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410t/h CFB锅炉风水联合冷渣器的改进
发布时间：2013-10-05 08:39 来源：未知
1、前言
风水联合冷渣器在国外应用很普遍，而且效果良好，但在国内的使用当中，运行状况普遍较差。主要存在进渣不畅、床料结焦、堵塞，第1仓室必须定期放渣等问题，严重影响机组运行的可靠性。永济发电厂410 t/h循环流化床锅炉于2004年3月投入商业运行，在运行一年多的时间里，遇到的最大问题是锅炉的排渣问题，多次因为冷渣器结焦被迫停炉。为此，成立了专门的技术攻关组，进行多方面的原因分析、适当改造以及运行调整，具体情况总结如下。
2、设备概况
该厂锅炉型号为KD 410/9.8 -1，冷渣器是由武汉锅炉厂配套提供的风水联合冷渣器，共2台，对称布置在炉膛两侧，分别由1根进渣管与炉膛相连接，炉膛排渣口紧贴于水冷布风板，在进渣管上布置有J阀风机和压缩空气提供的3路脉动风管。
冷渣器的结构见图1，冷渣器分为3段2仓室（即第1仓室分选段、第1仓室冷却段和第2仓室冷却段），在两仓室之间设置了高1 670 mm隔墙，隔墙上部与冷渣器顶部留有1200mm的距离，用于细渣在流化风作用下由一仓室翻墙而过进入二仓室，隔墙的底部开有- 350 mmx 350mm的孔洞，用于大渣进入二仓室。在第1仓室的冷却段和第2仓室中布置有水冷管束，采用冷却水进行冷却。每个仓室分别设置1根排渣管，正常状态时，使用第2仓室的正常运行排渣管排渣，笫1仓室的大渣排放管主要用于排放颗粒较大的灰渣，在事故状态或床压过高时使用。
该冷渣器仓室共2个（一般为3～4个）、仓室隔墙间有孔洞是主要特点。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
3、工作原理
流化床冷渣器就是一个小型流化床换热器，炉膛的高温渣由炉膛布风板经进渣管进入冷渣嚣，冷却风从冷渣器的风室通过布风板流化高温炉渣，炉渣依次流过一，二仓室的同时被流化风冷却，冷却后的低温渣排入除渣系统，被加热的空气携带少量细颗粒由风渣管送回炉膛。如锅炉排渣量较大，只采用风冷排渣温度达不到要求时，需要在冷渣器内布置水冷管柬，以增强冷却效果。
启动前先加入粒度为0～3mm、厚380 mm的床料。脉动风未投入以前，倾斜的进渣管自然堆积有一定量的物料，实现了炉膛与冷渣器的隔离。当需要排渣时，开启脉动风，吹通进渣管积料开始引渣，使炉膛与冷渣器连通。由于冷渣器床压略低于炉膛床压，基于压差作用，炉膛开始向冷渣器进渣。当两床压达到平衡状态时，开启旋转排渣阀排渣，降低冷渣器床压，实现向冷渣器内连续稳定地排渣。
4、存在的问题
由于经验不足、人炉煤粒度达不到设计要求以及玲渣器设计不完善等原因，运行中存在如下问胚：进渣困难，炉膛不能顺利排渣至冷渣器；冷渣器易发生二次燃烧造成结焦，堵塞冷渣器；排渣粒度过大，造成冷渣器高温室堵塞无法进渣（渣料不易从一仓室进入二仓室，造成第1仓室渣料太多）堵塞冷渣器；清渣困难，运行中一旦冷渣器发生结焦，或大颗粒炉渣较多堵塞冷渣器时，锅炉在运行情况下就无法清理，只能停炉或降负荷运行。
冷渣器结焦的主要原因是：床料流化不充分，床料（大渣）舍碳量偏高，且又短时间内进渣量过大，造成大量未完全燃烧的碳粒从缺氧严重的炉膛密相区进入富氧的冷渣器内发生二次燃烧，致使冷渣器内温度过高，甚至于达到灰熔点，造成结焦并堵塞冷渣器。
5、采取的改造措施
5.1控制入炉煤大颗粒的数量
改善人炉煤的粒度，提高来煤质量。为了减少进入炉中较大煤粒度的比例，在碎煤机前加筛分装置。筛分装置选用原平维英公司制造的直线振动概率筛，将来煤中粒度满足要求的部分先经过筛分装置，然后直接进入炉内，粒度大于8mm的煤再进入碎煤机进行破碎。加筛分装置后，进入炉内的燃煤粒度分布发生了明显变化，先经过筛分装置后经过碎煤机的混合样，比全部经过碎煤机的煤样中大于8mm颗粒的比例减少37.8%，即，从12,5%降到8.7%。如果现场条件允许时，再装设1套筛分和破碎设备，大于8mm颗粒的比例降到5%以下效果会更好。
5.2进渣部位增设三通吹扫孔
炉膛与冷渣器相连的进渣管，有15。的倾斜角，在进渣斜管上布置有3排进渣脉动风。脉动风源来自锅炉返料风和压缩空气。正常运行时，脉动风用返料风；当进渣管内渣料堵塞时，用压缩空气进行冲渣疏通。但由于进渣管脉动风吹扫口存在有盲区，当锅炉的排渣口堵塞时，用压缩空气进行吹扫，也不能疏通。
为解决此问题，将锅炉排渣口前的一个风帽的进风系统和风帽孔洞进行改进。即将该风帽的进风口用1根专用小风管与一次风道接通，在小风管上利用三通与压缩空气连通，并在小风管上装设开关风门；将风帽靠近炉内一侧的孔洞堵死，靠近排渣口一侧的孔洞保证畅通。正常运行时，该风帽的进风与一次风道接通，锅炉的排渣口堵塞时，关闭一次风管，开通压缩空气进行吹扫。小风管是利用原设计中的床温测点冷却管，宴际改进工作量较小。
5.3在隔墙下方开设孔洞，降低隔墙高度
因为热料中的大颗粒在冷渣器内运动主要靠隔墙下面的孔洞来移动，而不是靠加大各室内的流化风翻跃隔墙的，所以针对运行中较大的渣料容易在隔墙右下方的孔洞前堆积，影响大颗粒渣料的流动，而较大渣料又不能翻过风冷隔墙，使渣料常常在冷渣器内越积越高，导致冷渣器出力减小，甚至在一仓室内结焦，其主要原因是设计中只有1个孔洞偏少，为此在隔墙的最下面又增设了1个350mm×350 mm的孔洞。另外，为了防止渣料在一仓室内容易堆积而影响出力，将隔墙高度由原来的1672mm降低至1300 mm。上述措施采取后，有效地克服了渣粒进入二仓室的困难，减少了一仓室内由于料层太多堵塞冷渣器的隐患。
5.4增设掏渣孔，锅炉运行中可以对冷渣器进行掏渣疏通
一旦冷渣器堵塞，锅炉就无法正常运行，常常需要停炉处理，严重影响了锅炉的正常运行。为此，在冷渣器床面420 mm高处开设直径为∮400 mm的掏渣孔，每个冷渣器开4个孔。运行中一旦发生冷渣器堵塞，由于进渣管和风渣管没有隔断门，所以采取关闭输渣脉动风停止进渣，关闭一仓室分选段和冷却段的流化风门，开大二仓室的流化风门，维持较高的炉膛负压，检修人员穿上专门的防护服，打开掏渣门，用专用工具清理冷渣器内的焦块等杂物，可以在不停炉情况下对冷渣器进行清理疏通，大大提高了锅炉运行的可靠性。
5.5加强炉内燃烧，保证床料中较低的大渣含碳量
尽可能把床料中的大渣含碳量降到最小的程度，并且使床料充分流化，这样一旦床料在冷渣器中短时流化不佳或沉积，也不易发生二次燃烧造成结焦，堵塞冷渣器。
运行中的主要措施是：(1)增大一次流化风量，正常运行时一次流化风量维持在14,5×104Nm3／h左右，较大修前增加45%，这样可以保证床料充分流化，燃料与床料混合均匀充分燃烧。(2)增大二次风量，维持炉膛出口氧量在3.5%左右。大负荷工况时，上、下二次风风门全开，2台二次风机全投入并且出口风门开到最大；低负荷工况时，上二次风风门开度在50%—100%，下二次风风门开度在0%～50%。(3)严格控制静止料层厚度，正常运行时维持静止料层厚度在600—800 mm。(4)维持风室压力在10—12kPa。(5)保持炉膛微正压运行。
5.6加强运行操作
床温低于800℃时，不要向冷渣器进渣，防止渣料进入冷渣器后二次燃烧造成结焦；运行中提高播煤风压，尽量使播煤均匀，并适当减少靠近炉膛两边的给煤机的给煤量，降低进入冷渣器的犬渣含碳量；通过冷渣器床压、床温、进出口风温、冷却水进出口温度等参数，准确判断冷渣器内进渣量的大小、是否发生二次燃烧、是否结焦堵塞等情况。在运行调整中，应深刻认识到冷渣器进渣与出渣的平衡是实现冷渣器稳定可靠运行的关键因素。
由于冷渣器的进渣不能精确控制，因而运行中运行人员要密切监视冷渣器各室的床温、床压，发现异常情况要及时进行调整，发现床压较高时立即停止进渣，绝对不能存在侥幸心理继续进渣，这样势必会造成冷渣器结焦。冷渣器一旦结焦，就会愈演愈烈，最终将冷渣器完全堵死。
6、运行效果及存在的不足
6.1运行效果
通过对冷渣器的改造，以及运行上采取优化调整，效果非常明显，尽管有时冷渣器会出现结焦等问题，但在冷渣器堵塞进渣不畅时，通过停运单台冷渣器，在不停炉的状态下进行疏通，基本能保证锅炉的正常运行。在采取了一些改造措施以及运行调整等工作后，该炉连续运行天数从45天提高到97天，给电厂带来明显的经济效益。
6.2存在的不足
6.2.1大渣排渣口需要定期放渣
对于循环流化床锅炉原煤破碎系统一般比较理想的布置是，2次筛分，2次破碎，即筛分装置十碎煤机十筛分装置十碎煤机组成。目前该厂只有一套筛分破碎系统，进入炉内的给煤中粒度大于8mm的占8%左右，这些大颗粒的热渣进入冷渣器后不易从排渣口排出，所以必须从第1室冷却段的大渣排渣口定期放渣。尽管排渣量不大，但需要安排专门人员进行操作。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
6.2.2无隔断门
由于在冷渣器的回风管和进渣管上没有设计手动或电动隔断门，在冷渣器内发生堵塞时，尽管采取加大二室流化风等办法可以进行清理疏通工作，但既不经济也不安全。
7、结束语
风水联合冷却流化床冷渣器作为循环流化床锅炉节能降耗的关键设备，由于热渣温度高、粒度大、流动性差以及设备不完善等原因，运行情况均不太理想。但本锅炉经过对设备进行一些改进，以及适当的燃烧调整，在只有1套筛分破碎系统的情况下，连续运行天数能达到九十多天，有关运行和改进经验值得推广应用。
该冷渣器仓室少、仓室间留有孔洞是可靠运行的关键；保证给煤粒度和在隔墙下面增设孔洞数量是必须的；在冷渣器上装设掏渣孔以利于不停炉清理冷渣器是循环流化床锅炉长期连续运行的保障。
