秦皇島秦?zé)岚l(fā)電有限責(zé)任公司5、6號300 MW機(jī)組DG1025／17.4 - II1型循環(huán)流化床(CFB)鍋爐整體呈左右對稱H型布置，4臺高溫旋風(fēng)分離器布置在鍋爐兩側(cè)，采用外置換熱器控制床溫及再熱汽溫。每臺鍋爐配置4臺風(fēng)水聯(lián)合冷渣器，2007年更換為雙套筒滾筒冷渣器，冷渣器（每臺）額定出力為25 t/h，設(shè)計排渣溫度≤150℃。
    本文在分析滾筒冷渣器傳熱模型基礎(chǔ)上，對秦皇島秦?zé)岚l(fā)電有限責(zé)任公司6號鍋爐3號滾筒冷渣器實際運(yùn)行情況進(jìn)行分析，得到了影響滾筒冷渣器的因素并為傳熱模型改進(jìn)及滾筒冷渣器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供依據(jù)。
1、滾筒冷渣器傳熱模型
1.1滾筒冷渣器傳熱分析
    秦皇島秦?zé)岚l(fā)電有限責(zé)任公司6號爐3號滾筒冷渣器設(shè)計參數(shù)見表l，主要由滾筒、電機(jī)和冷卻水系統(tǒng)3部分組成。
    滾筒冷渣器主要通過導(dǎo)熱和輻射兩種方式將渣熱傳給外套筒的內(nèi)壁、內(nèi)套筒的內(nèi)外壁和焊接在上述筒壁上的葉片，冷卻介質(zhì)以水為主。其中，輻射主要有自表層渣面至其對面的筒壁和葉片以及自靠近筒壁和葉片的底層渣面至其貼近的筒壁和葉片。傳到筒壁和葉片的熱量都導(dǎo)熱至筒壁的另一壁面，再將熱量傳給套筒夾層里的冷卻介質(zhì)水，最終由水將灰渣熱量帶離滾筒，
    對給定的滾筒冷渣器，灰渣和冷卻水的進(jìn)出口溫度一般是確定的，換熱面積也隨設(shè)計而定，但綜合傳熱系數(shù)隨滾筒轉(zhuǎn)速的改變而改變。在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，提高轉(zhuǎn)速會提高傳熱系數(shù)。這是因為灰渣的熱阻較大，貼近筒壁和葉片的灰渣迅速冷卻降溫后，被它隔離筒壁和葉片的熱渣卻不能迅速冷卻，從而整體傳熱系數(shù)變小。適當(dāng)提高滾筒轉(zhuǎn)速，使貼近筒壁和葉片的灰渣跟非貼近的灰渣較快地易位和摻混，可提高傳熱溫壓和傳熱系數(shù)，從而改善對渣的冷卻效果。但是，過快的轉(zhuǎn)速容易加劇設(shè)備的磨損，同時縮短底渣在滾筒內(nèi)的停留時間，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    對于實際設(shè)備而言，采用解析式計算滾筒內(nèi)各處傳熱系數(shù)缺乏可操作性，相對可行的方法是對給定的滾筒冷渣器引入一個綜合傳熱系數(shù)k，定義為每平方米換熱面積上每開爾文（熱力學(xué)溫度）溫壓的熱流量，單位W／(m2．K)。綜合傳熱系數(shù)k與滾筒結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、轉(zhuǎn)速，以及渣的粒徑、填充量等有關(guān)。
1.2滾筒冷渣器傳熱試驗方法
    試驗時6號爐電負(fù)荷為300 MW，3號滾筒冷渣器冷卻水進(jìn)口水溫35℃，進(jìn)口水壓2. 45 MPa。通過改變排渣粒徑、筒內(nèi)填充度和轉(zhuǎn)速3個因素的水平，研究分析粒徑、填充度和轉(zhuǎn)速等對傳熱系數(shù)的影響。為減少試驗次數(shù)，本文采用正交試驗方法，每個因素采用4個水平（表2）。
    試驗步驟為：調(diào)整入爐煤顆粒度，從而改變排渣粒徑，然后對排渣粒徑進(jìn)行測試，測試粒徑達(dá)到表1要求時開始試驗；填充量為滾筒冷渣器內(nèi)存渣量，先將冷渣器排空，然后在冷渣器填充度分別為1、2、3、4t容量下開始進(jìn)渣，研究填充度對傳熱系數(shù)的影響；轉(zhuǎn)速分為20%、40%、60%和80%4個水平，轉(zhuǎn)速測點(diǎn)選用機(jī)組現(xiàn)有測點(diǎn)，每10 min記錄一組試驗數(shù)據(jù)，包括進(jìn)出口渣溫、進(jìn)出口水溫、轉(zhuǎn)速和試驗持續(xù)時間。
1.3試驗結(jié)果與分析
    圖2為各影響因素的效應(yīng)曲線。由圖2可以看出，灰渣粒徑越小，冷渣器綜合傳熱系數(shù)越大。因此，從提高冷渣器傳熱能力，保證冷渣器出力的角度考慮，有必要控制鍋爐的給煤粒度，通過減小排渣的平均粒徑提高冷渣器的傳熱系數(shù)；轉(zhuǎn)速對冷渣器綜合傳熱系數(shù)的影響比較單調(diào)，轉(zhuǎn)速越快，冷渣器的綜合傳熱系數(shù)增加越快，但在實際運(yùn)行中滾筒冷渣器的轉(zhuǎn)速還受到磨損速度和運(yùn)行穩(wěn)定性的限制，因此設(shè)計中需要綜合考慮提高傳熱能力和減小磨損兩方面的需求，尋求最優(yōu)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；灰渣填充量較小時(<1 t)，滾筒冷渣器的綜合傳熱隨灰渣填充量增大而增大，當(dāng)灰渣填充量增大到一定數(shù)值后(>3 t)，滾筒冷渣器的綜合傳熱系數(shù)則幾乎不再隨灰渣填充量的改變而改變，即在實際運(yùn)行中，排渣量較小時，增加排渣量有利于增大滾筒冷渣器的傳熱能力，因此鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時應(yīng)盡量減少工作冷渣器的數(shù)量，保證單臺冷渣器具有較大的排渣量。
    表3為影響滾筒冷渣器傳熱的3種因素對應(yīng)的極差值。由表3可以看出，排渣粒徑的影響最大，填充量與轉(zhuǎn)速的影響相近，轉(zhuǎn)速的影響最小。由此可以推知，在實際運(yùn)行中與提高轉(zhuǎn)速和排渣量相比，控制給煤粒度，減小排渣粒徑對于提高冷渣器出力更為有效。
2、滾筒冷渣器傳熱計算實例
    以秦皇島秦?zé)岚l(fā)電有限責(zé)任公司6號爐3號滾筒冷渣器為計算對象，該冷渣器的設(shè)計和運(yùn)行參數(shù)見表4。
    滾筒冷渣器實際布置的傳熱面積為287m2，略低于上述計算所得的傳熱面積，這也從側(cè)面證實了傳熟模型分析的正確性。
3、結(jié)  論
    (1)實際算例證實滾筒冷渣器傳熱模型分析是合理的。為了提高滾筒冷渣器的傳熱系數(shù)，建議在排渣量少時，盡量少啟動冷渣器，并使其填充量達(dá)到40%左右為宜。
    (2)傳熱系數(shù)隨著灰渣顆粒度的增大而減小，因此可通過降低入爐煤粒度的方法提高灰渣熱利用率。
    (3)轉(zhuǎn)速太低不利于滾筒冷渣器傳熱，因此滾筒冷渣器運(yùn)行時保證合理的轉(zhuǎn)速也是提高其換熱效率的有效措施之一。