37t/h大型風水冷渣器運行問題分析及技改優化

摘 要：通過分析某300MW循環流化床（CFB）鍋爐風水冷渣器的應用和在運行過程中發生的問題以及處理方法，針對風水冷渣器設備經常出現的問題進行了研究和改造，提出了徹底解決的辦法，為以后采用風水冷渣器的循環流化床鍋爐提供依據。

關鍵詞：300MW循環流化床鍋爐；風水冷渣器；運行問題；技改

引言

大型循環流化床鍋爐排渣口一般為側墻或后墻排渣。排渣方式大部分都配套為滾筒冷渣器進行排渣，早起循環流化床機組也配套了風水冷渣器，但由于煤的顆粒度控制不好和風水冷渣器自身設計的問題導致風水冷渣器不能長時間的安全穩定運行，一般表現為進渣不好、室內結焦、排不出渣、出渣口風塵大等問題，最終不能長時間的運行，給機組安全穩定運行帶來很大困惑，光進不出，耗費了大量的人力物力，最終沒有實現了風水冷渣器應有的優勢，也沒有實現了推廣和應用，也導致了風水冷渣器長時間沒有得到大家的認可。近幾年大型循環流化床鍋爐的迅速發展，對排渣系統提出了更高的要求，冷渣器系統的優劣直接關系到鍋爐運行的穩定性，一直也困擾大型化后鍋爐生產運行的主要因素。文章針對風水冷渣器運行中出現了問題以及設備出現的故障進行了分析和改進。

1 簡介

山西平朔煤矸石發電有限責任公司，裝機容量為2×50MW+2×300MW循環流化床直接空冷機組。

鍋爐采取兩臺風水冷渣器和兩臺滾筒冷渣器聯合排渣的技術提高了系統的穩定性和靈活性，開拓了國內兩種主流冷渣器在同一臺機組混搭使用的先河，充分利用風水冷渣器排渣量大，冷卻效果好的特點，結合滾筒冷渣器調節靈活，調節精度相對較高且直接簡單的特點，從而實現了大型循環流化床鍋爐有效相對準確的床壓調節，以及有限空間布置盡量少的設備，節能降耗、節約空間、節約投資，排渣保障性高，風水冷渣器為主，滾筒冷渣器為輔，滾筒冷渣器日常靈活調節床壓。風水冷渣器連續穩定運行，優勢互補，既能滿足燃用劣質煤時的排渣壓力，又能滿足雙布風板鍋爐運行床壓的自動控制，避免翻床。在煤質發生狀況的時候，表現尤為出色，體現出煤質適應性廣的特點，從而保證了機組的安全穩定運行，豐富了我國冷渣器的運行管理經驗。

2 風水冷渣器運行時出現的問題：

風水冷渣器在運行中也暴露出許多問題，有設計的問題，也有操作不當的問題，冷渣器常見的問題故障如下。

（1）風水冷渣器發生故障時，由于外接回風管至爐膛，發生反竄熱煙氣現象，需提高的爐膛負壓才能處理問題；（2）操作不當如進渣量突然增大、導致風量變小時，容易結焦，清理起來比較困難；（3）回風管與爐膛結合處運行時間長，澆注料沖刷磨損嚴重，水冷壁管裸露磨損泄漏；（4）出渣口處粉塵大、出渣管磨損大、影響現場環境； （5）進渣管燒紅，一旦進渣就會造成進渣管通紅，熱量損失，現場安全、環境受到影響；（6）進渣量大的情況下，冷卻水量不足，導致出水溫度超溫，嚴重時，外部受熱面聯箱燒紅發生，嚴重影響安全穩定運行。

3 運行出現的問題原因分析

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

4 改進措施

風水冷渣器暴露出的問題，在技改過程中都對其進行了處理。

（1）針對提爐膛負壓處理風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管上，在冷渣器檢修時，將其關閉，既不用提負壓又能保證回風管不返熱煙氣，人員安全也得到了保證。（2）中溫室結焦后非常難清理，由于人無法進入，在現有的孔洞基礎上稍作調整，增大了一圈，方便了人進出，可以自由的進出清理焦塊；在進渣門上也做了技改，由原來單側氣動控制三根插棍，手動控制四根插棍，改造為對側各氣動控制三根插棍，手動控制一根插棍，在發生進渣量大的情況下，氣動插棍能及時的將其切除進渣，避免了手動去操作耽誤時間。（3）在回風管與爐膛結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域澆注料的磨損；同時對口徑及角度也進行了修正，避免了磨損泄漏。（4）現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，根據風水冷渣器內的床壓控制出渣量，邊進邊出，始終緩沖倉內存有一定量的爐渣，減少了粉塵的排放和下渣管的磨損，同時將負壓吸塵管切除，減少了引風機的出力，現場環境大大改善。（5）將進渣管改造為膜式水冷套下渣管，利用膜式壁結構將冷卻水引入，同時管內敷設澆注料，避免紅渣和水冷管道接觸，減少熱應力和磨損，其次在結構上改進預留了水平捅渣口和垂直捅渣口，方便事故情況下疏通工作。在與爐膛結合處采用澆注料澆筑的方式，通過改造現進渣管不在通紅。（6）冷卻水不足的情況；現將低溫區進水管上加裝一道手動調整門，來控制進入低溫冷卻器水量，因低溫冷卻器換熱量少，需水量也少，根據出水溫度加以控制，而多余的水量就進入高溫冷卻器內，更好地進行換熱冷卻，最后兩者水溫度混合溫差較小，減少熱應力。避免了冷卻水不足的問題。

5 結束語

（1）通過技術改造后，風水冷渣器檢修時，不再提爐膛負壓處理缺陷，減少了引風機的出力，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、給料機磨損的問題，起到了節能降耗的作用。每年節約費用約30萬左右。（4）經過一系列的改造和運行的優化，分析了原設計方面的不足，提出解決風水冷渣器技術的方法，計算了風水冷渣器的流化風量、料層差壓以及各風室風門的開度，使冷渣器運行水平大幅提升。也使得我國大型風水冷渣器能得到大力推廣和應用。對于今后采用大型風水冷渣器的機組提供了借鑒和參考。

參考文獻

[1]劉升，李廣平，張宏彪.風水聯合式冷渣器在工程實踐中的應用[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與應用[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：山西平朔煤矸石發電有限責任公司，鍋爐運行專工。