)對比通過調(diào)研，對埋刮板輸送機和鏈斗式輸送機進行了對比，考慮到系統(tǒng)安全型，運行穩(wěn)定性等因素，選擇了造價相對較高，但運行和檢修維護方便的鏈斗式輸送

機。接冷渣機出口冷卻物料，約180°C，由鏈斗式輸送機到渣倉，需要將溫度自然冷卻到約120C，再進入渣倉。埋刮板輸送機不能滿足此要求。輸渣系統(tǒng)對比表見表4。表4輸渣系統(tǒng)對比表項目埋刮板輸送機鏈斗式輸送機布置形式適合水平輸送、水平加傾斜輸送、傾斜輸送和Z型輸送，一般傾斜角度<45°，最大達至090°。適合水平輸送、水平加傾斜輸送、傾斜輸送，一般傾斜角度<45°，最大達到70°。物料溫度對鏈條影響物料是在全封閉的矩形斷面的殼體內(nèi)運動，鏈條埋在高溫的物料內(nèi)，物料和鏈條直接接觸，物料溫度對鏈條的影響較大，特別是在冷渣機效果不理想的情況下，物料溫度達到250~400C，將嚴重影響整機的傳動物料裝在鏈斗內(nèi)部，而鏈條裝在鏈斗的外側(cè)或下底部，物料和鏈條沒有直接接觸，整機又是半封閉的殼體，熱量很快散發(fā)到空氣中。物料溫度對鏈條的影響較小。動力消耗鏈條和導(dǎo)軌之間是滑動摩擦,動力消耗較大鏈條和導(dǎo)軌之間是滾動摩擦，比埋刮板要小

20%~40%。整機磨損和易損件埋刮板輸送機由于運行的速度較高，且鏈條和導(dǎo)軌之間是滑動摩擦。所以埋刮板輸送機易損件的壽命較短，在相同使用年限的情況下，整機磨損程度較嚴重。鏈斗式輸送機由于運行速度低，且鏈條和導(dǎo)軌之間是滾動摩擦。所以鏈斗式輸送機易損件的壽命較長，在相同的正常使用年限的情況下，整機磨損程度較輕。輸送距離輸送距離一般在80m以下.輸送距離能達到80~130m產(chǎn)生粉塵和噪音是滑動摩擦，產(chǎn)生的噪音比較大。全封閉狀態(tài)，粉塵較小。是滾動摩擦，噪音比較小。轉(zhuǎn)卸點點粉塵較大，可接至煙道。設(shè)備的加料和卸料點比較加料點和卸料點可以有多個。加料點多個，卸料點一個。設(shè)備的檢修和維護埋刮板輸送機的傳動鏈條比較粗糙，且運行速度高，又是滑動摩擦，動力配套大，易損件壽命短，故障率稍鏈斗式輸送機的傳動鏈條比較精密，且運行速度低，又是滾動摩擦，動力配套小，易損件壽命長，運行平穩(wěn)，故

高。整機又是全封閉結(jié)構(gòu)，特別是Z型埋刮板輸送機，故障不容易排除。檢修維護工作量稍大。障率低。整機結(jié)構(gòu)是半封閉形式，設(shè)備巡視維護可以一目了然，故障容易排除。檢修維護工作量小。設(shè)備的工程造價埋刮板輸送機在輸送量一定的情況下，結(jié)構(gòu)斷面尺寸稍小，整機重量稍小，占地面積稍小，工程造價稍低一些。鏈斗式輸送機在輸送量一定的情況下，結(jié)構(gòu)斷面尺寸稍大，整機重量稍大，占地面積稍大，工程造價稍高一些。3輸渣系統(tǒng)的設(shè)備選型根據(jù)系統(tǒng)要求，每臺鍋爐需配備以下主要設(shè)備（每臺鍋爐）：共20臺冷渣器，每臺30t/h，10臺工作，10臺備用。鏈斗輸送機共2臺，每臺375t/h，一臺工作，一臺備用。共2臺斗式提升機，375t/h，一臺工作，一臺備用。本項目的輸渣系統(tǒng)選型見表5.表5輸渣系統(tǒng)設(shè)備選型

最差工況/ht 50根據(jù)鍋爐廠數(shù)據(jù)鍋爐BMCRX況，燃用設(shè)計燃料/ht 292.68根據(jù)鍋爐廠數(shù)據(jù)冷渣機總?cè)萘?ht 60200%BMCR工況容量設(shè)計燃料冷渣器數(shù)量個20按鍋爐排渣口一對一。冷渣器容量/ht 30200%BMCR工況容量設(shè)計燃料鏈斗式輸送機容量/ht 37250%BMCR工況容量設(shè)計燃料鏈斗式輸送機數(shù)量 , 2| 2x100%BMCR

工況容量設(shè)計燃料斗式提升機,h537250%BMCR工況容量設(shè)計燃料斗式提升機數(shù)量個22x100%BMCR工況容量設(shè)計燃料4輸渣系統(tǒng)的設(shè)備布置本項目輸渣系統(tǒng)設(shè)備布置見圖4和圖5.每臺爐共20臺冷渣器，每側(cè)各有10個排渣口進入鏈斗式輸送機，通過2臺鏈斗式輸送機+斗提機分別進入兩個渣倉。圖4輸渣系統(tǒng)平面布置圖圖5輸渣系統(tǒng)斷面布置圖5結(jié)語為了保證約旦項目油頁巖CFB鍋爐機組輸渣系統(tǒng)具有穩(wěn)定以及連續(xù)可控的輸渣能力，對我國常用的2種底渣輸送方式進行比較，結(jié)果表明采用鏈斗式輸送機加斗式提升機輸渣系統(tǒng)較為合理。通過分析這2種輸渣系統(tǒng)的工作原理、存在的問題以及適用條件，表明鏈斗式輸送機加斗提機的輸渣系統(tǒng)適用于約旦油頁巖CFB鍋爐機組。高效的輸渣系統(tǒng)不僅可以提高CFB鍋爐運行的穩(wěn)定性，以及CFB鍋爐內(nèi)的物料平衡，而且可以穩(wěn)定爐內(nèi)燃燒，提高燃燒效率，保證C