300ＭＷ機組鍋爐冷渣器結焦問題及優化改造分析

黎新建

摘? ?要：近年來，300MWCFB機組在我國得到了快速發展。由于國內并未形成統一的設計和運行技術規范，缺少該類型機組的運行經驗。我國電力行業自20世紀80年代以來飛速發展，對推動社會經濟發展提供了有力保障。以煤炭為動力來源的火力發電仍占據我國電力供應的主導。本文針對筆者所在電廠300MW機組在運行中出現的鍋爐冷渣器結焦問題，采用適當的運行措施調整和及時改進檢修的措施降低了系統的故障率。

關鍵詞：300MW機組? 鍋爐冷渣器? 結焦問題? 優化改造

中圖分類號：K229? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）05（b）-0096-02

本文在研究中，重點分析電廠300MW機組運行中的鍋爐冷渣器結焦問題，分析其優化改造設計方法。

1? 300MWCFB機組設備概況

電廠共建有2臺機組，鍋爐型號為HGl025/17.4—L.MN36，設備為全鋼構架，露天布置，整體布置為單爐膛，雙風布板;鍋爐為亞臨界參數設計，單鍋筒，采用的為自然循環;平衡通風，一次中間再熱。

各臺鍋爐上均會設置有其4臺FAC-3-30/150風水聯合冷卻式冷渣器，所處位置是在爐膛下部，其中排渣控制設備選擇的是旋轉閥。另外，在鍋爐上配置有兩套斗式提升機以及埋刮板輸送機，將其作為是鍋爐的底渣輸送設備。冷渣器的主要設計值分別為：風帽238，冷卻渣量為30000kg·h-1，入口渣溫920℃，出口渣溫<150℃，冷卻水量100000kg·h-1，水系阻力<0.12MPa。單臺冷渣器的結構見圖1。

2? 冷渣器結焦的發生原因

2.1 故障表現

機組調試中，鍋爐發生排渣系統故障，冷渣器運行不穩定，出現了內部結焦、進排渣不暢等問題。投產使用后，冷渣器經常性發生回路故障，表現為：排渣門處發生焦塊卡澀，引發排渣門扭動存在一定難度;進閘控制閥上端焦塊比較多，影響進渣順暢性;冷渣器進渣門集散控制系統計算機中的輸入指令和反饋值存在明顯不一致;也會發生從爐膛向冷渣器內漏渣問題[1]。

2.2 原因分析

固態排渣煤粉爐中，火焰中心溫度可達1400°C，煤粉燃燒溫度較高，熔融灰渣顆粒離開火焰表面遇到水冷壁，通過冷卻附著在管壁表面上的現象為結焦。燃燒器、過熱器都可能發生結焦，煙氣溫度與灰顆粒溫度隨煙氣流動不斷降溫，如在達到受熱面前冷卻固體，煙氣仍能帶走部分灰渣?；以邕_到爐膛受熱面處于熔化狀態，將粘附在接觸表面形成結渣?；鹧尜N近爐墻時煙氣中的灰呈熔化狀態，火焰直接沖刷受熱面導致受熱面結焦。鍋爐受熱面結焦將減少熱交換，水冷壁受熱面內工質吸熱過程減少，導致排煙損失增大。水冷壁面結焦必須爐內增加燃料量以保持負荷與蒸發量相同，提高了風機負載，風煙系統易被堵塞，限制鍋爐的出力。排煙溫度導致爐膛出口溫度增加，可能造成結焦。如上部爐膛結焦掉落可能會損壞水冷壁管。鍋爐在局部結焦不及時清理，焦塊達到一定厚度時，爐膛內溫度場發生變化，焦塊易破壞鍋爐的爐內空氣動力場使燃燒惡化。

在我公司故障分析中，設備廠家技術人員針對冷渣器運行情況實施指導分析：將桶渣口門加裝在排渣控制閥上，方便將產生的結焦及時清理干凈;對冷渣器內部情況進行巡回檢查，及時清理運行中出現的焦塊;校對分析冷渣器進、排渣閥控制執行機構，保障反饋值和集散控制系統指令盡可能接近。在對冷渣器料層差壓及運行風量等相關參數實施調整，以能夠在不同參數下的冷渣器結焦情況實施檢查分析。爐膛向冷渣器內漏渣主要是由設備存在的缺陷引發的冷渣器手動桿未完全關閉。

3? 運行調整和設施優化改造

3.1 運行措施調整

（1）在運行狀態時，應合理調整冷渣器的進/排渣門，并對進出渣量實施有效控制，保障能夠實現連續進出渣，冷渣器風量控制應該為18000～20000m3/h，并根據進渣量的大小，適當調整風量。當料層的差壓超過7kPa時，應適當提高風量，加速流化。

（2）正常運行時，應將冷渣器內的料層差壓控制約為在4kPa，同時保障在7kPa以內。料層差壓如果在6kPa以上，即需要調至最大排渣門加大排渣量，在此處理下如果料層差壓下降不明顯，可以首先將進渣門關閉，在料層差壓在4kPa以下的時候，再次開啟進渣門。

（3）通常情況下，可以保持保持1～2根進渣閥手動插桿全開。在不進渣狀態下，在開啟另外兩根，進渣情況正常后即可以將恢復到原狀態。氣動進渣閥調整過程中的參考依據包括有高低溫床溫度、出口水文等，其中出水溫度要確保小于90℃，高溫床溫度要確保小于750℃，超過這個限度應立即關閉進渣閥[2]。

（4）排渣控制閥開度控制應該是在20%～35%范圍內，在此時冷渣器中的焦塊清理不夠徹底，因此需要結合巡回檢查情況，將排渣控制閥適當的開大，其中開度控制在50%以內，待焦塊清除干凈后，盡快恢復排渣控制閥的開度至調整前的狀態。

（5）重新從高溫段到低溫段調整冷渣器風室的就地手動小風門開度，并修改運行規程;如果相鄰倉室間床壓偏差在5kPa以上，即需要迅速關閉或開啟手動小風門，將相應位置調整2～3次。等到床位恢復正常，再調整風門開度至之前的狀態。

（6）當冷渣器進渣控制閥和排渣控制閥輸入指令和反饋值偏差比較大的時候，即可以對儀表實施調整校對。

3.2 優化改造

（1）再次校對安裝進渣控制閥以及氣動執行機構，同時加上密封面，對執行結構進行仔細檢查并校正集散控制系統的就地反饋信號。

（2）全面徹底的清理冷渣器內部，包括水冷管束上方的焦塊，解體檢查水冷套體并并作出相關的技術處理。

（3）修補冷渣器中的澆注料脫落部位，在修補過程中注意采用防止澆注料再次脫落技術。

（4）鍋爐的排渣口處加裝自上而下的桶渣裝置。

3.3 改造后的效果

進行優化改造后，機組沒有再次發生故障，主要是冷渣器結焦故障被迫停運。同時提升了機組利用小時數以及負荷率，最終大概是額定負荷率的90%。排渣熱損失大大下降，從原來的1%降至0.4%，因為受到多種因素的共同影響，提升了鍋爐的熱效率，和所設計的參數值比較接近。降低了電煤耗，減少了非計劃停運次數。

4? 結語

鍋爐排渣系統不穩定是300MWCBF機組常見的故障之一，可以采用適當的運行措施調整和及時檢修降低系統的故障率，這種優化方式提高了鍋爐的熱效率，節省了電煤耗，減少了非計劃停運次數，提高了機組的運行可靠性和經濟性。

參考文獻

[1] 管德清，莫江春，呂黎明，等.300MW機組鍋爐啟動過程的優化研究[J].動力工程，2005，25（5）：609-613.

[2] 呂大慶. 300 MW機組撈渣機故障分析及對策[J].華電技術， 2010，32（6）：50-54.

[3] 牟福祥，梁春利，任元太. 300MW鍋爐火檢故障原因分析及治理[J]. 工業控制計算機， 2011，24（4）：112-114.