鍋爐爐排風倉細灰排放問題分析及改進方案

賈東生

(浙大寧波理工學院,浙江 寧波 315100)

0 前言

阜康冶煉廠隸屬于新疆新鑫礦業股份有限公司，是以喀拉通克銅鎳礦及和鑫礦業等為資源依托，集銅、鎳、鈷及新型材料于一體的新疆有色金屬冶煉生產基地，發展至今，主要產品電解鎳規模達到1.3萬t，電解銅規模達5 000 t，電鈷規模達100 t。

冶煉廠建廠初期，設計安裝了兩臺CG-35/39-MI 型電站鍋爐，用于廠區冶煉工藝的生產供汽、生活用汽及廠區冬季采暖等。自開車調試以來，鍋爐本體設備及鍋爐輔機設備陸續發生了一些設備故障，經過相關專業人員的精心調試，鍋爐設備在低負荷運行期間的運行基本正常，但當鍋爐負荷大于85%運行時，爐排下部風倉細灰排放系統經常出現故障，導致鍋爐不能正常供汽。本文通過分析鍋爐爐排下部風倉細灰排放系統存在的問題及原因，針對性地提出整改措施，解決了鍋爐熱態時風倉排灰門操作機構出現故障的問題，使鍋爐保持穩定運行。

1 鍋爐爐排下部風倉細灰排放系統問題分析

1.1 存在問題

在鍋爐運行過程中[1-2]，爐排下部風倉細灰排放系統存在如下問題：

1)爐排煤層分片燃燒不充分且不均勻；2)爐排下部風倉積灰嚴重，防礙鍋爐正常送風；3)鍋爐爐排燃燒面出現異常的扭曲拱起，不能正常運轉；4)爐排下部風倉排灰門不能正常關閉，導致鍋爐送風時爐體局部漏風嚴重，鍋爐周邊的工作區域煙塵較大。

以上問題嚴重影響了鍋爐設備的正常運行，導致鍋爐供汽不足，時常有停爐的危險。

1.2 問題分析

兩臺CG-35/39-MI 型電站鍋爐采用的是鏈條爐排，爐排的形式為鱗片式爐排，送風形式為分段式左右兩側對稱送風，原設計爐排下部風倉的細灰排放通過手動完成(正常情況下，每班每臺鍋爐排灰門操作機構排灰1～2 次)。鍋爐投運初期，由于鍋爐燃煤煤質的水分含量＜8%，且燃煤顆粒度超出了鍋爐的設計值(6 mm 的細煤量＞50%)，導致爐排細灰漏量明顯加大[3-4]，細灰中時常夾雜一定比例未燒透的暗紅色細煤顆粒，若不及時排放，在風倉內極易造成二次燃燒，導致細灰達橋結渣，致使排灰門手動排灰無效，爐排風倉不能正常送風影響鍋爐燃燒；鍋爐尾部的從動軸不能通風冷卻，導致鍋爐從動軸與軸套受熱被卡住，不能自由轉動，長時間的高溫加熱，使從動軸擾度加大，出現明顯的彎曲現象，從而導致爐排異常，鍋爐設備無法正常供汽。

2 整改措施及效果

2.1 初步措施

針對上述問題，通過研究鍋爐風倉細灰的漏灰量及細灰燒結搭橋的規律，制定了以下整改措施：

1)分時段檢查鍋爐爐排的運行狀況，及時更換補齊缺損的鱗片式爐排，充分保證鱗片式爐排平整均勻地運行。

2)嚴格把控燃煤的質量，包括燃煤熱值、顆粒度及水分含量，保證燃煤達到鍋爐原設計的要求。

3)仔細查找爐體漏風點位，選用有彈性且熱脹冷縮相對較小的耐高溫混合材料，對漏風部位實施嚴密的封堵。

4)完善鍋爐現有的操作規程，將每班每臺鍋爐每個排灰門開啟、關閉的次數調整為15 次/h。

通過以上技改，風倉積灰的問題迅速得到了改善，解決了鍋爐運行過程中供風不足等一系列的問題，大大改善了鍋爐的運行工況。隨著供汽工作的進一步推進，鍋爐大負荷運行一段時間后，又暴露了新的問題：排灰門反復手動開啟、關閉，每個班的操作次數約為960 次，大大增加了司爐運行人員的工作強度，最后致使排灰門銷釘脫落，排灰手柄操作機構失效，排灰門不能處于正常工作位置，而且在鍋爐運行時，風倉內溫度較高，排灰門無法及時修復。若損壞的排灰門處于閉合狀態，為保證鍋爐的正常送風，爐排下部風倉的積灰只能由人工清除，給工作環境帶來了較為嚴重的污染，同時增大了風倉細灰排放工作的勞動強度；若損壞的放灰板處于開啟狀態，則造成鍋爐爐排下部漏風嚴重，影響了鍋爐的燃燒工況，造成細灰大量竄出爐體，污染了工作區域的環境。

2.2 措施調整

針對鍋爐二次投運后頻繁手動操作排灰門，導致排灰門損壞、工人勞動強度增大等問題，鍋爐的技改方案重新調整為：

1)鍋爐運行期間的爐排定時消缺。

2)嚴格控制燃煤質量。

3)定點消除鍋爐漏風部位。

4)排灰門排灰采用氣動排灰方式[5-6]，氣動排灰安裝如圖1 所示。首先在爐排下部均布的風倉側面加裝一個細灰觀察門，觀察門選用耐溫玻璃等可視材料，安裝時注意觀察門的密封工作。接著在風倉內排灰門上部布置兩根DN25 mm 的鋼管(鋼管進行分段固定，分段固定的間距控制在65 cm 左右，防止氣動排灰工作時鋼管跳動)[7]，并在鋼管上均勻布置φ8 mm 的孔。孔的個數及間距根據爐排的寬度、排灰門位置及細灰量決定，一般間距為60 cm。最后在DN25 mm 鋼管中通入0.3～0.6 MPa 的低壓蒸汽。

圖1 爐排下部風倉內蒸汽除灰安裝示意圖

3 爐排下部風倉細灰排放系統技改效果

排灰技改工作完成后即可實施氣動排灰，通過細灰觀察門觀察風倉細灰漏量，及時拉動排灰門手柄，使放灰板處于開啟的狀態，同時打開蒸汽源球閥，只需5 s 即可徹底清除爐排下部風倉的積灰。排灰完成后，手動關閉排灰門，只需手動兩次即可完成一次排灰工作，每次排灰可根據觀察到的風倉灰量，動態決定是否排灰，從而大大減輕了工人的勞動強度，也確保鍋爐運行平穩有序，工作環境得到明顯改善。

4 結束語

通過實施鍋爐運行期間的爐排定時消缺、嚴格控制燃煤質量、鍋爐漏風部位定點消除、氣動排灰等一系列技改措施，徹底解決了爐排下部風倉積灰嚴重、搭橋、板結等影響鍋爐送風和漏風的問題，大大改善了鍋爐的燃燒工況，鍋爐運行狀況穩定，效果理想，也提高了鍋爐的燃燒效率，消除了影響鍋爐供汽的安全隱患，基本杜絕了鍋爐熱態時風倉排灰門操作機構出現故障的問題，減少了鍋爐設備非正常的啟停、空轉爐排等問題造成的燃煤及電力浪費，大大改善了工作環境。