张家口发电厂二期除渣系统浓缩机沉降斜板的改造

宋池

摘 要： 大唐国际张家口发电厂现有发电机组八台，总装机容量2560MW。除渣系统工艺采用炉渣脱水浓缩机及澄清池循环利用工艺，除渣系统中浓缩机是整个除灰渣系统中很重要的设备，其渣水沉降效果的好坏直接影响到除渣设备的正常运行和炉渣排放及循环利用。浓缩机经常堵塞，满池炉渣堆积，池底排浆困难，检修维护工作量大，甚至不得不外排渣浆水，严重影响安全环保经济运行。2012年9月至2013年1月期间，我们分析了浓缩机现状主要原因并对沉降斜板进行改造换型，改造后实际运行情况良好，排浆均匀，池面未积淤灰泥，取得了较好的安全经济效果，实践证明是成功的。除渣浓缩机沉降斜板的改造可以在同类型电厂除灰渣浓缩机循环系统改造及基建安装中推广应用。

关键词：除渣系统 浓缩机 循环利用 浅层沉降 沉降斜板 改造换型

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）12-0274-01

一、概述

1.大唐国际张家口发电廠二期除渣系统采用浓缩机循环利用工艺概述

锅炉炉渣连续落入刮板捞渣机上槽体，炉渣经水冷破碎后，由渣浆泵通过渣管排至脱水仓。脱水仓对炉渣脱水，脱水后的湿渣由汽车外运至灰场或综合利用。渣水经浓缩机沉降斜板沉降后则经澄清池再次分离， 澄清水则用作各类冲洗和除灰用水，通过以上循环反复过程达到灰渣和水的循环利用。

2.除渣采用浓缩机循环工艺主要设备情况

大唐国际张家口发电厂二期除渣系统装设的两台高效浓缩机均为室内布置。浓缩机、澄清池及高效浓缩机能满足连续运行的要求。底流泵、回水泵、排污泵、控制设备等布置在浓缩机下方空间。

高效浓缩机：直径12m；灰浆处理量（每台）≥400m3/h；浓缩后灰水比：1：2.53；溢流水悬浮物含量≤180mg/l；浓缩组件： 斜板规格型号： 长度：1m、厚度：3mm、安装角度：600、材质：改性复合塑料板132m2；

设备简要如下表：

二、大唐国际张家口发电厂二期除灰渣浓缩机循环系统主要问题及原因分析

缩机输送渣困难且缓慢，浓缩机澄清效果差，经常性造成池面灰渣堆积，甚至不得不外排，严重影响除灰渣安全环保经济运行。经技术人员分析原因：一是排浆管径选型小，输送灰渣水较慢；二是浓缩机下排浆泵选型小，过流部件及入出口管经常堵塞；三是由于浓缩机沉降装置是蜂窝状塑料斜管，沉降效果差，易造成灰渣堆积，一方面增加浓缩机中部支撑架重量，甚至浓缩机外壁面产生轻微变形，另一方面浓缩机沉降装置效果差，加剧浓缩机底灰渣粗细不均匀，恶化了池底底流泵及输浆管的排浆效果，造成检修人员维护工作量大，甚至不得不外排，曾考虑去掉全部沉降斜板，但最终认为不妥，将导致灰渣与水不能有效分离，进而影响除灰渣和水循环利用效果。

三、浓缩机沉降斜板的原理及作用

在浓缩机中由于颗粒物存在垂直分速度，所以相对于沉降池的长度而言，深度越浅，沉降时间就越短，这就是“浅层沉降”原理。斜板是在池中安放一组排叠成有一定坡度的平板，被处理的水从平板的一端，流向另一端，这相当于很多很多很浅很小的沉降池组合在一起。由于平板的间距较小，所以水流在此处成为层流状态。因此，当水在各自的平板或管道之间流动时，各层隔开互相不干扰，在水中固体颗粒的沉降创造十分有利的水利条件，从而也提高了水处理效果的能力。浓缩机沉降斜板的作用是根据“浅层沉降”原理，用以提高沉降效率的一种方式。斜板的特点是：①增加了沉降面积。对于斜板斜管沉降池来说，它的沉降面积比平流沉降池的面积大得多。②水利条件的改善 主要是斜板的间距在足够小时，水流处于层流状态。此时，颗粒的沉降不受水流的干扰，提高了沉降的稳定性。颗粒沉降的路程短，因而缩短了沉降时间。

根据“浅层沉降”原理，有经验公式进行估算：

式中 A-斜板浓缩机的有效面积，单位：m2； K1-校正系数，可采用1.05～1.20，浓缩机直径大取小值，反之取大值； Q-浓缩机的溢流水量，单位：m3/s；u-尾矿的集合沉降速度或固体颗粒的沉降速度，单位：m/s；K2-斜板浓缩机上升水流速度系数，即增加加斜板或斜管后比不增加时处理能力提高的倍数。

根据上述沉降理论，沉降的效果主要与沉降面积有关，与沉降时间关系不大。因此，增加沉降面积可以提高沉降效果。

四、大唐国际张家口发电厂二期除渣浓缩机循环系统改造措施

1.浓缩机改造的主要措施

具体措施为：

1.1将浓缩机池体内的炉渣全部清除干净，拆除所有的浓缩斜管和斜管托架。

1.2把浓缩机的稳流筒（浓缩机平台正中间的圆筒）与平台再次加固，多处增加三角形肋板，肋板现场焊接。

1.3在稳流筒的下部外侧增加一圈角钢圆环。在同一水平高度，浓缩机仓体内侧也焊接同一规格的角钢圆环做澄清斜板的外部支撑，同时也增加浓缩机仓体的强度。

1.4取消原沉降斜管，更换为表面光滑，耐酸碱，强度高、性价比高、厚度为3mm的改性优质PVC板（聚氯乙烯）。

1.5沉降斜板框架组件在仓体整个圆周内均匀分布。

2.浓缩机沉降斜板的改造措施

浓缩机改造措施中最为重点的部分是沉降斜板的改造换型：取消原沉降斜管，更换为表面光滑，耐酸碱，强度高的改性PVC板，以提高浓缩机对细灰的沉降效率，沉降物不会沉积在斜板面上。

斜板材料采用改性优质PVC（聚氯乙烯）板。采用PVC材料时，板材除有一定的硬度还需要有很好的韧性，不能轻易被折断。斜板架采用Q235B材质的角钢焊接而成，具有足够的强度和刚度。焊接要为满焊形式。

斜板与框架按每个扇区采取整装形式，每个扇区可方便的安装或拆除。保证检修人员在日后更换斜板时采取整体拆除和更换，缩短检修工期。

斜板固定方式为上下面螺栓固定，有效防止斜板的整块脱落。组装方式是每个扇区整体结构。

沉降斜板的技术要求：

2.1沉降斜板应平整，安装间隙均匀，固定螺栓螺母拧紧牢固。

2.2上不等边角钢53条，由第一条长435 mm，每条依次增加19.7 mm至第53条长1461mm。

2.3下不等边角钢53条，由第一条长285 mm，每条依次增加19.7 mm至第53条长1309mm。

2.4沉降斜板拉扯平直与扁钢配钻孔2×192-Φ7，每条不等边角钢中间孔均布；斜板架：24组，材质为Q235B。

2.5本件在厂内组装一整件做样本，其余23件现场组装： 一整件重量：80.2kg，共37片，焊接框架件：215kg。

2.6斜板数量：864件；斜板架采用Q235B材质的角钢焊接，共计24件/台。

五、结论

大唐国际张家口发电厂二期浓缩机工程改造完工后，2013年3月组织生产技术人员、设备管理部门及设备生产厂家现场验收：两台浓缩机运行三个月时间，除灰渣系统高效浓缩机运行情况良好，灰渣经浓缩机澄清后水质标准达到悬浮物≤70mg/L，满足运行需要。

大唐国际张家口发电厂二期浓缩机沉降斜板的改造实践证明是成功的，该项除灰渣浓缩机沉降斜板的改造可以在同类型电厂除灰渣浓缩机循环系统改造及基建安装中推广应用。

参考文献

[1]《电力建设施工及验收技术规范》. DL/T5047—95

[2]《火电施工质量检验及评定标准》.锅炉篇

[3]《火力发电厂焊接技术规程》. DL/T869-2004

[4]《斜板、斜管浓缩机》.中国选矿技术