鍋爐撈渣機(jī)上水封新型“倒L”擋灰板應(yīng)用與示范

李賀

摘 要 隨著火力發(fā)電企業(yè)經(jīng)營環(huán)境競爭越發(fā)激烈，為提高企業(yè)競爭力，鍋爐開始大量摻燒劣質(zhì)煤種，隨之導(dǎo)致的撈渣機(jī)冷灰斗上水封堵渣、外壁超溫情況日趨頻發(fā)，大大增加了機(jī)組檢修期間的工作量及費(fèi)用?？砷T公司4臺(tái)600MW機(jī)組在撈渣機(jī)冷灰斗整治上采取了一系列創(chuàng)新措施，其中針對(duì)撈渣機(jī)冷灰斗上水封堵渣及外壁超溫情況，自主創(chuàng)新，采取了行之有效的新型擋灰板，有效保證了撈渣機(jī)冷灰斗運(yùn)行的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞 冷灰斗;擋灰板;上水封;鍋爐

1實(shí)施背景

目前由于煤種摻燒，導(dǎo)致火焰中心下移，冷灰斗區(qū)域溫度升高，在每次機(jī)組檢修過程中都會(huì)發(fā)現(xiàn)擋灰板被燒損、脫落的情況，同時(shí)因擋灰板燒損，導(dǎo)致灰渣進(jìn)入上水封槽，堵塞堰流齒，除灰水無法正常溢流，從而導(dǎo)致冷灰斗內(nèi)部澆注料因缺少冷卻超溫破損。機(jī)組運(yùn)行期間冷灰斗外壁溫度可達(dá)110℃，冷灰斗外壁鋼板長期超溫運(yùn)行，漏水情況頻發(fā)，且存在碳化塌落隱患。在每次機(jī)組檢修過程中都需要花費(fèi)大量的人力及費(fèi)用對(duì)擋灰板進(jìn)行更換，上水封槽內(nèi)部進(jìn)行清理，以及對(duì)撈渣機(jī)冷灰斗內(nèi)部澆注料進(jìn)行修復(fù)[1]。

2設(shè)備概況

可門發(fā)電公司4臺(tái)600MW超臨界機(jī)組鍋爐為上海鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的SG-1913/25.4-M958（二期型號(hào)為M971）超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，采用單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、為平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐、露天布置燃煤鍋爐。爐底密封采用的是水封形式。上水封內(nèi)的除灰水通過堰流齒均勻溢出，冷卻冷灰斗內(nèi)部的澆注料，同時(shí)在上水封堰流齒外部設(shè)置有擋灰板懸掛在冷灰斗下集箱出口水平段水冷壁下方，以防止灰渣進(jìn)入上水封槽，堵塞上水封[2]。

3技術(shù)分析及對(duì)策

3.1 技術(shù)分析

（1）因劣質(zhì)煤摻燒，導(dǎo)致火焰中心下移，撈渣機(jī)冷灰斗區(qū)域溫度急劇升高，原設(shè)計(jì)擋灰板材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，其耐溫性能僅能達(dá)到750℃，而因火焰下移撈渣機(jī)冷灰斗內(nèi)部火焰溫度可以達(dá)到上千攝氏度。導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行過程中擋灰板被燒損。

（2）原設(shè)計(jì)擋灰板結(jié)構(gòu)及安裝形式存在隱患。原設(shè)計(jì)擋灰板為直板式結(jié)構(gòu)，直接懸掛在冷灰斗水冷壁下集箱出口水平段受熱面下方，隨爐膛共同膨脹收縮，但其安裝距離較堰流齒外部澆注料較大，且與水冷壁下集箱出口水平段受熱面存在較大間隙，灰渣十分容易進(jìn)入上水封槽內(nèi)部堵塞水封槽。且直板式結(jié)構(gòu)，為保證其強(qiáng)度及擋灰效果，尺寸設(shè)計(jì)過大，導(dǎo)致單塊質(zhì)量大，存在水平段受熱面被拉彎情況。

3.2 改進(jìn)對(duì)策

鑒于以上兩點(diǎn)主要原因，新型擋灰板進(jìn)行了以下創(chuàng)新改進(jìn)：

（1）材質(zhì)采用了鈦鈷復(fù)合合金（TiC-9ALC-5USBN），使擋灰板的耐溫性能提高至1250℃。

（2）優(yōu)化了擋灰板的結(jié)構(gòu)，由原設(shè)計(jì)的直板式，改為L型擋灰板。

（3）改變了安裝位置。因L型結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使得擋灰板的安裝位置可向冷灰斗水冷壁下集箱位移400mm，在水冷壁下集箱出口彎頭的保護(hù)下，可避免擋灰板直接受到火焰的輻射。

（4）提高了擋灰板的強(qiáng)度，同時(shí)又降低了擋灰板的單體質(zhì)量及整體質(zhì)量。在擋灰板L型內(nèi)部設(shè)計(jì)支撐筋板，使得可以用更薄的尺寸、更少的材質(zhì)達(dá)到更高的強(qiáng)度。單體質(zhì)量由原51.25公斤下降至26.7公斤，安裝更加便捷，也使得整體費(fèi)用得到降低。

（5）安裝位置優(yōu)化后，新型擋灰板在機(jī)組啟動(dòng)后隨水冷壁一同膨脹，擋灰板下端與堰流齒外部澆注料貼合更加緊密，避免了灰渣進(jìn)入上水封槽內(nèi)部[3]。

4關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)形式創(chuàng)新：采用L型加加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)不僅提高了擋灰板的強(qiáng)度，同時(shí)減小了擋灰板的尺寸，減少了擋灰板的質(zhì)量，減輕了冷灰斗水冷壁下集箱出口水平段受熱面的載荷。

（2）安裝位置創(chuàng)新：因L型的設(shè)計(jì)，使安裝位置得到優(yōu)化，擋灰板的安裝位置可向冷灰斗水冷壁下集箱位移400mm，在水冷壁下集箱出口彎頭的保護(hù)下，可避免擋灰板直接受到火焰的輻射。同時(shí)使機(jī)組熱態(tài)運(yùn)行后擋灰板下端與堰流齒外部澆注料貼合更加緊密，避免了灰渣進(jìn)入上水封槽內(nèi)部。

（3）材質(zhì)工藝創(chuàng)新：采用新型鈦鈷復(fù)合合金（TiC-9ALC-5USBN），使擋灰板的耐溫性能提高至1250℃，同時(shí)對(duì)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，采用硅溶膠精密鑄造，噴砂后進(jìn)行油淬火及固溶處理工藝，保證其組織密度及焊接性能，禁止一切打磨焊接。

5實(shí)施效果

目前已在#1、#4機(jī)組檢修過程中實(shí)施，將原擋灰板更換為新型擋灰板。在#1機(jī)組運(yùn)行一個(gè)小修周期后進(jìn)入內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)擋灰板外觀完好，無燒損、變形等情況，冷灰斗水冷壁下集箱出口水平段受熱面完好，撈渣機(jī)上水封槽內(nèi)無積渣、堵渣情況，堰流齒溢流正常，撈渣機(jī)冷灰斗內(nèi)部澆注料完好。

6項(xiàng)目主要成果

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

每個(gè)小修周期（按1年算）需要對(duì)撈渣機(jī)上水封擋灰板進(jìn)行整體更換，同時(shí)需要對(duì)撈渣機(jī)上水封槽內(nèi)部積渣進(jìn)行清理，以及撈渣機(jī)冷灰斗內(nèi)部破損的澆注料進(jìn)行修復(fù)，單臺(tái)機(jī)組每個(gè)小修周期可節(jié)約擋灰板采購費(fèi)用36.66萬元，澆注料修復(fù)費(fèi)用20萬元，擋灰板更換及上水封槽積渣人工費(fèi)用15萬元，共計(jì)71.66萬元。

6.2 安全效益

可門公司鍋爐冷灰斗超溫情況得到有效解決，避免了因冷灰斗超溫存在的漏水、坍塌隱患，以及避免擋灰板掉落造成撈渣機(jī)故障停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，每次底渣系統(tǒng)檢修工期可縮短6d，改善了機(jī)組檢修期間的安全管控形勢。

7推廣應(yīng)用

鍋爐撈渣機(jī)上水封新型擋灰板能有效防止自身被高溫火焰燒損，同時(shí)能有效防止灰渣進(jìn)入上水封槽內(nèi)部，該結(jié)構(gòu)形式新穎，單體尺寸小、質(zhì)量輕，便于安裝使用，在采用水封形式的鍋爐密封結(jié)構(gòu)中，只需改變其兩邊長度，以適應(yīng)不同的安裝位置及膨脹預(yù)留長度即可?？蛇m用于國內(nèi)同類型機(jī)組使用，值得推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳忠良.鍋爐冷灰斗堵焦原因分析及防范措施[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)，2016（14）：51-52.

[2] 龔亞軍，任恒昌，楊文博.燃煤鍋爐冷灰斗結(jié)構(gòu)問題分析與改造[J].設(shè)備管理與維修，2013（10）：41-43.

[3] 周昊，孫平，岑可法，等.燃燒器下擺時(shí)冷灰斗內(nèi)結(jié)渣的試驗(yàn)和數(shù)值模擬[J]中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2002（5）：139-141，147.