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摘要：介绍了目前国内大型火电锅炉应用的几种主要底渣输送方式，并对采用干式排渣方式的锅炉进行了简要的比较分析，对电厂的除渣系统设计方案进行优化和选用。认为干除渣技术的应用，简化了传统水力除渣系统，具有节电、提高机组、环保、灰渣再利用、效率高等特点，可以产生显著的经济效益，值得推广与应用。
关键词：排渣；节能；经济；环保
作者简介：汤虎（1986-），男，江苏盐城人，神华江苏国华陈家港发电有限公司，助理工程师；邵明勇（1971-），男，吉林蛟河人，神华江苏国华陈家港发电有限公司，助理工程师。（江苏 盐城 224631）
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）03- 0144-02
目前火力发电厂燃煤锅炉炉底灰渣常规设计采用水力排渣水冷却及水力除灰，专门设置冲灰水泵、冲灰沟、灰渣池、浓缩机、脱水仓、灰浆泵及泵房、输灰管道和灰场等。随着电厂容量和机组容量的不断增大，除了除灰系统建设费用和维护费用较大外，该设计对于缺少水源或灰场和环保要求严格的地区，更是一大难题和障碍。因此新的除灰渣技术的开发与应用就显得十分重要。
干式风冷排渣装置是一种简单、创新的设备，它改变了传统湿式水力排渣系统的技术性能，消除了因耗水而带来的一系列问题，给用户创造了新的经济效益。近年来，随着国家对环保、综合利用及节能要求的不断提高，国内企业在引进和消化吸收的基础上均已开始着手研制和开发该产品，取得了一定成绩。随着干式排渣机国产化水平的提高，干式排渣机系统的造价已大幅下降，目前初投资已经基本接近于常规的湿式刮板捞渣机系统。某燃煤发电公司经综合比较最终确定2×660MW超超临界机组炉底灰渣全部采用干式排渣技术，选用阿尔斯通—青岛产品，来实现灰渣的综合利用，创造效益最大化。
一、燃煤电厂锅炉排渣现状
1.水力除渣
国内燃煤电厂锅炉排渣处理系统普遍采用水力排渣技术。脱水仓排渣系统是应用较广泛的一种水力排渣、再脱水的处理方式，主要存在如下问题。
（1）消耗水资源。尽管经脱水仓排渣处理的水可以循环使用，但脱水后的渣仍然带走25%左右的水分，仍需要向系统补水。
（2）渣的活性物质因与水接触而被破坏，降低了渣的综合利用价值。
（3）渣中的可燃物质及所含热量被水带走，造成能源损失，不利于锅炉效率的提高。
（4）系统复杂，占地面积大。
（5）运行、维护费用高。
2.干式除渣
随着技术不断的发展，灰渣综合利用水平和环保要求的日益提高，为便于灰渣的综合利用、节约用水，减少废水排放给环境造成的污染，推广干式排渣技术是今后发展的方向。
（1）电站燃煤锅炉干式排渣系统是一种用特殊的钢带取送，同时引入适量的自然风有效冷却炽热的炉底灰渣，不需用任何水，从而改变火电厂传统除渣方式，实现污水零排放，为火电厂提供一种洁净的电力生产的方法。
（2）干式排渣装置可承受高达1000℃的高温，可处理粒径为600㎜的大渣，最大排渣量为1～50t/h，最高运行速度为0.35m/s，冷却空气量为锅炉燃烧所需总量的0.5%～1.0%，冷却后渣的温度低于200℃。
二、干式排渣系统简述和运行情况
干排渣技术是20世纪80年代中期由意大利MAGALDI公司最先发展起来的，它利用一种特制的钢带来输送和冷却炽热底渣，该设备不需要水，从而改变了火电厂传统的水力除渣方式，实现了无污水排放，同时保留了底渣优良的水活性，为底渣的综合利用创造了条件。
1.工作原理
锅炉正常运行时，高温热渣经炉底排渣门进入MAC排渣机超级输送带上，MAC排渣机在高温条件下连续运转，将灰渣低速送出到碎渣机中。在缓慢的输送过程中依靠炉膛负压吸入作用，少量自然空气通过排渣机壳体吸入阀进入排渣机内部冷却炉渣，同时提供高温炉渣未燃尽碳继续燃烧所需的氧气。在此过程中完成冷空气和高温炉渣的热交换，冷空气吸热升温至300～400℃，热渣则被冷却到100℃以下，工作原理如图1所示。
2.运行情况
意大利已有80%的电厂除渣采用该项技术，国外已投入使用的配置风冷排渣装置的最大机组为日本KOBE电站700MW容量锅炉，风冷排渣装置最大出力为希腊MEGALOPOLIS电站300MW容量锅炉，排渣量为50t/h。
国内首次使用的干式排渣机是由河北三河电厂（2×350MW机组）从意大利ＭＡＧＡＬＤＩ公司引进的，该电厂1号炉于1999年12月正式投产发电，2号炉于2000年4月投产发电，该系统设计最大出力为16t/h，排渣温度为80℃，实际排渣温度约为50℃，干渣全部综合利用，系统自动化程度高，2台炉的除灰、除渣系统及电除尘器投入运行，每班只设两个人。干式排渣系统自投产以来，几乎没有检修维护工作量，系统运行环境好，整个锅炉房干净整洁。其产品运行至今，状况良好，但由于其进口费用较高，该设备一直未能在我国得以推广。
三河电厂两台炉采用干式排渣系统每年可节约水70万立方米，每年节约电182万度，每年节约煤7600吨，通过卖渣每年为电厂创造产值300万元。
三、干式排渣系统特点
（1）没有水资源消耗，它与气力除灰系统配套，为燃煤电厂节水创造条件。
（2）渣中未燃尽物质可继续燃烧，含有热量，可以回收再利用，从而降低了锅炉的不完全燃烧热损失，有利于锅炉效率的提高。
（3）渣燃烧充分，未燃尽碳含量降低，渣未经水解而保持了活性，可提高渣的综合利用价值。
（4）与水力排渣系统相比，由于没有渣沟、冲渣水泵、渣地、渣浆泵、脱水仓、浓缩机等设备，系统较为简单、布置方便、节省占地面积。
（5）干式排渣运行速度低，磨损小，使用寿命长。
（6）由于灰渣没有粒化，不会产生因落大渣而引起的爆炸危险。
（7）干式排渣排出的渣可直接储存和运输，不需要湿式排渣机的后续处理系统，节约投资，减少运输费用。
（8）干式排渣系统不浪费水资源，在缺水地区具有良好的经济和社会效益。
（9）干式排渣系统可不设灰场，减少了土地资源的浪费，同时减少渣场造成的环境污染。
（10）根据不同的排渣量，使用变频调节改变干式排渣机的运行速度。
（11）应用计算机控制系统，自动化程度高，提高了排渣系统运行的可靠性。
综上所述，干式排渣方案运行环境好、运行费用低、占地面积小；干渣能全部综合利用，无须消耗水资源、无废水排放，对环境的污染较小；回收炉底渣残余热，有利于提高锅炉效率，降低煤耗。
四、某公司干排渣方案
某公司工程共两台锅炉，锅炉底渣采用干式除渣系统。系统以1台炉为1个设计单元，即每台炉1台干式排渣机，底渣在风冷式钢带排渣机中冷却到一定温度后排入碎渣机，破碎后的底渣经电动三通由斗提机提升至渣仓。每台炉设置两台斗式提升机，一运一备。每台炉除渣系统出力保证不低于锅炉BMCR工况下的连续排渣量，并留有125%的余量。风冷式排渣机与锅炉出渣口用渣斗相连，渣斗独立支撑，渣斗容积可满足锅炉设计煤质BMCR工况下8小时排量。渣斗底部设有液压关断门，允许风冷式钢带排渣机故障停运8小时而不影响锅炉的正常安全运行。整套系统采用程序自动控制，每台炉设1台贮渣仓，分别布置在锅炉房外，渣仓锥体以下采用紧身封闭。卸渣采用就地手动控制，各设备设有就地启停按钮。
具体设计为炉底设1台干式钢带冷渣机，正常出力为5～10t/h，最大出力为40t/h。底渣通过过渡渣斗落入钢带冷渣机，在冷渣机内被空气冷却，被加热的空气带着底渣的热量进入锅炉炉膛，冷却后的底渣经碎渣机破碎后，通过斗式提升机提升至渣仓贮存。渣仓底部设有2个出口，其中1个接双轴搅拌机，用于干渣调湿后装车供综合利用或送至灰场堆放；另1个接干渣伸缩卸料头，用于干渣直接装车供综合利用。每台炉设2台斗式提升机（1台运行，1台备用），1座有效容积为150立方米的渣仓，能够贮存1×660MW机组燃用校核煤种约24小时的排渣量（见表1）。2台炉共配置2辆载重量为8t的封闭型自卸卡车（见图2）。
该系统能实现灰渣的收集、送出、冷却、粉碎、提升、存储、卸料的功能，达到灰渣干式排放要求，使灰渣的排放与输送在一个密闭连续的系统中完成，系统的运行由工业计算机自动控制。
注：表中“灰渣总量”锅炉BMCR工况下排出的总灰渣量；飞灰及底渣量分别按总灰渣量的90%和20%计；日运行小时数按20小时计，年运行小时按5500小时计算。
系统组成：1伸缩机；2机械密封；3渣井；4炉底排渣装置；5钢带式输渣机；6液压控制系统；7破碎分选装置；8中间渣斗；9给料装置；10斗式提升机；11布袋除尘器；12储渣仓；18电气控制系统
五、结论
干式排渣系统广泛使用于50～1000MW机组配套的燃煤锅炉底灰渣的排出和集中输送，以及循环流化床锅炉底渣的输送，具有安全可靠、占地面积小、操作简单、使用方便等特点，有利于节水、节能、环境保护。干式排渣技术的应用符合国家产业政策，将会在电力企业中被广泛采用。
参考文献：
[1]赵毅,王卓昆.电力环境保护技术[M].北京:中国电力出版社,2007.
[2]邱晓燕,刘天琪.火力发电厂设备手册[M].北京:中国电力出版社,2009.
（责任编辑：刘辉）
关键词：排渣；节能；经济；环保
作者简介：汤虎（1986-），男，江苏盐城人，神华江苏国华陈家港发电有限公司，助理工程师；邵明勇（1971-），男，吉林蛟河人，神华江苏国华陈家港发电有限公司，助理工程师。（江苏 盐城 224631）
中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）03- 0144-02
目前火力发电厂燃煤锅炉炉底灰渣常规设计采用水力排渣水冷却及水力除灰，专门设置冲灰水泵、冲灰沟、灰渣池、浓缩机、脱水仓、灰浆泵及泵房、输灰管道和灰场等。随着电厂容量和机组容量的不断增大，除了除灰系统建设费用和维护费用较大外，该设计对于缺少水源或灰场和环保要求严格的地区，更是一大难题和障碍。因此新的除灰渣技术的开发与应用就显得十分重要。
干式风冷排渣装置是一种简单、创新的设备，它改变了传统湿式水力排渣系统的技术性能，消除了因耗水而带来的一系列问题，给用户创造了新的经济效益。近年来，随着国家对环保、综合利用及节能要求的不断提高，国内企业在引进和消化吸收的基础上均已开始着手研制和开发该产品，取得了一定成绩。随着干式排渣机国产化水平的提高，干式排渣机系统的造价已大幅下降，目前初投资已经基本接近于常规的湿式刮板捞渣机系统。某燃煤发电公司经综合比较最终确定2×660MW超超临界机组炉底灰渣全部采用干式排渣技术，选用阿尔斯通—青岛产品，来实现灰渣的综合利用，创造效益最大化。
一、燃煤电厂锅炉排渣现状
1.水力除渣
国内燃煤电厂锅炉排渣处理系统普遍采用水力排渣技术。脱水仓排渣系统是应用较广泛的一种水力排渣、再脱水的处理方式，主要存在如下问题。
（1）消耗水资源。尽管经脱水仓排渣处理的水可以循环使用，但脱水后的渣仍然带走25%左右的水分，仍需要向系统补水。
（2）渣的活性物质因与水接触而被破坏，降低了渣的综合利用价值。
（3）渣中的可燃物质及所含热量被水带走，造成能源损失，不利于锅炉效率的提高。
（4）系统复杂，占地面积大。
（5）运行、维护费用高。
2.干式除渣
随着技术不断的发展，灰渣综合利用水平和环保要求的日益提高，为便于灰渣的综合利用、节约用水，减少废水排放给环境造成的污染，推广干式排渣技术是今后发展的方向。
（1）电站燃煤锅炉干式排渣系统是一种用特殊的钢带取送，同时引入适量的自然风有效冷却炽热的炉底灰渣，不需用任何水，从而改变火电厂传统除渣方式，实现污水零排放，为火电厂提供一种洁净的电力生产的方法。
（2）干式排渣装置可承受高达1000℃的高温，可处理粒径为600㎜的大渣，最大排渣量为1～50t/h，最高运行速度为0.35m/s，冷却空气量为锅炉燃烧所需总量的0.5%～1.0%，冷却后渣的温度低于200℃。
二、干式排渣系统简述和运行情况
干排渣技术是20世纪80年代中期由意大利MAGALDI公司最先发展起来的，它利用一种特制的钢带来输送和冷却炽热底渣，该设备不需要水，从而改变了火电厂传统的水力除渣方式，实现了无污水排放，同时保留了底渣优良的水活性，为底渣的综合利用创造了条件。
1.工作原理
锅炉正常运行时，高温热渣经炉底排渣门进入MAC排渣机超级输送带上，MAC排渣机在高温条件下连续运转，将灰渣低速送出到碎渣机中。在缓慢的输送过程中依靠炉膛负压吸入作用，少量自然空气通过排渣机壳体吸入阀进入排渣机内部冷却炉渣，同时提供高温炉渣未燃尽碳继续燃烧所需的氧气。在此过程中完成冷空气和高温炉渣的热交换，冷空气吸热升温至300～400℃，热渣则被冷却到100℃以下，工作原理如图1所示。
2.运行情况
意大利已有80%的电厂除渣采用该项技术，国外已投入使用的配置风冷排渣装置的最大机组为日本KOBE电站700MW容量锅炉，风冷排渣装置最大出力为希腊MEGALOPOLIS电站300MW容量锅炉，排渣量为50t/h。
国内首次使用的干式排渣机是由河北三河电厂（2×350MW机组）从意大利ＭＡＧＡＬＤＩ公司引进的，该电厂1号炉于1999年12月正式投产发电，2号炉于2000年4月投产发电，该系统设计最大出力为16t/h，排渣温度为80℃，实际排渣温度约为50℃，干渣全部综合利用，系统自动化程度高，2台炉的除灰、除渣系统及电除尘器投入运行，每班只设两个人。干式排渣系统自投产以来，几乎没有检修维护工作量，系统运行环境好，整个锅炉房干净整洁。其产品运行至今，状况良好，但由于其进口费用较高，该设备一直未能在我国得以推广。
三河电厂两台炉采用干式排渣系统每年可节约水70万立方米，每年节约电182万度，每年节约煤7600吨，通过卖渣每年为电厂创造产值300万元。
三、干式排渣系统特点
（1）没有水资源消耗，它与气力除灰系统配套，为燃煤电厂节水创造条件。
（2）渣中未燃尽物质可继续燃烧，含有热量，可以回收再利用，从而降低了锅炉的不完全燃烧热损失，有利于锅炉效率的提高。
（3）渣燃烧充分，未燃尽碳含量降低，渣未经水解而保持了活性，可提高渣的综合利用价值。
（4）与水力排渣系统相比，由于没有渣沟、冲渣水泵、渣地、渣浆泵、脱水仓、浓缩机等设备，系统较为简单、布置方便、节省占地面积。
（5）干式排渣运行速度低，磨损小，使用寿命长。
（6）由于灰渣没有粒化，不会产生因落大渣而引起的爆炸危险。
（7）干式排渣排出的渣可直接储存和运输，不需要湿式排渣机的后续处理系统，节约投资，减少运输费用。
（8）干式排渣系统不浪费水资源，在缺水地区具有良好的经济和社会效益。
（9）干式排渣系统可不设灰场，减少了土地资源的浪费，同时减少渣场造成的环境污染。
（10）根据不同的排渣量，使用变频调节改变干式排渣机的运行速度。
（11）应用计算机控制系统，自动化程度高，提高了排渣系统运行的可靠性。
综上所述，干式排渣方案运行环境好、运行费用低、占地面积小；干渣能全部综合利用，无须消耗水资源、无废水排放，对环境的污染较小；回收炉底渣残余热，有利于提高锅炉效率，降低煤耗。
四、某公司干排渣方案
某公司工程共两台锅炉，锅炉底渣采用干式除渣系统。系统以1台炉为1个设计单元，即每台炉1台干式排渣机，底渣在风冷式钢带排渣机中冷却到一定温度后排入碎渣机，破碎后的底渣经电动三通由斗提机提升至渣仓。每台炉设置两台斗式提升机，一运一备。每台炉除渣系统出力保证不低于锅炉BMCR工况下的连续排渣量，并留有125%的余量。风冷式排渣机与锅炉出渣口用渣斗相连，渣斗独立支撑，渣斗容积可满足锅炉设计煤质BMCR工况下8小时排量。渣斗底部设有液压关断门，允许风冷式钢带排渣机故障停运8小时而不影响锅炉的正常安全运行。整套系统采用程序自动控制，每台炉设1台贮渣仓，分别布置在锅炉房外，渣仓锥体以下采用紧身封闭。卸渣采用就地手动控制，各设备设有就地启停按钮。
具体设计为炉底设1台干式钢带冷渣机，正常出力为5～10t/h，最大出力为40t/h。底渣通过过渡渣斗落入钢带冷渣机，在冷渣机内被空气冷却，被加热的空气带着底渣的热量进入锅炉炉膛，冷却后的底渣经碎渣机破碎后，通过斗式提升机提升至渣仓贮存。渣仓底部设有2个出口，其中1个接双轴搅拌机，用于干渣调湿后装车供综合利用或送至灰场堆放；另1个接干渣伸缩卸料头，用于干渣直接装车供综合利用。每台炉设2台斗式提升机（1台运行，1台备用），1座有效容积为150立方米的渣仓，能够贮存1×660MW机组燃用校核煤种约24小时的排渣量（见表1）。2台炉共配置2辆载重量为8t的封闭型自卸卡车（见图2）。
该系统能实现灰渣的收集、送出、冷却、粉碎、提升、存储、卸料的功能，达到灰渣干式排放要求，使灰渣的排放与输送在一个密闭连续的系统中完成，系统的运行由工业计算机自动控制。
注：表中“灰渣总量”锅炉BMCR工况下排出的总灰渣量；飞灰及底渣量分别按总灰渣量的90%和20%计；日运行小时数按20小时计，年运行小时按5500小时计算。
系统组成：1伸缩机；2机械密封；3渣井；4炉底排渣装置；5钢带式输渣机；6液压控制系统；7破碎分选装置；8中间渣斗；9给料装置；10斗式提升机；11布袋除尘器；12储渣仓；18电气控制系统
五、结论
干式排渣系统广泛使用于50～1000MW机组配套的燃煤锅炉底灰渣的排出和集中输送，以及循环流化床锅炉底渣的输送，具有安全可靠、占地面积小、操作简单、使用方便等特点，有利于节水、节能、环境保护。干式排渣技术的应用符合国家产业政策，将会在电力企业中被广泛采用。
参考文献：
[1]赵毅,王卓昆.电力环境保护技术[M].北京:中国电力出版社,2007.
[2]邱晓燕,刘天琪.火力发电厂设备手册[M].北京:中国电力出版社,2009.
（责任编辑：刘辉）