410t/h CFB锅炉排渣系统可靠性分析_木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制�；鷟生物质颗粒机|富通新能源

随着CFB锅炉的快速发展，高温灰渣的冷却问题越来越受到人们的重视。作为CFB锅炉的重要辅机，排渣系统的正常运行至关重要，直接关系到锅炉的连续可靠和安全经济运行。某大型石化企业自备电站配套有2台美国FW公司制造的410t/h CFB锅炉，分别于2005-2006年投入商业运行，经历了煤焦混烧、全烧越南无烟煤、全烧贵州烟煤及掺烧油页岩等几种工况，配套的排渣系统为2台锅炉的安全长周期运行提供了保障。在煤炭资源紧张的情况下，锅炉燃用高灰分的煤炭或掺烧油页岩的可能性较大，因此，结合其排渣系统的结构和技术特点，分析其可靠性问题具有重要作用。
1、排渣系统
    排渣系统由2台炉的4台风水共冷式流化床冷渣器和2条机械输渣线组成。
1.1冷渣器
    风水共冷式流化床冷渣器采用FW公司的专利产品，主要由进渣管、回风管、选择室、冷却室、冷却水盘管、排渣管和排渣阀等组成，见图1。
1.1.1进渣管
    进渣管为连接炉膛和冷渣器间的刚性排渣短管，内衬耐火材料，布置在炉膛左、右两侧布风板上面。进渣管底部为阶梯布置的定向风帽。根据炉膛床压与冷渣器选择室床压间的压差大小，在定向风帽脉动风的流化作用下，将底渣“推入”冷渣器。该进渣管特点是；尺寸短，刚性连接（无膨胀节），排渣倾斜角固定，不易堵塞。即使有较大块渣堵塞在进渣管，也可以由专门设计的通渣管进行疏通。进入冷渣器的渣量通过调节进渣管定向喷嘴的流化风量进行控制。进渣管上没有设置与炉膛间的隔离装置。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，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。
1.1.2回风管
    冷渣器顶部设有2个回风管。经过灰渣加热后的一次风，携带着部分细灰经回风管返回炉膛，这两路一次风是作为二次风参与炉膛的燃烧�；胤绻苡赡透呶虏恍飧志碇贫�，与冷渣器连接处设置金属膨胀节以吸收胀差，回风管上也无与炉膛间的隔离装置。
1.1.3冷渣室
    冷渣室分成选择分离室、冷却1、2、3室共4个室，中间由耐火耐磨砖墙隔开，隔墙底部设有过渣孔，3个冷却室中间均设有相同的蛇形冷却水管。一次风被引到冷渣器用来筛选、冷却和输送底渣。底板上钻孔焊接定向风帽。流化冷一次风和3根支管上分别装有测风量装置和风量调节阀，以调整各个风室的风量。冷渣器的选择分离室及冷却l、2、3室底部风室共设计有4路冷却流化风，流化风用于冷却、流化底渣床料，防止大渣沉积，从而避免结焦。
1.1.4排渣管
    排渣管由圆管接在冷渣器出口，连接处设置金属膨胀节以吸收胀差，下接变频式旋转排渣阀。将冷却后的底渣排向刮板机，经由刮板机及斗提机输送至底渣库。底渣排放量由旋转排渣阀转速进行控制。
    与东方锅炉厂早期引进FW公司的风水共冷式流化床冷渣器相比，本冷渣器取消返料管，在冷却室顶部多增加了一个回风管，选择室与冷却室间隔墙上部改为连通，提高了选择室对底渣的选择效率和冷却能力，降低了结焦的机率；另外对冷渣器的支撑方式进行了优化设计，由底部支撑改为顶部支撑，使得进渣管长度由1.6 m缩短至0.75 m，使进渣管的膨胀更小。
1.2风水共冷式底渣输送系统
    每台锅炉的底部有2个排渣口，排渣温度约200℃，2台锅炉共用2套连续式机械输渣系统将渣送入一座底渣库（见图3），2套系统以一用一备的方式运行，以提高输渣系统的可靠性。为满足输送高温炉渣的要求，输渣设备由埋刮板炉渣输送机和链式斗式提升机组成。
2、排渣系统可靠性分析
    自投入商业运行以来，2台锅炉均保持较高可用率，没有出现因排渣系统故障造成的停炉事故，但排渣系统还是存在一些问题。
2.1斗式提升机和埋刮板机跳闸
    锅炉投产初期，由于缺乏运行经验，斗式提升机和埋刮板机经常出现跳闸，并导致旋转排渣阀跳停。
2.1.1原因
    (1)斗式提升机和埋刮板机轨道平行度偏差大、托轮转动不灵活、链板间隙小，造成机械过负荷。
    (2)埋刮板机变频输出过小。
    (3)机内积渣过满。
2.1.2措施
(1)调整斗式提升机和埋刮板机轨道平行度偏差及链板间隙。
    (2)更换部分托轮并定期润滑。
    (3)定期切换和检查两条机械排渣线。
    (4)埋刮板机驱动电机变频控制输出值保持在70%以上。
    (5)对输渣设备联锁功能进行改进，增加斗式提升机跳闸联锁埋刮板机跳闸和旋转排渣阀跳闸功能。增加底渣库高料位报警和增加旋转排渣阁下部三通阀的切换条件，对应排渣线的斗式提升机和埋刮板机运行5 min后才允许切换。
2,2冷渣器堵塞
2.2.1原因
   (1)煤质严重偏离设计值。该锅炉燃用设计煤种烟煤时床温为850～870℃，主要是考虑到混烧石油焦时床温会达到900～950℃；而当燃用低热值的越南无烟煤时，由于锅炉床温只有820～830℃，造成底渣含碳量较高。运行经验表明，每次冷渣器结渣堵塞前，底渣含碳量均高达6%以上。
    (2)入炉煤粒度严重偏离设计值。该锅炉入炉燃料制备系统由两级破碎筛分系统组成，一级破碎机为国产环锤破碎机，二级为德国FAM可逆锤击式细碎机，两级筛分机均为直线振动筛。实际运行中，直线振动筛筛板中的筛条易损坏，导致一部分煤矸石未经破碎就进入炉膛，人炉煤矸石积累到一定程度后造成冷渣器堵塞。
    (3)冷却器各个室流化不良，输渣不畅。经过检查，流化不良主要原因是冷渣器的定向风帽磨损后造成的。冷渣器风帽布置见图4。一般选择室和过渣孔中的风帽损坏较多，当这些风帽损坏后，由于流化不良，灰渣无法顺利从选择室流向各冷却室，造成堵塞。
2.2.2措施
    目前国内135 MW等级CFB锅炉配备的风水共冷式流化床冷渣器几乎全被滚筒冷渣器所取代。但是流化床冷渣器具有可将细石灰石、未燃尽燃料及热风回收到炉内的优点，是其他型式冷渣器不具备的。该型冷渣器在我国的大规模工业应用时间还不长，相关理论和应用技术的研究还需不断深入，因而有必要采取适当措施确保其可靠运行。主要措施有：
    (1)加强人厂煤炭的管理，降低人炉煤的含矸率。CFB锅炉燃料必须引入“含矸率”作为质量控制指标。
    (2)将两级破碎系统中振动筛的筛板进行改造，其材质和结构改良后可延长使用寿命，提高燃料的过筛效率，提高振动筛的可靠性。两级破碎筛分系统由检修人员每天进行例检，在全烧越南无烟煤、烟煤时能确保入炉燃煤粒度。由于油页岩特殊的物理结构，其破碎后呈片状且具有良好的自相似性，使得直线振动筛的过筛效率极低，大部分片状油页岩直接穿过振动筛进入炉膛；且油页岩属易着火、难燃尽的固体燃料，片状油页岩未经完全燃烧逐渐汇集到冷渣器的选择室，容易造成堵塞。因此，如大量掺烧油页岩前需将燃料制备系统的直线振动筛进行改造，建议改成双层滚动筛或弛张筛。
    (3)尽可能提高床温，优化配风，降低底渣含碳量。
    (4)冷渣器各仓室维持一定床压，减缓定向风帽的磨损，这是目前较为有效的做法。有的电厂采取增高冷渣器内部排渣口高度的措施以建立床压，实践证明这不利于大渣的排出，较为可行的方法应该是用性能可靠的旋转排渣阀来控制床压。
    (5)该型冷渣器与炉膛连通的三个连接管没有隔离设备，要“隔离”冷渣器只有采取停止进渣管脉动风和调整炉膛负压的方法。要成功实现不停炉清理冷渣器，单台冷渣器必须具备100%锅炉负荷的排渣能力，冷渣器的每个室均应设计有人孔以便于清渣，冷渣器进渣管里的存渣在切断脉动风后不会发生自流，冷渣器与炉膛连接的烟气回风管在调整炉膛负压后不会出现烟气回窜现象。
    不停炉清理冷渣器基本操作是：准确判断冷渣器堵渣的部位，只要有1台冷渣器排渣不畅便立即组织清理。发生堵塞时应维持锅炉负荷稳定，炉膛负压稳定；冷渣器内温度降到100℃以下，才能卸开人孔进行清渣，并进一步采取措施防止冷渣器进渣管自流，在确保安全的情况下最好几个室同时作业，尽可能缩短作业时间。此外在冷渣器与炉膛间增加隔离阀。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。
3、结语
    (1)由风水共冷式流化床冷渣器、埋刮板输送机和斗式提升机组成的排渣系统能满足CFB锅炉全烧无烟煤（烟煤）工况下安全长周期运行的要求。
    (2)为了提高排渣系统在掺烧油页岩工况的可靠性，建议将目前的振动筛改造为过筛效率更高的筛分设备。
    (3)高可靠性的风水共冷式流化床冷渣器应具备不停炉隔离清理各室结渣的条件，以确保锅炉在不同燃料工况下实现安全长周期运行。

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