中心给料机在CFB污泥焚烧锅炉中的应用

刘敏 ,王喜

中国轻工业长沙工程有限公司  410114

【摘要】 多燃料CFB锅炉的炉前燃料仓存在堵料、架桥现象，对锅炉燃烧的稳定性影响较大，严重时导致锅炉停炉。结合某电厂污泥给料系统存在的问题，对原有污泥仓进行中心给料机改造，彻底解决原有污泥仓的堵料问题，提高了锅炉燃料适应性及燃烧的稳定性。

【关键词】 多燃料 污泥仓 中心给料机 防堵

0   前言

随着社会经济持续发展，节能减排政策的实施，国家各行各业污水处理也随之飞速发展，水环境得到很好的改善。制浆造纸过程中不可避免产生大量污水，污水处理后会有大量污泥的产生。污泥的焚烧处理能有效地利用污泥的可利用热值，实现污泥的快速减量化和无害化处理。然而造纸污泥水分含量较高，粒度分布不均，锅炉炉前燃料仓及污泥输送设备存在不同程度的架桥及堵料现象，严重影响锅炉的稳定燃烧和经济运行。如何有效解决污泥仓堵料并保证锅炉稳定运行，成为造纸行业固废焚烧锅炉运行中亟待解决的问题。

1   现有锅炉及给料系统

1.1 锅炉

锅炉为东方锅炉(集团)股份有限公司提供的次高温次高压多燃料循环流化床锅炉，燃料包含造纸轻渣，浆渣及造纸污泥。

1.2 给料系统

原有炉前给料系统共有1条输送线。炉前设置一个燃料混合仓，混合仓内部采用旋转出料设备，用于防止混合燃料的搭桥，确保混合燃料的的正常下料。仓底设计输送螺旋用于燃料的炉膛给料。旋转出料及给料螺旋的设置如图1所示。

图1  混合料仓卸料出料示意图

2   给料系统运行

2.1 给料系统运行情况

原有给料系统在污泥含量增大的过程中经常出现物料堵塞现象的发生，轻则使给料不畅，重则出现转臂断裂和燃料完全堵死的情况，燃料堆积在燃料仓内中，无法进入炉膛，影响机组的安全稳定运行。分析原因为污泥水分较大，污泥颗粒间的粘合力也较大，同时，污泥与仓壁也存在较大的摩擦力和挤压力。当重度较大的污泥含量增多时，污泥在旋转摆臂之前被部分破碎不充分的轻渣搭接，随着时间的推移，摆臂承受上部的压力越来越大，直至旋转摆臂无法正常工作并遭到破坏。

3   给料系统改造方案

3.1堵料原因分析

    根据现场运行情况，给料系统对水分较低，重度较小的轻渣适应性较好，当锅炉负荷变动需对应调整热值较高的轻渣给料量时，料仓内部无堵料、搭桥现象的产生，反之，由于污泥不宜长时间堆存，如污泥脱水车间污泥量产生较大的正偏差需要锅炉需要时，炉前料仓旋转摆臂会反馈卡死的信号，如不及时减少污泥给料量，则会出现物料搭桥堵塞的问题。因此，考虑设置污泥的单独缓存及给料，并采用具有卸压功能的中心给料机对污泥给料系统进行改造。

3.2中心给料机结构及特点分析

中心给料机可对进入料仓内的物料按照“先进先出”的原则进行卸料[1]。中心给料机安装在污泥仓内部中下位置，卸料臂整体安装在污泥仓内部，利用变频电机不同的速度来控制卸料速度，通过特殊曲线的卸料臂与物料的剪切，使物料持续向中心运动并卸出，卸料臂与污泥仓内壁相切，防止物料在污泥仓内固结使物料持续向中心运动并卸出，防止物料在污泥仓内固结搭桥。

3.3改造方案

采用带卸压椎的中心给料机对入仓污泥进行卸压，污泥进入污泥仓先沉降在中心给料机的释压圆锥体下，卸压椎通过支撑臂支撑在污泥仓壁，支撑臂均布设置，能有效均布落料，底部设置螺旋形的刮刀臂，其旋转切入沉积仓底的污泥，平稳的将污泥从中心出料口带出。旋转刮刀臂会刮过取料平台并将物料移至中心，使得物料均匀沉积不固结，这样防止了物料堵塞及物料粘结仓壁，从而保证污泥的流畅下料。

卸料臂可以防止污泥在向中心出口移动的过程中发生挤压。在装有卸料机的污泥仓中，尽量采用直筒设计，减小污泥与筒壁摩擦系数[2]，从而可依靠污泥自身重力进行下料，下料后由仓底卸料壁进行持续卸料给料，解决污泥堵塞问题。采用变频调速装置使污泥的出料量可自由调节。

图2  污泥给料系统改造方案示意图

根据现有污泥产生量的波动范围及改造场地条件的要求综合考虑后，确定污泥仓上部直径为4m，仓底卸料臂安装处的直径为3m，污泥仓仓体高度为3m，卸压椎有一对支撑臂支撑在污泥仓壁，污泥仓内壁内撑304不锈钢。污泥给料系统改造方案如图2所示。

改造方案说明：

(1)卸压锥

卸压锥与中心给料机底盘保持一定距离，防止在非工作状态下污泥内的污泥直接流出中心出料口。

(2)曲线卸料臂

卸料臂是中心给料机完成给料过程的关键部位，其整体结构形式、耐磨性是最为关键的两点，本工程卸料臂采用材料为进口耐磨钢板，具有极强的耐磨性和韧性。

卸料臂的外缘与污泥仓内壁相切，避免污泥的长时间存在散装物料积累和不活动的区域。

(3)耐磨与加固

中心给料机底盘衬材质采用进口耐磨衬板，衬板厚度为5mm，仓体及底盘采用T型钢加强，能承受污泥落料所引起的附加冲击力。

(4)变频控制装置

中心给料机采用变频控制，为便于设备可靠性与DCS通讯、控制，中心给料机采用PLC控制，中心给料机可以就地、远方控制，中心给料机设有与下级污泥螺旋连锁。

4   改造效果

根据现场运行反馈，改造后，污泥给料量能适应0~350t/d的变化量，满足全厂最大污泥处理量的要求。

5   结论

在多燃料CFB锅炉炉前给料系统中设置单独的污泥缓存及给料装置，采用具有卸压功能的中心给料机对污泥进行卸料和给料能有效避免多燃料缓存仓出现的堵料、架桥现象，保证锅炉的连续稳定运行。

参考文献

1、邵文蓬,王克宏.大型循环流化床锅炉煤仓中心给料机改造研究[J]. 能源技术与管理,2013, 38(6)：131-132.

2、连荣清.中心给料机在小型CFB锅炉上 的应用[J]. 福建建材, 2019, 218(6)：100-101.

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