火电厂除灰培训资料.doc

火力发电厂设计除灰系统设计北京国电华北电力工程有限公司2003年1月411设计范围和主要设计内容41.1除灰专业的设计范围41.2主要设计内容41.3影响干、湿除灰系统选择的主要因素61.4干、湿式贮灰场对厂内除灰系统的要求：72设计分界和与有关专业的关系82.1炉底渣部分82.2中速磨石子煤部分82.3省煤器、（空气预热器）飞灰部分92.4除尘器部分92.5灰渣输送部分92.6给、排水部分：102.7环境保护部分102.8土建部分102.9电气及仪控部分102.10总的布置部分102.11技经部分113.设计基本程序113.1初可、可研防段113.2初步设计阶段113.3 施工图设计阶段124 有关技术标准和主要技术规定125 设计必须的依据文件和资料135.1初可、可研设计阶段依据资料文件135.2初步设计阶段依据资料文件135.3施工图阶段设计依据资料136.主要设计原则147.典型设计介绍147.1 大同电厂147.2 托克托电厂二期287.3设计小结411设计范围和主要设计内容1.1除灰专业的设计范围 除灰专业设计范围,具体可分为以下几部分：除渣部分(包括炉底渣处理和石子煤处理)；除灰部分(包括电除尘器飞灰、省煤器飞灰、空气预热器飞灰及脱硫废弃物处理)；灰渣输送部分(包括灰渣泵房或皮带输送和汽车输送等机械设备的输送)；除灰渣供水部分和对仪表、电气及通讯等专业设计要求。1.2主要设计内容1.2.1除渣部分的炉底渣系统主要可划分为：碎渣机、自流沟湿式 碎渣机、捞渣机、渣浆泵碎渣机、水力喷射器渣 湿式捞渣机、渣浆泵、脱水仓、装车湿式捞渣机、皮带机干式 干式捞渣机、装车干式捞渣机、气力输送1.2.2中速磨石子煤处理系统主要可划分办 湿式 水力喷射器 脱水仓或捞渣机石子煤皮带机或振动给料机干式 埋刮板机、电动小车石子煤活动斗1.2.3灰处理系统主要可划分为：低浓度(适用于湿式除尘器、冲灰沟)湿式 中等浓度(一船采用搅拌筒制浆)高浓度(干灰集中后加水制浆或低浓度浓缩除尘器、省煤器空预器 低正压、正压浓相、负压气力除灰飞灰低 干式 正、负压联合气力除灰空气斜槽集中螺旋输灰机集中埋刮板输灰机集中机械和气力输送联合1.2.4厂外灰渣输送系统可划分为：灰渣沟输送水力喷射器输送湿式离心泵(一般用于中、低浓度灰渣混除或灰渣分除的灰渣浆输送)容积式泵（一般用于灰渣分除系统的高浓度灰浆输送）灰渣输送皮带机输送干式 汽车输送埋刮板机输送1.2.5供水系统主要包括：灰渣冷却用水，冲灰、冲渣用水，转动机械冷却用水，除灰系统用水的循环使用。1.2.6仪表、控制及通讯设计要求主要包括： a)除灰系统装设的仪表要求 b)除灰设备上装设的报警信号要求 c)除灰系统的控制方式及联锁要求 d)各除灰值班室之间的通讯联络要求1.3影响干、湿除灰系统选择的主要因素1.3.1除尘器下的灰采用干式还是湿式处理方式主要取决于以下五个因素:a) 除尘器的型式当采用电除尘器及其他干式除尘器时，有干、湿两种选择；b)、灰渣综合利用的要求 当有综合利用需求时，厂内干式除灰系统将灰集中到贮灰库。要用灰时，可根据输送距离采用汽车或输送设备将灰送至用户； c)电厂与贮灰场的距离国内外运行经验证明，当电厂与贮灰场之间的距离较远、高差较大时，采用高浓度水力除灰较经济。因此，在工程设计中应因地制宜，通过技术经济综合比较，然后选择合适的除灰系统；d)节水要求对于却水地区，进行技术经济比较时，必须把不同除灰系统的耗水量对建设规模的影响、水源投资、废水排放以及一水三费等考虑在内；e)灰渣特性及冲灰水质当灰渣中CaO含量较高，达到10%以上，用于冲灰水的碳酸盐硬度值偏高时，一般不采用水力除灰，否则要求研究灰管结垢问题。1.3.2炉底渣处理方式的选择通常根据选择的除渣系统，考虑以了排除方式序号排渣方式厂内除渣系统厂外除渣系统及贮渣场1水封排渣斗或水力排渣槽灰渣沟或水力喷射器湿式2水封徘渣斗或水力排渣槽灰渣沟或水力喷射器再经沉渣池或脱水渣仓干式3捞渣机械（湿式）灰渣沟、水力喷射器或渣浆泵湿式4捞渣机械（干式）皮带运输机干式5捞渣机械气力除渣干式1.4干、湿式贮灰场对厂内除灰系统的要求：1.4.1当采用干式灰场贮灰时，厂内外也只能采用干式除灰系统。当采用湿式贮灰场时，为了实现灰渣综合利用、节水或在远距离输送情况下为节省投资与运行费用而采用高浓度输送，厂内也可采用于式除灰系统(采用湿式除尘器时除外)因此，厂内外除灰系统有下表所列四种组合：序号除尘器厂内除灰厂外除灰及灰场特点备注1干式干式干式干式贮灰场2干式干式湿式高浓度水力除灰3干式湿式湿式低或高浓度水力除灰4湿式湿式湿式低或高浓度水力除灰1.4.2 厂内灰渣处理系统a. 炉底渣处理系统对应干式贮灰场，固态排渣煤粉炉，在没有特殊要求的情况下，宜首先采用机械排渣方式，如：干式排渣机、水浸式刮板捞渣机输渣，然后将渣直接排至贮渣仓,或者接输送机（包括皮带机或其他机械设备）和提升设备将渣排至贮渣仓；当锅炉房附近的设备布置和运输通道布置受到限制、冲渣废水又有合理的排放场所时，宜采用水封槽+脱水渣仓处理方式；液态排渣锅炉宜采用水封斗或水浸式刮板捞渣机排渣；循环硫化床锅炉宜采用机械除渣或气力输渣方式。300MW、600MW机组当设备资金落实，设备来源可靠，而且用户有需求时，也可选用干式排渣机。b. 除尘器飞灰处理系统对于大中型机组静电除尘器飞灰处理系统，宜优先采用气力输送处理方式；对于小型干式除尘器的飞灰处理系统，可采用机械式处理方式；对于湿式除尘器的灰处理系统，宜采用水力输送方式。c. 省煤器飞灰处理系统省煤器灰斗排灰方式，应根据炉底渣和除尘器飞灰处理方式统一考虑，当除尘器飞灰处理系统采用气力输灰方式，炉底渣处理系统采用干排方式时，省煤器飞灰处理宜采用气力输灰方式；当炉底渣处理系统采用水力输送方式送至贮灰场时，省煤器灰处理系统可以采用水力输送方式。d. 空气预热器飞灰处理系统空气预热器灰斗排灰方式，在无特殊要求情况下，经过与热机专业、锅炉厂配合，并征得热机专业同意后，可不设固定排灰设施，只留有污水排放口。e. 石子煤处理系统石子煤处理设施宜简单、可靠。当用户无特殊要求时，宜采用设置简易的石子煤贮存箱存放，再通过人工或机械搬运清除方式；当无综合利用要求时，可采用水力输送方式，将石子煤送至湿式刮板捞渣机随渣一并处理。2设计分界和与有关专业的关系2.1炉底渣部分 炉底渣部分的分界点在锅炉冷灰斗排渣口处，既按工艺流程炉渣经过冷灰斗排渣口(锅炉下联箱)以后的工艺系统为除灰专业设计范围，排渣口以上的工艺系统为热机专业设计范围。关于排渣口的数量、标高、位置除灰专业需要与锅炉厂和热机专业配合后最终确定满足要求的参数。锅炉房内的除渣设施(包括设备、管道和地下设施)的布置应与热机专业配合。2.2中速磨石子煤部分 中速磨石子煤部分的分界点在磨煤机石子煤排出口处，既按工艺流程磨煤机石子煤排出口以后的工艺系统为除灰专业设计范围，排出口以前的工艺系统为热机专业设计范围。关于磨煤机排石子煤口的标高、位置应与热机专业配合，最终确定满足要求的参数。在锅炉房内的石子煤处理系统设施(包括设备、管道和地下设施)的布置应与热机专业配合。2.3省煤器、（空气预热器）飞灰部分省煤器、（空气预热器）飞灰部分的分界点在省煤器、（空气预热器）灰斗出口处,即按工艺流程省煤器、（空气预热器）灰斗出口以后的工艺系统为除灰专业设计范围，出口以前的工艺系统为热机专业设计范围。关于灰斗的数量以及排灰口的标高、位置应由锅炉制造厂提供。在锅炉房内的这一部分飞灰处理系统设施(包括设备、管道和地下设施)的布置应与热机专业配合。2.4除尘器部分 当采用静电除尘器时，飞灰部分的分界点在电除尘器灰斗出口法兰处，既按工艺流程除尘器灰斗出口以后的工艺系统为除灰专业设计范围，出口以前的工艺系统为热机专业设计范围。关于灰斗的数量、加热、气化和布置由除灰专业提要求，热机专业和制造厂配合。电除尘器效率由热机和环保专业提供。当采用湿式除尘器和旋风除尘器时，分界点在除尘器烟气进、出口法兰处，既按工艺流程除尘器本体和灰斗出口以后的工艺系统为除灰专业设计范围，烟气进、出口以外的工艺系统为热机专业设计范围。除灰专业给热机专业提供除尘器烟道进、出口参数。2.5灰渣输送部分2.5.1对于湿式输送系统，灰渣泵房轴线外1米处为除灰专业和水工工艺专业的分界点，泵房轴线1米以内的工艺系统为除灰专业设计范围，泵房轴线1米以外的工艺系统为水工工艺专业设计范围。2.5.2对于干式输送系统，当采用皮带或其他机械输送方式时(包括汽车运输)，工艺系统设计除灰专业与水工工艺专业分界点在贮灰场卸灰点处。即按工艺流程卸灰点以前的工艺系统为除灰专业设计范围，卸灰点以后的工艺系统为水工工艺专业设计范围，(灰场机械由水工工艺专业负责)。2.5.3贮灰场 对于湿式贮灰场，除灰专业应提供给水工工艺和水工结构专业有关排放的灰、渣量和灰渣浆量以及灰渣浆输送管道规格资料； 对于干式贮灰场，除灰专业应提供给水工工艺和水工结构专业机组排放的灰、渣量和湿灰渣的含水率。运灰渣汽车的车型和数量需向总图专业提资(以便于道路设计)；如果是机械输送灰渣要与水工结构专业配合卸灰点的位置；与总交专业和水工结构专业配合机械设备布置。 水工工艺专业负责给除灰专业提供灰管线长度和灰管线断面图。2.6给、排水部分：2.6.1给水部分，除灰专业与水工工艺专业分界点在除灰专业设置的缓冲水箱处。即按工艺流程进入缓冲水箱或冲洗水管母管以后的工艺系统为除灰专业设计范围，进入缓冲水箱或冲洗水管母管以前的工艺系统为水工工艺专业设计范围。 排水部分，除灰系统凡排至系统以外的水全部与水工工艺专业相接，接口位置一般在建筑物外1米处或水箱、水池排水口处。 除灰专业给水工工艺专业提供用水资料和排水资料，包括：水量、水压、水质。2.7环境保护部分 提供机组排放的灰、渣量和灰渣浆量资料，并配合环保专业评价灰渣综合利用情况和排水对环境的影响。2.8土建部分除灰系统的所有建构筑物均由土建专业负责设计。2.9电气及仪控部分 除灰系统所有设备的供电均由电气专业负责，仪表控制部分由仪表专业负责。2.10总的布置部分 除灰系统的所有建构筑物的布置位置均由总图专业负责设计。2.11技经部分 除灰专业负责向技经专业提供除灰专业设计范围内的技经资料。3.设计基本程序3.1初可、可研防段3.1.1收集工程设计依据资料。主要有煤质和燃煤量资料、灰分析资料、水质资料、灰场条件、灰渣综合利用情况等，经主管总工、项目经理确认后方可使用。3.1.2方案拟定。根据收集到的原始资料、工程技术组织措施的要求以及工程的具体情况拟定除灰系统方案并且绘制原则性系统图。3.1.3计算。根据收集到的原始资料和已拟定的系统进行计算，主要有：灰渣量计算、耗水量计算、主要设备选型计算(如灰渣泵、风机、贮灰库等)和系统的出力计算(气力除灰系统)系统阻力计算(如灰渣浆输送系统管道阻力计算和气力除灰系统管道阻力计算)。 3.1.4专业间互提资料。主要提供给水工专业灰渣量、耗水量和灰管资料；环保专业灰渣量、耗水量和灰份分析资料；提供给电气专业电负荷资料；提供给仪表专业控制要求；提供给土建专业建、构筑物资料；提供给总交专业除灰设施布置资料；提供给技经专业技经资料。3.1.5编写说明书 3.1.6设计文件经过各级校审3.1.7修改后交出 3.2初步设计阶段 3.2.1收集并确认工程设计依据资料。主要有煤质、燃煤量和烟气量资料、灰分析资料、水质资料、灰场型式距离和高差资料、灰渣综合利用情况等，经主管总工、项目经理确认后方可使用。3.2.2方案拟定。根据收集到的原始资料、工程技术组织措施以及主审单位对可研报告的审核意见，进行方案策划、拟定除灰系统方案、绘制系统图。3.2.3计算。根据收集到的原始资料和已拟定的系统进行计算，主要有：灰渣量计算、耗水量计算、主要设备选型计算(如灰渣泵、风机、贮灰库等)和系统的出力计算(气力除灰系统)、系统阻力计算(如灰渣浆输送系统管道阻力计算和气力除灰系统管道阻力计算)。3.2.4专业间互提资料。主要提供给热机专业除灰、渣装置布置图；提供给水工专业灰渣量、灰渣浆量和灰管数量、规格资料，用水、排水量的水量、水压和水质资料；提供给电气专业电负荷资料；提供给仪表专业控制要求；提供给土建专业建、构筑物资料；提供给总交专业除灰设施布置资料；提供给技经专业技经资料；提供给环保专业灰渣量、灰渣浆量和灰份分析资料。3.2.5绘制图纸、编写说明书3.2.6设计文件经过各级校审3.2.7修改后交出3.3 施工图设计阶段 根据初步设计审查意见，修改、完善工艺系统流程图及相关图纸，配合建设单位编写主要设备和材料的询价(或招议标)文件，落实设备订货，进行详细的施工图设计，并向有关专业提供设计依据和设计配合资料。4 有关技术标准和主要技术规定 火力发电厂设计技术规程火力发电厂除灰设计规程主要的辅助设计标推有: 火力发电厂汽水管道设计技术规定 火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定 火力发电厂烟风煤粉设计技术规定 压缩空气站设计规范 电力建设施工及验收技术规范(焊接篇) 电力建设施工及验收技术规范(管道篇) 电力工程制图标准 技术制图与机械制图 火力发电厂可研报告内容深度规定 火力发电厂初步设计文件内容深度规定5 设计必须的依据文件和资料5.1初可、可研设计阶段依据资料文件5.1.1业主方提供的煤质、灰份分析和灰渣综合利用资料5.1.2项目经理编制的(技术组织措施)及上级审批文件5.1.3耗煤量、除尘器型式及效率、磨煤机型式5.1.4主厂房布置图、厂址区域位置图5.1.5除灰管及灰场规划布置图5.2初步设计阶段依据资料文件5.2.1项目经理编制的(技术组织措施)及主审单位的审批文件5.2.2煤质、燃煤量、排烟温度和灰份分析5.2.3主厂房、除尘器场地布置平断面图5.2.4总平面布置方案图和厂区管架布置图5.2.5灰管线长度、灰场距离和高差、灰水回收量5.2.6除灰各单元建筑物的建筑结构图5.2.7除灰电气设备布置要求5.2.8排入除灰系统的废水量及排人频率5.2.9环保专业对除灰专业的要求5.3施工图阶段设计依据资料5.3.1制造厂的设备资料(包括：技术参数、安装图等)5.3.2主厂房平断面布置图和用水点接口资料5.3.3总平面布置图和厂区竖向布置图5.3.4除灰供水资料5.3.5除灰管路布置资料5.3.6除灰电气设备布置要求5.3.7除灰各建筑物的建筑结构图5.3.8各单元建筑物采暖通风要求6.主要设计原则6.1必须认真执行国家的基本建设方针和技术经济政策；6.2设计方案必须安全可靠，力求技术进步、经济合理、施工运行方便；6.3节约用水，节约用地、节约能源；6.4执行环境保护的有关规定，因地制宜地积极配合满足灰渣综合利用的要求；6.5除灰渣系统方案的制定应根据灰渣量和灰渣的化学、物理特性，除尘器和排渣装置的型式，水质和水量，电厂与贮灰场的距离和高差，地质、地形、气象条件，以及灰渣综合利用和环保要求等条件，通过技术经济比较后确定。7.典型设计介绍 7.1 大同电厂1 概述1.1 电厂一期除灰系统概况 该厂一期安装六台200MW国产机组，配六台670t/h锅炉，第一台机组于1984年投产运行，最后一台机组于1988年投产运行。 电厂原有的除灰渣系统为灰渣分除、水力除灰渣方式，炉底渣经水力排渣槽进入渣沟至渣浆池，用9PH型渣浆泵输送至距厂区东南侧约4.2km的田村事故渣场贮存，电除尘器下的飞灰经箱式冲灰器进入灰沟至灰浆池，经灰浆泵输送至浓缩机制成灰浆后，再用柱塞泵输送至距电厂17 km的党留庄灰场贮存。大同市是严重缺水的城市，水资源短缺，为了节约用水，同时为粉煤灰综合利用提供条件，电厂自89年起，投资3000余万元将原有的水力除灰渣系统进行了改造，渣浆经沉渣池脱水后用汽车外运至田村渣场或综合利用。4号、5号、6号炉飞灰经仓泵正压气力输送至贮灰库，然后用汽车运至灰用户。用量视用户要求定，原水力除灰系统保留。现改建工程已建成。电厂自建年产10000m3的粉煤灰加气混凝土砌块厂,年利用灰7000m3左右,生产和销售形势很好。炉底渣现已100%利用，主要用于修路，建房、水泥生产等。党留庄灰场还建有年产3000万块烧结砖的砖厂，由于产品质量问题, 近两年来处于停产状态。1.2 本期工程情况 本期工程扩建国产2x600MW级空冷机组，扩建后该厂装机容量将从现在的1200MW增至2400MW，仍利用原有的党留庄灰场和田村渣场作为贮灰、渣场。为了减少对原有灰、渣场的储存压力，减少对环境的污染，电厂多方联系积极寻找新的用灰单位。大同水泥厂有意向搞技改工程，利用电厂细灰生产碱骨料水泥。加气混凝土砌块厂计划与本期工程同时施工, 同时投产。 鉴于上述情况，本期厂内除灰渣方案考虑创造灰渣综合利用的条件。电厂除灰渣系统包括：锅炉燃烧产生的炉底渣、省煤器灰斗排灰、电除尘器灰斗中的排灰，磨煤机排出的石子煤。1.3 设计依据1.3.1 电规总院“关于国电电力大同第二发电厂二期扩建工程可行性研究报告（修编）审查会议纪要”1.3.2关于大同第二发电厂二期扩建工程可行性研究（新版修编）报告1.4 主要设计原则1.4.1 系统设计以安全可靠、经济合理、适用为原则。充分考虑节约用水、一水多用，除灰渣用水原则上使用电厂工业废水处理站排水；1.4.2 根据火力发电厂除灰设计技术规定,600MW机组除灰渣系统设计按一台机组为一个单元设置，贮灰库两台炉为一个单元；本期工程厂内除灰系统与一期工程无衔接，是相对独立的两套系统；1.4.3 灰渣处理系统的拟定，充分考虑灰渣综合利用的条件，采用灰、渣和石子煤分排、干排方式。炉底渣冷却水循环使用。1.5 设计原始资料1.5.1 锅炉燃煤有关资料序号项 目设计煤种校核煤种1一台锅炉燃煤量(t/h)2272542燃料收到基灰份Aar(%)15.1819.773低位发热量Qnet.ar(MJ/kg)25.08022.4414机械未完全燃烧损失q4(%)111.5.2灰成分分析（重量百分比）（）设计煤种校核煤种SiO258.6150.41Al2O320.0915.73Fe2O310.7023.46CaO1.543.93MgO0.801.27SO30.94TiO20.82K2O2.45Na2O0.162.33其它4.522.871.5.3 排渣方式排渣方式拟采用水浸式刮板捞渣机连续排渣。1.5.4 除尘器每台炉拟采用两台双室五电场静电除尘器,除尘器效率不低于99.5%。排灰方式拟采用气力输送。1.5.5 贮灰场本期工程贮灰、渣场利用一期已建的贮灰、渣场，炉底渣、石子煤输送至距电厂4.2 Km的田村渣场，干灰被输送至灰库进行综合利用，或采用高浓度灰浆水力输送方式送至距电厂17Km的党留庄灰场。2 除灰渣系统的选择2.1 锅炉排灰渣量煤种项 目装 机 容 量1600MW2600MW石子煤量 (t/h)1.142.28设渣量 (t/h)3.6147.228计灰量 (t/h)32.3664.72煤灰渣量 (t/h)35.97471.948种全年灰渣量 (104t/h)20.41340.826石子煤量 (t/h)1.272.54校渣量 (t/h)5.210.4核灰量 (t/h)46.5793.14煤灰渣量 (t/h)51.77103.54种全年灰渣量 (104t/h)29.17258.344注：机组年利用小时按5500小时计。 灰渣分配比：9：12.2 除灰渣系统拟定2.2.1 炉底渣处理系统2.2.1.1 方案一在每台锅炉的冷灰斗底部设一台刮板捞渣机将炉底渣连续捞出，炉渣经过捞渣机的倾斜段脱水，使排渣的含水率30%，然后排入渣仓贮存。每台炉设有两个渣仓，交替使用。脱水后的渣装入自卸汽车运至贮渣场或综合利用用户。捞渣机溢流水经过沉淀、过滤、冷却后循环使用。该方案特点是：系统简单、环节少、可靠性高、运行维护方便、省水、运行维护费用和一次性投资较省。该方案在国外电厂应用较广泛，国内600MW大容量机组有国华定曲电厂(2600MW机组正在实施)、山东德州电厂(2600MW机组已安装完毕)、浙江台山电厂(设备合同已签订)采用了此方案。托克托电厂二期也采用了此方案，并且从保证生产安全可靠方面着想，捞渣机均选择了进口设备。工艺系统流程框图如下：炉底渣 捞渣机 渣仓 自卸汽车 贮渣场或综合利用2.2.1.2 方案二在每台锅炉的冷灰斗底部设一台刮板捞渣机将炉底渣连续捞出，炉渣经过碎渣机破碎后再经另一台埋刮板输渣机将渣排入渣仓贮存，渣在捞渣机的倾斜段和埋刮板输渣机的倾斜段脱水完毕，使排渣的含水率30%。每台炉设有两个渣仓，交替使用。脱水后的渣装入自卸汽车运至贮灰场或综合利用用户。捞渣机溢流水经过沉淀、过滤、冷却后循环使用。该方案同方案一相比，减少了刮板捞渣机的制造难度，但增加了转运环节，设备的初投资比方案一高，该方案在布置埋刮板输渣机时，为了满足渣仓位置距炉中心线的尺寸不变，则埋刮板输渣机倾斜段夹角将大于方案一刮板捞渣机的倾斜段夹角。该方案在国内电厂准备应用的有嘉兴电厂二期4X600MW，妈湾电厂5、6号炉4X300MW。并且从保证生产安全可靠方面着想，捞渣机、埋刮板输渣机均选择了进口设备。其工艺系统流程框图如下：炉底渣 捞渣机 碎渣机 埋刮板输渣机 渣仓 自卸汽车 贮渣场或综合利用2.2.1.3 方案比较(按2600MW机组)上述两个方案的技术经济比较列表如下:比较项目方案一方案二引进设备范围渣处理设备（包括仪控部分）渣处理设备（包括仪控部分）系统安全可靠性可靠可靠设备配置一台炉配一台捞渣机一台炉配一台捞渣机、一台碎渣机、一台输渣机系统能耗低较高系统复杂性简单，环节少复杂，环节多渣系统耗水耗水采用闭式循环耗水采用闭式循环检修维护工作量小较大生产场所环境卫生环节少，封闭式输送设备使得生产环境好环节多，封闭式输送设备使得生产环境好安装工程费（万元）133139设备购置费（万元）29363600合计（万元）30693739综合上述比较情况，方案一配单台刮板捞渣机，方案系统设计合理，运行和维护方便，系统安全可靠性高。方案二刮板捞渣机的制造难度比方案一小，安全可靠性高但系统稍复杂些，初投资和维护工作量比方案一大。上述两个方案均是可行的，从节省投资和简化系统考虑，本期工程设计推荐采用方案一即配单台刮板捞渣机直接装车方案。在火力发电厂中，对应干式贮渣场常见的炉底渣处理方式，除了上述两种炉底渣处理方式外，还有以下方式即：刮板捞渣机 碎渣机 带式输送机 渣仓 装车外运。这种方式与方案一相比转运环节多，占地面积大，存在排渣带水，皮带回程带渣不宜清扫，造成皮带、托辊磨损严重，增加了大量检修维护工作量和维护费用，生产场所环境卫生较差等问题，因此本工程没有考虑此方案。2.2.2 石子煤处理系统中速磨煤机排出的石子煤具有比重较大，一般在2.53t/m3，排量会随着煤质、锅炉负荷和磨煤机性能的变化而变化较大，石子煤还具有颗粒大（530mm）及硬度高等特性，同时排出的“石子煤”成分复杂，有石块、硫化铁块、木块和铁块等杂质。因此，目前已投入运行的水力和机械处理系统都存在一些问题，运行效果不很理想。我们认为人工适当地参与必要的石子煤处理过程是保证该处理系统安全、正常运行的最有效的措施，本设计基本体现了这一设计理念。石子煤处理系统通常采用较多的有水力输送、机械输送和人工清除三种方式。根据本工程具体情况，拟定以下方案。2.2.2.1 石子煤处理系统(方案一)采用如下工艺流程:石子煤斗 电瓶叉车 自卸汽车 贮渣场或综合利用此方案具有：系统简单可靠、环节少、灵活适用、省水、不污染环境、对石子煤量的变化和粒度变化的适应性好、维护工作量小、综合利用条件好、投资省的优点。采用电瓶叉车将石子煤斗整体运输提高了机械化程度，防止了污染环境，解决了机械输送布置困难的问题和水力输送系统复杂、设备投资大的问题。移动式石子煤斗适于输送高磨蚀、高温物料，其结构简单，便于保养，且对石子煤颗粒以及其排放量的变化适应性强。2.2.2.2 石子煤处理系统(方案二)采用如下工艺流程:石子煤斗 水力喷射器 刮板捞渣机 贮渣仓 自卸汽车 贮渣场此方案具有：系统比较简单，不污染环境、自动化程度高和投资较省的特点。存在问题是：1)冲石子煤用水由于是循环使用，因此水中悬浮物含量高，造成系统管件和设备磨损；2)由于石子煤混入渣系统，对炉底渣的综合利用受到影响，特别是当采用炉底渣做建筑原材料时受到限制；3)水力喷射器对石子煤量的变化和粒度变化的适应性较差，维护工作量较大。4)由于石子煤量较小，为此单独设置一套水力输送系统和水循环系统，也很不经济。2.2.2.3 方案技术经济比较目前国内投入运行的几种石子煤处理系统方案比较如下:序号项 目水力输送至刮板捞渣机方案机械输送方案电瓶车输送方案人工清除方案备 注1系统复杂程度较简单较复杂简 单简 单2自动化程度高高较 高低3维护工作量大大较 小小4系统适应性差较 好好好指对石子煤排量和粒度变化的适应性5生产环境好较差较 好差6对炉底渣综合利用的影响有无无无7整个系统(包括石子煤斗)投资(万元)1703009640按2600MW机组估算通过上述比较更加明显地看出本工程采用的电瓶车输送系统具有系统简单、可靠、灵活、环保、投资省、节水和机械化程度较高等优势。该方案是近期国内大中型电厂，石子煤输送系统多种方案经过运行检验后得出的经济实用的结果。既达到安全可靠、简单实用的目的，又尽可能降低工程投资，贯彻落实2000年示范电站设计思想，适应了当前国内电厂实际生产运行的需要，因此本期工程推荐采用此方案。采用水力喷射器输送至刮板捞渣机方案，系统相对较简单，自动化程度高，生产环境好。但存在2.2.2.2中的4点问题，同时该方案与方案一相比，投资大，维护工作量大，系统的适应性差。因此本期工程不推荐采用此方案。采用机械输送方式：目前，国内以大连华能电厂、山东黄台电厂为代表采用了机械输送石子煤系统。大连华能电厂，原日本三菱公司设计方案是在主厂房内布置一条地下隧道，安装有移动料斗，移动料斗采用程序自动控制，定期将石子煤运出锅炉房后再转至皮带机提升送至贮仓内，然后装车外运。使用一段时间后，系统开始出现问题，由于实际石子煤量比设计值大许多，致使移动料斗运行次数频繁，加之移动料斗是敞开式，工作环境的粉尘污染严重，使机械部分的齿轨、抱闸、摩擦片、减速机以及电气部分滑线等损坏严重，无法正常使用。1992年改为在原通道内布置了振动输送机+花纹胶带运输机处理系统将石子煤送至锅炉房外石子煤仓中。据了解，这套系统运行状况基本良好，但每年的管理、维护费用需要二十几万元。系统特点是：省水、输送系统设备对石子煤排出量的变化有一定的适应性。存在的最大问题是：1)输送过程中的粉尘飞扬对周围环境的污染以及由于粉尘飞扬可能引起的爆炸问题。2)设备布置难度大，需要在主厂房零米层下布置宽度3m纵向隧道,主厂房内的水、暖管道及电缆等要因此而绕行，同时要考虑排水、通风、照明、防爆等设施，系统设施复杂、投资大。机械设备运行维护工作量大，运行维护工作条件差。因此本期工程不推荐采用此方案。2.2.3 除灰系统考虑到本期工程节水和灰渣综合利用的要求，厂内除灰系统采用气力输灰方式。即采用气力输送方式，将每个排灰点的飞灰集中到贮灰库中,然后根据不同需要可加湿搅拌制成灰浆用泵送至贮灰场；或直接将干灰装入罐车外运至综合利用用户。本期工程推荐厂内除灰系统采用气力输送方式，同时对系统进行优化，取消空气预热器灰斗排灰设施。理由如下：a、电规总院编制的新版火力发电厂除灰设计技术规程已将空气预热器灰斗排灰量计算取消，不再设置空气预热器的排灰设施；b、目前国内投入运行的沙角C厂660MW机组、珠海2660MW机组、盘山电厂一期2500MW机组均未安装空气预热器灰斗排灰设施，保留小灰斗，停炉冲洗用。经过运行考验没有发生任何问题；c、节省设备投资和减少维护费用。每台炉按8个空气预热器灰斗配备中外合资企业生产的气力输灰设备估算，一台炉可节省设备材料费用80100万元，二台炉即可节省初投资约200万元。目前我国投入运行的气力输送系统主要有以下几种方式,其特点见下表:序号特 点低正压气力输送系统(稀相)负压气力输送系统(稀相)正压气力输送系统(浓相)备 注1输送距离(m)10002001000比较经济的范围2系统出力(t/h.套)4040403系统可靠性可 靠可 靠可 靠4输送初速度(m/s)19211921585气灰比较 低低高相同输送距离6能 耗较 高高低7输灰量变化的适应性和防止堵管能力控制不好易发生堵管控制不好易发生堵管好8输灰管规格大大小9管道、阀门、设备磨损情况要求输灰管道采用耐磨材质要求输灰管道采用耐磨材质、卸灰阀动作频繁、过滤/分离器易磨损输灰管道采用普通碳钢10工作场地环境卫生较 好很 好较 好11飞灰综合利用条件好较 好好 从投入运行电厂的运行效果来看,可靠性高、自动化水平高、节水和便于干灰综合利用是共同的特点。本期工程贮灰库的布置位置在满足总平面布置的要求下，输送距离较远，灰管几何长度约850米。为保证系统运行的安全可靠、防止堵管。根据输送距离和上述集中气力输灰系统的比较情况，推荐采用浓相正压气力输送方式。理由如下：1)系统出力大、输送距离较远；2)灰气比高、能耗低；3)系统运行可靠性高、不易发生堵管；4)飞灰输送速度低、管道阀门磨损轻，维护工作量小。本期工程气力输灰系统关键设备、关键部件采用进口。为便于飞灰综合利用，采取粗、细灰分排、分贮方式。粗灰约占总灰量的80%，考虑到贮灰库容积的合理利用和便于维护管理，两台炉的贮灰库采取集中布置、细灰库共用。两台炉设3座贮灰库，其中2座粗灰库、1座细灰库。为防止贮灰库内干灰起拱导致卸灰口堵灰、卸灰不畅，设置有灰库气化装置。工艺系统流程框图如下：省煤器灰 气力输送 粗灰库 制浆设备 柱塞泵 贮灰场除尘器一电场灰 气力输送 干灰散装机 罐车 综合利用电除尘器二至五电场灰 气力输送 细灰库 加湿搅拌 自卸汽车 贮渣场 干灰散装机 罐车 综合利用2.2.4 灰浆输送系统该系统按每台机组为一个单元设计。当有干灰用户时，则可将两台炉的干灰粗细分储，当无干灰用户时，则两台炉的干灰，分别送至两座粗灰库内，干灰经灰水混合器制成灰水比为1:2.5的灰浆后，进入灰浆泵前池，由柱塞泵，送至距电厂17公里的贮灰场。两台炉共设五台柱塞灰浆泵，.两台运行，三台备用。两台炉共设置三根219x10的灰浆输送管至灰场，两根运行，一根备用。有关计算数据：序号项目名称单位计算数据备注1一台炉灰量t/h32.36设计煤种2一台炉灰量t/h46.57校核煤种3给料机出力t/h504计算灰管长度m195005灰管提升高度m76灰浆混合物流量m3/h1607灰水比1:2.58输灰管道规格m m 219x10每炉一根9管道流速m/s1.431X600MW10灰管计算阻力mH2O277.261X600MW11需配柱塞泵流量m3/h1601X600MW12需配柱塞泵扬程mH2O388.161X600MW13柱塞泵型号PZNB-160/4.0型Q=160 m3/hH=4.0MPa2.2.5 供水系统供水系统采用一台炉一个单元,本着节约用水、一水多用和首先利用排污废水的原则制定供水系统。炉底渣冷却用水,来自大同市西郊污水处理厂来水经石灰预处理后的生产水；空压机、灰库气化风机和换热器冷却用水,来自辅机循环水系统。柱塞泵制浆用水，来自辅机循环水的排污水和由大同市西郊污水处理厂来的二级处理达标后的污水、废水集中处理站处理后的工业废水。冲洗地面,清洁环境卫生均使用工业废水做水源。除灰渣系统用水量见下表：(2600MW)序号用水点名称水量(m3/h)水压(MPa)运行方式供水方式1炉渣熄火冷却水380.2连 续生产水2水封槽蒸发20.2连 续循环水排污水3柱塞泵制浆用水2800.20.3连 续工业废水3 除灰渣设备选择及其布置3.1 除灰渣设备选择(按推荐方案)3.1.1 除渣设备3.1.1.1 刮板捞渣机 每台炉配1台刮板捞渣机，出力为：1025t/h，设备总长度50m。设备出力可根据锅炉排渣量进行调整,并且能满足锅炉MCR工况下的排渣要求。3.1.1.2 贮渣仓 每台炉设置2座V=110m3、=6.0m钢结构贮渣仓，可存渣36小时以上，渣仓内安装有析水元件，可将捞渣机捞出的渣中含水进一步脱掉。两座渣仓轮换卸渣，渣仓顶部安装皮带机,便于将捞渣机捞出的渣分别卸入两个渣仓中，为防止冬季湿渣结冰，卸料困难，渣仓布置在封闭的具有采暖设施的渣仓间内。3.1.1.3 热交换器和过滤器 每台炉设置2台板式热交换器，用于对熄火水循环使用的冷却，换热面积约100m2。1台运行，1台备用。每台炉设置2台过滤器，处理量120m3/h。3.1.1.4 除渣供水泵 每台炉设置两台除渣供水泵，1台运行，1台备用。Q=120m3/h，P=0.5MPa。3.1.1.5 运渣自卸汽车 选用载重量9t的自卸汽车作为输渣用，本期工程需要4辆。3.1.2 除灰设备3.1.2.1 输灰器 在每个电除尘器灰斗下设置1台输灰器，规格根据灰量多少和输送方式确定。3.1.2.2 空压机及空气净化装置 采用螺杆空压机和冷冻式干燥机、除油器等设备组成压缩空气系统，空压机参数暂定为：Q=40m3/min, P=0.7Mpa。每台炉3台，2台运行，1台备用。3.1.2.3 贮灰库 两台炉设置3座12m，有效容积V=1800m3的混凝土平底贮灰库，其中2座粗灰库，1座细灰库(两炉公用)，可存2台炉燃用设计煤种36小时排灰量。3.1.2.4 灰库气化风机和气化风加热器 为防止贮灰库内存灰起拱，影响卸灰，在灰库底部设置有气化风系统。3座灰库配有4台气化风机，3台运行，1台备用。气化风机Q= 22m3/min,P=98kPa。气化风加热器功率为75kW，3台运行，1台备用。3.1.2.5 灰斗气化风机和气化风加热器为防止除尘器灰斗内存灰起拱，影响排灰，在每个灰斗底部设置有气化风系统。一台炉配有2台气化风机和气化风加热器，1台运行，1台备用。气化风机Q=15m3/min,P=78.4kPa。气化风加热器功率为60kW。3.1.2.6 干灰散装机 每座灰库设有用于干灰装车的干灰散装机1台，设备出力为100t/h。3.1.2.7 湿式搅拌机细灰库设有用于干灰加湿搅拌设备1台，设备出力为100t/h。3.1.2.8 灰水混合器每座粗灰库设有用于干灰制浆的灰水混合器2台，设备出力为（处理干灰量）50t/h。3.1.2.9 灰库排气过滤器每座灰库顶部安装有1台排气过滤器，用于灰库内乏气排出的过滤，过滤器采用布袋式，过滤器面积暂定为：130m2。3.1.2.10 柱塞泵 两台炉共设柱塞泵5台, Q=160m3/h,H=4.0Mpa，两台运行，三台备用。3.1.3 石子煤处理设备3.1.3.1 石子煤斗 每台炉设有6个可移动式石子煤斗，石子煤斗容积约为0.8m3。3.1.3.2 电瓶叉车本期工程共设3辆电瓶叉车，用于将石子煤斗从锅炉房内铲出，再卸到石子煤自卸汽车中。3.1.3.3 自卸汽车选用载重量3.5t的自卸汽车作为输石子煤用，本期工程需要3辆。3.2 除灰渣设备布置3.2.1 除渣设备布置3.2.1.1 刮板捞渣机、热交换器、循环水泵布置在锅炉房零米层,一台炉一个单元分开就近布置。3.2.1.2 贮渣仓布置在锅炉房外侧，具体位置详见总平面布置图。3.2.2 除灰设备布置3.2.2.1 两台炉除灰用空压机及净化设备，集中布置在两台炉电除尘器之间空压机房内，空压机房面积为3015m,起重机轨顶标高6.9m,起重量Q=5t。二层布置电除尘器电气设备，三层为除灰配电设备和仪控设备。3.2.2.2 两台炉贮灰库共计3座，集中布置在距电除尘器场地约为700m处的地方。3.2.2.3 气力输灰管架采用架空布置方式。3.2.2.4 灰库气化风机和加热器布置在灰库附近的气化风机房内。气化风机房采用单层结构，面积为219m,起重机轨顶高6m,起重量Q=3t。3.2.2.5 灰斗气化风机和加热器，布置在电除尘器零米封闭间内。3.2.3 石子煤处理设备布置3.2.3.1 每台磨煤机的石子煤排出口处，布置1个石子煤斗。7.2 托克托电厂二期1.1工程概况托克托电厂一期工程安装有2X600MW燃煤机组。采用的除尘器型式为静电除尘器。厂内除灰渣系统采用了灰渣分除的方式。炉底渣采用螺旋捞渣机-刮板捞渣机-装车-至贮灰场方案；飞灰采用正压气力集中至贮灰库-加湿搅拌-装车-至贮灰场方案。贮灰场为高宝什干贮碾压灰场,采用干贮方式。灰场距电厂围墙约2km。本期工程扩建2X600MW机组。厂内除灰渣系统采用灰渣分除方式,并新建灰渣处理系统设施。贮灰场仍然采用高宝什干式贮灰场。1.2设计依据1.2.1关于托克托电厂二期工程可行性研究报告审查会会议纪要1.2.2关于托克托电厂可行性研究报告1.3主要设计原则1.3.1系统设计以安全可靠、经济合理、适用为原则。充分考虑节约用水、一水多用，除灰渣用水原则上使用电厂工业废水处理站排水;1.3.2根据火力发电厂除灰设计技术规定,600MW机组除灰渣系统设计按一台机组为一个单元设置，贮灰库两台炉为一个单元;本期工程厂内除灰系统与一期工程无衔接，是相对独立的两套系统；1.3.3灰渣处理系统的拟定，充分考虑灰渣综合利用的条件，采用灰、渣和石子煤分排、干排方式。炉底渣冷却水循环使用。1.4设计原始资料1.4