華能蘇州熱電廠CFB鍋爐風水冷滾筒冷渣機運行故障及處理方法

林小沖

【摘 要】為了滿足日益提高的環保要求，大容量的CFB鍋爐越來越多地投入運行，困擾CFB鍋爐正常運行的受熱面磨損、鍋爐排渣困難等問題日益凸現出來。本文對華能蘇州熱電廠CFB鍋爐風水冷式滾筒冷渣機在日常運行中出現的一些故障缺陷進行調查分析，就導致故障的原因提出可行的處理措施，并在實際生產中予以驗證。

【關鍵詞】CFB 滾筒冷渣機 排渣 故障

1 引言

華能蘇州熱電廠共有三臺240T/H高溫高壓、單汽包橫置式、單爐膛、自然循環、全鋼架π型布置循環流化床鍋爐，由上海鍋爐廠制造，型號為SG-240/9.81-M257。每臺鍋爐安裝2臺風水冷式滾筒冷渣機，以水冷卻方式為主，輔助自然風冷卻。冷渣機由底座、進料裝置、驅動裝置、滾筒、出料裝置、冷卻水管道、進出風管等組成。主體滾筒為筒內部固定螺旋葉片的雙層密封套筒，冷卻水在密封間均勻流動，冷卻風從套筒內通過。

2 冷渣機出現的故障缺陷及改進措施

2.1 冷卻水泄漏的原因分析及處理方法

冷渣機冷卻水泄漏一般都發生在進渣段內筒螺旋葉片焊接處，起初認為是焊接質量問題或者運行操作不當。查詢各部材質，其中冷渣機內筒為16Mn鋼，厚度12mm，外筒為Q235鋼，厚度10mm，高溫區螺旋葉片為ZG30Cr26Ni10Si2Mn3Re材質，厚度16mm，低溫區螺旋葉片為16Mn鋼，厚度12mm，焊接使用J507焊條，焊角高度12，均符合要求。冷渣機啟動前冷卻水投入良好，啟動排渣時轉速很低，沒有瞬時大量熱渣排放，各項操作均按照規程執行。從上述來看，焊接質量和運行操作都不是導致泄漏的原因。檢查進渣段內筒與螺旋葉片的焊口周圍，打磨后發現內筒筒壁上存在長短不一、深淺各異的細小裂紋，內筒材質與高溫區螺旋葉片材質不同，接觸到近1000℃的灰渣時時，膨脹量上的差異產生較大的熱應力集中在焊縫上，致內筒筒壁產生裂紋，為冷卻水泄漏的根本原因。為此需要減少或消除所受的熱應力。采取截短螺旋葉片并在合金材質的螺旋葉片和內筒筒壁之間加入過渡層的處理方案，過渡層為16Mn、寬60mm、厚8mm的扁鋼，螺旋葉片的熱應力轉移在扁鋼上，對內筒本體的影響很小。經過以上改進，冷卻水頻繁泄漏的故障基本得到消除。

2.2 進渣管堵塞問題的原因分析和改進處理

根據以往的檢修經驗和實際運行過程中的調查，確認堵渣的主要原因為進渣管與內筒壁間隙過小，灰渣中大顆粒無法通過，造成堵塞。為此，從兩方面入手進行改進處理：一是入爐煤粒度應嚴格按照規程控制，避免大塊的矸石進入爐膛；二是增大進渣管與內壁間隙，實際排渣量不超設計要求，需要注意的是，增大間隙帶來的不利因素是高轉速時渣量增大，如盲目增大轉速，發生流渣的幾率增大。

2.3 流渣問題的原因分析和處理方法

冷渣機流渣會造成燃料有效熱量的損失，損壞冷渣機本身以及下游的鏈斗輸送機和斗提機，造成排渣系統故障。大量的爐內高溫熱渣在短時間內進入冷渣器，會使爐內的物料和熱量減少，破壞爐內燃燒環境，如果不能及時停止，可能導致鍋爐降負荷運行甚至停爐，同時流渣也會污染廠房環境，高溫檢修作業時可能對人身和設備安全構成威脅。

（1）冷渣機流渣問題的原因分析；滾筒冷渣機本身的結構決定了它不轉時不排渣和排渣量與轉速成正比的運轉規律。爐內熱渣在重力作用下經進渣管進入冷渣機，在進渣管底部堆積，形成一個錐體，如圖1所示。

冷渣機在轉動時，將錐體下部灰渣帶走，導致錐體被破壞，物料堆積高度下降，打破了壓力平衡，進渣管內物料進入冷渣機，堆積成新的錐體維持壓力平衡。該模式的維持與下渣流動性、下渣速度、排渣速度和錐體容積密切相關。如果進渣管內不能形成連續渣流，爐膛床面進入進渣管的風和熱渣便會形成氣力輸送；如果進渣管流動過于流暢，下渣速度快，細渣流動快，粗渣流動慢，中部就會形成斷流，灰渣堆積錐體無法形成；如果錐體容積過大，冷渣機轉動時帶走的渣量無法得到補充，錐體破壞后無法再次形成就會導致渣封失效，無異于事故直排放渣。

（2）冷渣機流渣的處理應對；結構方面，由于進渣管斜度大，灰渣下落速度依靠堆積錐體緩沖，在進渣管底部增加拐角，如圖2所示，改變落渣的速度方向，減緩下滑速度。同時適當調整進渣管與內筒間隙在合理范圍內（50mm-100mm），調整過間隙后試運中全面觀察冷渣機轉速上升時的進渣情況，算出最大出渣量的允許轉速，便于運行調整。

3 結語

通過對風水冷滾筒冷渣機運行故障分析和技術改進，并經過實際運行檢驗，改進效果較明顯，冷渣機的故障率大幅下降，保證了設備安全穩定運行，切實改善爐零米衛生狀況，為以后冷渣機的檢修、運行和設計提供可行的參考依據。

參考文獻：

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[2] 王強，于泳.風水聯合冷卻式流化床冷渣機的異常分析[J].節能，2010（7）：76-77.