37t/h大型風(fēng)水冷渣器運(yùn)行問題分析及技改優(yōu)化

摘 要：通過分析某300MW循環(huán)流化床（CFB）鍋爐風(fēng)水冷渣器的應(yīng)用和在運(yùn)行過程中發(fā)生的問題以及處理方法，針對風(fēng)水冷渣器設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了研究和改造，提出了徹底解決的辦法，為以后采用風(fēng)水冷渣器的循環(huán)流化床鍋爐提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：300MW循環(huán)流化床鍋爐；風(fēng)水冷渣器；運(yùn)行問題；技改

引言

大型循環(huán)流化床鍋爐排渣口一般為側(cè)墻或后墻排渣。排渣方式大部分都配套為滾筒冷渣器進(jìn)行排渣，早起循環(huán)流化床機(jī)組也配套了風(fēng)水冷渣器，但由于煤的顆粒度控制不好和風(fēng)水冷渣器自身設(shè)計的問題導(dǎo)致風(fēng)水冷渣器不能長時間的安全穩(wěn)定運(yùn)行，一般表現(xiàn)為進(jìn)渣不好、室內(nèi)結(jié)焦、排不出渣、出渣口風(fēng)塵大等問題，最終不能長時間的運(yùn)行，給機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大困惑，光進(jìn)不出，耗費(fèi)了大量的人力物力，最終沒有實現(xiàn)了風(fēng)水冷渣器應(yīng)有的優(yōu)勢，也沒有實現(xiàn)了推廣和應(yīng)用，也導(dǎo)致了風(fēng)水冷渣器長時間沒有得到大家的認(rèn)可。近幾年大型循環(huán)流化床鍋爐的迅速發(fā)展，對排渣系統(tǒng)提出了更高的要求，冷渣器系統(tǒng)的優(yōu)劣直接關(guān)系到鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，一直也困擾大型化后鍋爐生產(chǎn)運(yùn)行的主要因素。文章針對風(fēng)水冷渣器運(yùn)行中出現(xiàn)了問題以及設(shè)備出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析和改進(jìn)。

1 簡介

山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，裝機(jī)容量為2×50MW+2×300MW循環(huán)流化床直接空冷機(jī)組。

鍋爐采取兩臺風(fēng)水冷渣器和兩臺滾筒冷渣器聯(lián)合排渣的技術(shù)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性，開拓了國內(nèi)兩種主流冷渣器在同一臺機(jī)組混搭使用的先河，充分利用風(fēng)水冷渣器排渣量大，冷卻效果好的特點(diǎn)，結(jié)合滾筒冷渣器調(diào)節(jié)靈活，調(diào)節(jié)精度相對較高且直接簡單的特點(diǎn)，從而實現(xiàn)了大型循環(huán)流化床鍋爐有效相對準(zhǔn)確的床壓調(diào)節(jié)，以及有限空間布置盡量少的設(shè)備，節(jié)能降耗、節(jié)約空間、節(jié)約投資，排渣保障性高，風(fēng)水冷渣器為主，滾筒冷渣器為輔，滾筒冷渣器日常靈活調(diào)節(jié)床壓。風(fēng)水冷渣器連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，優(yōu)勢互補(bǔ)，既能滿足燃用劣質(zhì)煤時的排渣壓力，又能滿足雙布風(fēng)板鍋爐運(yùn)行床壓的自動控制，避免翻床。在煤質(zhì)發(fā)生狀況的時候，表現(xiàn)尤為出色，體現(xiàn)出煤質(zhì)適應(yīng)性廣的特點(diǎn)，從而保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，豐富了我國冷渣器的運(yùn)行管理經(jīng)驗。

2 風(fēng)水冷渣器運(yùn)行時出現(xiàn)的問題：

風(fēng)水冷渣器在運(yùn)行中也暴露出許多問題，有設(shè)計的問題，也有操作不當(dāng)?shù)膯栴}，冷渣器常見的問題故障如下。

（1）風(fēng)水冷渣器發(fā)生故障時，由于外接回風(fēng)管至爐膛，發(fā)生反竄熱煙氣現(xiàn)象，需提高的爐膛負(fù)壓才能處理問題；（2）操作不當(dāng)如進(jìn)渣量突然增大、導(dǎo)致風(fēng)量變小時，容易結(jié)焦，清理起來比較困難；（3）回風(fēng)管與爐膛結(jié)合處運(yùn)行時間長，澆注料沖刷磨損嚴(yán)重，水冷壁管裸露磨損泄漏；（4）出渣口處粉塵大、出渣管磨損大、影響現(xiàn)場環(huán)境； （5）進(jìn)渣管燒紅，一旦進(jìn)渣就會造成進(jìn)渣管通紅，熱量損失，現(xiàn)場安全、環(huán)境受到影響；（6）進(jìn)渣量大的情況下，冷卻水量不足，導(dǎo)致出水溫度超溫，嚴(yán)重時，外部受熱面聯(lián)箱燒紅發(fā)生，嚴(yán)重影響安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 運(yùn)行出現(xiàn)的問題原因分析

（1）風(fēng)水冷渣器工作原理主要靠風(fēng)和水來進(jìn)行冷卻爐渣，風(fēng)來自一次冷風(fēng)，進(jìn)入風(fēng)水冷渣器后進(jìn)行流化和冷卻，換熱后的熱風(fēng)通過風(fēng)水冷渣器頂部回風(fēng)管接入爐膛，來消除熱風(fēng)去向同時補(bǔ)充爐膛用風(fēng)。機(jī)組運(yùn)行中一旦冷渣器停運(yùn)檢修，爐膛的熱量就通過回風(fēng)管返回到風(fēng)水冷渣器，因冷渣器內(nèi)部檢修，一次冷風(fēng)不進(jìn)入，無法密封回風(fēng)管返回的熱量，熱風(fēng)溫度很高，影響檢修。（2）操作不當(dāng)帶來的問題，如進(jìn)渣量突然增大、出現(xiàn)進(jìn)渣量大的問題，主要是爐膛出口處結(jié)焦或堵塞導(dǎo)致風(fēng)水冷渣器不進(jìn)渣，一旦疏通后，進(jìn)渣門開關(guān)也滯后，來不及及時切除，熱渣的流動性非常好，很快風(fēng)水冷渣器進(jìn)入的紅渣超量，對應(yīng)情況下的一次流化風(fēng)量就減小，流化不好，就容易結(jié)焦。清理起來比較困難；其次還有就是風(fēng)水冷渣器風(fēng)室的風(fēng)門開度，風(fēng)量等不匹配都會造成結(jié)焦。（3）回風(fēng)管與爐膛結(jié)合處，運(yùn)行時間長，澆注料沖刷磨損嚴(yán)重，分析為此處風(fēng)速快并伴有細(xì)顆粒的渣對其沖刷，造成澆注料磨損，一旦露出水冷壁管就會發(fā)生磨損泄漏，機(jī)組被迫停運(yùn)。其次就是回風(fēng)口的口徑和走向的變化，都會影響回風(fēng)的速度和角度。（4）出渣口處粉塵大、出渣管磨損大、影響現(xiàn)場環(huán)境，是風(fēng)水冷渣器運(yùn)行的一大通病，因風(fēng)和渣從出口排出，造成出渣的速度增大，渣和灰對排渣管的沖刷很快，無法節(jié)流，一旦出渣管磨損就造成現(xiàn)場環(huán)境污染嚴(yán)重。（5）進(jìn)渣管燒紅，進(jìn)渣就會造成進(jìn)渣管燒的通紅，尤其是與爐膛結(jié)合處，給安全帶來很大的隱患，同時熱量損失，現(xiàn)場環(huán)境受到影響。（6）進(jìn)渣量大的情況下，冷卻水量不足，導(dǎo)致出水溫度超溫，嚴(yán)重時，外部受熱面聯(lián)箱燒紅發(fā)生，影響安全穩(wěn)定運(yùn)行。分析為：低溫區(qū)水溫溫升很小，高溫區(qū)溫升較大，兩者偏差大，同樣進(jìn)入冷卻器的水量和水溫，不同區(qū)域的渣溫，對它們的換熱也不同，就造成高溫區(qū)域的水溫超溫，渣量突增嚴(yán)重時，高溫區(qū)域冷卻水汽化，受熱面得不到冷卻，受熱面聯(lián)箱燒紅現(xiàn)象發(fā)生，給冷渣器冷卻水管帶來隱患。

4 改進(jìn)措施

風(fēng)水冷渣器暴露出的問題，在技改過程中都對其進(jìn)行了處理。

（1）針對提爐膛負(fù)壓處理風(fēng)水冷渣器缺陷的問題，研究采用雙向氣動插板門安裝在回風(fēng)管上，在冷渣器檢修時，將其關(guān)閉，既不用提負(fù)壓又能保證回風(fēng)管不返熱煙氣，人員安全也得到了保證。（2）中溫室結(jié)焦后非常難清理，由于人無法進(jìn)入，在現(xiàn)有的孔洞基礎(chǔ)上稍作調(diào)整，增大了一圈，方便了人進(jìn)出，可以自由的進(jìn)出清理焦塊；在進(jìn)渣門上也做了技改，由原來單側(cè)氣動控制三根插棍，手動控制四根插棍，改造為對側(cè)各氣動控制三根插棍，手動控制一根插棍，在發(fā)生進(jìn)渣量大的情況下，氣動插棍能及時的將其切除進(jìn)渣，避免了手動去操作耽誤時間。（3）在回風(fēng)管與爐膛結(jié)合處澆注料上做了一圈凸臺，類似于防磨梁，大大減輕了飛灰對此區(qū)域澆注料的磨損；同時對口徑及角度也進(jìn)行了修正，避免了磨損泄漏。（4）現(xiàn)將出渣口處加裝新型排渣緩沖裝置，緩沖倉維持一定的料封，根據(jù)風(fēng)水冷渣器內(nèi)的床壓控制出渣量，邊進(jìn)邊出，始終緩沖倉內(nèi)存有一定量的爐渣，減少了粉塵的排放和下渣管的磨損，同時將負(fù)壓吸塵管切除，減少了引風(fēng)機(jī)的出力，現(xiàn)場環(huán)境大大改善。（5）將進(jìn)渣管改造為膜式水冷套下渣管，利用膜式壁結(jié)構(gòu)將冷卻水引入，同時管內(nèi)敷設(shè)澆注料，避免紅渣和水冷管道接觸，減少熱應(yīng)力和磨損，其次在結(jié)構(gòu)上改進(jìn)預(yù)留了水平捅渣口和垂直捅渣口，方便事故情況下疏通工作。在與爐膛結(jié)合處采用澆注料澆筑的方式，通過改造現(xiàn)進(jìn)渣管不在通紅。（6）冷卻水不足的情況；現(xiàn)將低溫區(qū)進(jìn)水管上加裝一道手動調(diào)整門，來控制進(jìn)入低溫冷卻器水量，因低溫冷卻器換熱量少，需水量也少，根據(jù)出水溫度加以控制，而多余的水量就進(jìn)入高溫冷卻器內(nèi)，更好地進(jìn)行換熱冷卻，最后兩者水溫度混合溫差較小，減少熱應(yīng)力。避免了冷卻水不足的問題。

5 結(jié)束語

（1）通過技術(shù)改造后，風(fēng)水冷渣器檢修時，不再提爐膛負(fù)壓處理缺陷，減少了引風(fēng)機(jī)的出力，提高了鍋爐效率。（2）利用膜式水冷壁下渣管，解決了下渣管燒紅的問題，熱量回收，環(huán)境改善，安全性提高。（3）新型排渣緩沖裝置，解決了排渣管、給料機(jī)磨損的問題，起到了節(jié)能降耗的作用。每年節(jié)約費(fèi)用約30萬左右。（4）經(jīng)過一系列的改造和運(yùn)行的優(yōu)化，分析了原設(shè)計方面的不足，提出解決風(fēng)水冷渣器技術(shù)的方法，計算了風(fēng)水冷渣器的流化風(fēng)量、料層差壓以及各風(fēng)室風(fēng)門的開度，使冷渣器運(yùn)行水平大幅提升。也使得我國大型風(fēng)水冷渣器能得到大力推廣和應(yīng)用。對于今后采用大型風(fēng)水冷渣器的機(jī)組提供了借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)

[1]劉升，李廣平，張宏彪.風(fēng)水聯(lián)合式冷渣器在工程實踐中的應(yīng)用[J].中國電力，2003，36（4）：71-73.

[2]郭濤.300MWCFB鍋爐配套流化床式冷渣器的開發(fā)與應(yīng)用[R].西安熱工研究院有限公司，2009.

作者簡介：劉建國（1980-），男，職稱：助理工程師，工作單位：山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司，鍋爐運(yùn)行專工。