1、前言
    風(fēng)水聯(lián)合冷渣器在國(guó)外應(yīng)用很普遍，而且效果良好，但在國(guó)內(nèi)的使用當(dāng)中，運(yùn)行狀況普遍較差。主要存在進(jìn)渣不暢、床料結(jié)焦、堵塞，第1倉(cāng)室必須定期放渣等問(wèn)題，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的可靠性。永濟(jì)發(fā)電廠410 t/h循環(huán)流化床鍋爐于2004年3月投入商業(yè)運(yùn)行，在運(yùn)行一年多的時(shí)間里，遇到的最大問(wèn)題是鍋爐的排渣問(wèn)題，多次因?yàn)槔湓�器結(jié)焦被迫停爐。為此，成立了專門的技術(shù)攻關(guān)組，進(jìn)行多方面的原因分析、適當(dāng)改造以及運(yùn)行調(diào)整，具體情況總結(jié)如下。
2、設(shè)備概況
    該廠鍋爐型號(hào)為KD 410/9.8 -1，冷渣器是由武漢鍋爐廠配套提供的風(fēng)水聯(lián)合冷渣器，共2臺(tái)，對(duì)稱布置在爐膛兩側(cè)，分別由1根進(jìn)渣管與爐膛相連接，爐膛排渣口緊貼于水冷布風(fēng)板，在進(jìn)渣管上布置有J閥風(fēng)機(jī)和壓縮空氣提供的3路脈動(dòng)風(fēng)管。
    冷渣器的結(jié)構(gòu)見圖1，冷渣器分為3段2倉(cāng)室（即第1倉(cāng)室分選段、第1倉(cāng)室冷卻段和第2倉(cāng)室冷卻段），在兩倉(cāng)室之間設(shè)置了高1 670 mm隔墻，隔墻上部與冷渣器頂部留有1200mm的距離，用于細(xì)渣在流化風(fēng)作用下由一倉(cāng)室翻墻而過(guò)進(jìn)入二倉(cāng)室，隔墻的底部開有- 350 mmx 350mm的孔洞，用于大渣進(jìn)入二倉(cāng)室。在第1倉(cāng)室的冷卻段和第2倉(cāng)室中布置有水冷管束，采用冷卻水進(jìn)行冷卻。每個(gè)倉(cāng)室分別設(shè)置1根排渣管，正常狀態(tài)時(shí)，使用第2倉(cāng)室的正常運(yùn)行排渣管排渣，笫1倉(cāng)室的大渣排放管主要用于排放顆粒較大的灰渣，在事故狀態(tài)或床壓過(guò)高時(shí)使用。
    該冷渣器倉(cāng)室共2個(gè)（一般為3～4個(gè)）、倉(cāng)室隔墻間有孔洞是主要特點(diǎn)。富通新能源生產(chǎn)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，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
3、工作原理
    流化床冷渣器就是一個(gè)小型流化床換熱器，爐膛的高溫渣由爐膛布風(fēng)板經(jīng)進(jìn)渣管進(jìn)入冷渣囂，冷卻風(fēng)從冷渣器的風(fēng)室通過(guò)布風(fēng)板流化高溫爐渣，爐渣依次流過(guò)一，二倉(cāng)室的同時(shí)被流化風(fēng)冷卻，冷卻后的低溫渣排入除渣系統(tǒng)，被加熱的空氣攜帶少量細(xì)顆粒由風(fēng)渣管送回爐膛。如鍋爐排渣量較大，只采用風(fēng)冷排渣溫度達(dá)不到要求時(shí)，需要在冷渣器內(nèi)布置水冷管柬，以增強(qiáng)冷卻效果。
    啟動(dòng)前先加入粒度為0～3mm、厚380 mm的床料。脈動(dòng)風(fēng)未投入以前，傾斜的進(jìn)渣管自然堆積有一定量的物料，實(shí)現(xiàn)了爐膛與冷渣器的隔離。當(dāng)需要排渣時(shí)，開啟脈動(dòng)風(fēng)，吹通進(jìn)渣管積料開始引渣，使?fàn)t膛與冷渣器連通。由于冷渣器床壓略低于爐膛床壓，基于壓差作用，爐膛開始向冷渣器進(jìn)渣。當(dāng)兩床壓達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，開啟旋轉(zhuǎn)排渣閥排渣，降低冷渣器床壓，實(shí)現(xiàn)向冷渣器內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定地排渣。
4、存在的問(wèn)題
    由于經(jīng)驗(yàn)不足、人爐煤粒度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求以及玲渣器設(shè)計(jì)不完善等原因，運(yùn)行中存在如下問(wèn)胚：進(jìn)渣困難，爐膛不能順利排渣至冷渣器；冷渣器易發(fā)生二次燃燒造成結(jié)焦，堵塞冷渣器；排渣粒度過(guò)大，造成冷渣器高溫室堵塞無(wú)法進(jìn)渣（渣料不易從一倉(cāng)室進(jìn)入二倉(cāng)室，造成第1倉(cāng)室渣料太多）堵塞冷渣器；清渣困難，運(yùn)行中一旦冷渣器發(fā)生結(jié)焦，或大顆粒爐渣較多堵塞冷渣器時(shí)，鍋爐在運(yùn)行情況下就無(wú)法清理，只能停爐或降負(fù)荷運(yùn)行。
    冷渣器結(jié)焦的主要原因是：床料流化不充分，床料（大渣）舍碳量偏高，且又短時(shí)間內(nèi)進(jìn)渣量過(guò)大，造成大量未完全燃燒的碳粒從缺氧嚴(yán)重的爐膛密相區(qū)進(jìn)入富氧的冷渣器內(nèi)發(fā)生二次燃燒，致使冷渣器內(nèi)溫度過(guò)高，甚至于達(dá)到灰熔點(diǎn)，造成結(jié)焦并堵塞冷渣器。
5、采取的改造措施
5.1控制入爐煤大顆粒的數(shù)量
    改善人爐煤的粒度，提高來(lái)煤質(zhì)量。為了減少進(jìn)入爐中較大煤粒度的比例，在碎煤機(jī)前加篩分裝置。篩分裝置選用原平維英公司制造的直線振動(dòng)概率篩，將來(lái)煤中粒度滿足要求的部分先經(jīng)過(guò)篩分裝置，然后直接進(jìn)入爐內(nèi)，粒度大于8mm的煤再進(jìn)入碎煤機(jī)進(jìn)行破碎。加篩分裝置后，進(jìn)入爐內(nèi)的燃煤粒度分布發(fā)生了明顯變化，先經(jīng)過(guò)篩分裝置后經(jīng)過(guò)碎煤機(jī)的混合樣，比全部經(jīng)過(guò)碎煤機(jī)的煤樣中大于8mm顆粒的比例減少37.8%，即，從12,5%降到8.7%。如果現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，再裝設(shè)1套篩分和破碎設(shè)備，大于8mm顆粒的比例降到5%以下效果會(huì)更好。
5.2進(jìn)渣部位增設(shè)三通吹掃孔
    爐膛與冷渣器相連的進(jìn)渣管，有15。的傾斜角，在進(jìn)渣斜管上布置有3排進(jìn)渣脈動(dòng)風(fēng)。脈動(dòng)風(fēng)源來(lái)自鍋爐返料風(fēng)和壓縮空氣。正常運(yùn)行時(shí)，脈動(dòng)風(fēng)用返料風(fēng)；當(dāng)進(jìn)渣管內(nèi)渣料堵塞時(shí)，用壓縮空氣進(jìn)行沖渣疏通。但由于進(jìn)渣管脈動(dòng)風(fēng)吹掃口存在有盲區(qū)，當(dāng)鍋爐的排渣口堵塞時(shí)，用壓縮空氣進(jìn)行吹掃，也不能疏通。
    為解決此問(wèn)題，將鍋爐排渣口前的一個(gè)風(fēng)帽的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)帽孔洞進(jìn)行改進(jìn)。即將該風(fēng)帽的進(jìn)風(fēng)口用1根專用小風(fēng)管與一次風(fēng)道接通，在小風(fēng)管上利用三通與壓縮空氣連通，并在小風(fēng)管上裝設(shè)開關(guān)風(fēng)門；將風(fēng)帽靠近爐內(nèi)一側(cè)的孔洞堵死，靠近排渣口一側(cè)的孔洞保證暢通。正常運(yùn)行時(shí)，該風(fēng)帽的進(jìn)風(fēng)與一次風(fēng)道接通，鍋爐的排渣口堵塞時(shí)，關(guān)閉一次風(fēng)管，開通壓縮空氣進(jìn)行吹掃。小風(fēng)管是利用原設(shè)計(jì)中的床溫測(cè)點(diǎn)冷卻管，宴際改進(jìn)工作量較小。
5.3在隔墻下方開設(shè)孔洞，降低隔墻高度
    因?yàn)闊崃现械拇箢w粒在冷渣器內(nèi)運(yùn)動(dòng)主要靠隔墻下面的孔洞來(lái)移動(dòng)，而不是靠加大各室內(nèi)的流化風(fēng)翻躍隔墻的，所以針對(duì)運(yùn)行中較大的渣料容易在隔墻右下方的孔洞前堆積，影響大顆粒渣料的流動(dòng)，而較大渣料又不能翻過(guò)風(fēng)冷隔墻，使渣料常常在冷渣器內(nèi)越積越高，導(dǎo)致冷渣器出力減小，甚至在一倉(cāng)室內(nèi)結(jié)焦，其主要原因是設(shè)計(jì)中只有1個(gè)孔洞偏少，為此在隔墻的最下面又增設(shè)了1個(gè)350mm×350 mm的孔洞。另外，為了防止渣料在一倉(cāng)室內(nèi)容易堆積而影響出力，將隔墻高度由原來(lái)的1672mm降低至1300 mm。上述措施采取后，有效地克服了渣粒進(jìn)入二倉(cāng)室的困難，減少了一倉(cāng)室內(nèi)由于料層太多堵塞冷渣器的隱患。
5.4增設(shè)掏渣孔，鍋爐運(yùn)行中可以對(duì)冷渣器進(jìn)行掏渣疏通
    一旦冷渣器堵塞，鍋爐就無(wú)法正常運(yùn)行，常常需要停爐處理，嚴(yán)重影響了鍋爐的正常運(yùn)行。為此，在冷渣器床面420 mm高處開設(shè)直徑為∮400 mm的掏渣孔，每個(gè)冷渣器開4個(gè)孔。運(yùn)行中一旦發(fā)生冷渣器堵塞，由于進(jìn)渣管和風(fēng)渣管沒有隔斷門，所以采取關(guān)閉輸渣脈動(dòng)風(fēng)停止進(jìn)渣，關(guān)閉一倉(cāng)室分選段和冷卻段的流化風(fēng)門，開大二倉(cāng)室的流化風(fēng)門，維持較高的爐膛負(fù)壓，檢修人員穿上專門的防護(hù)服，打開掏渣門，用專用工具清理冷渣器內(nèi)的焦塊等雜物，可以在不停爐情況下對(duì)冷渣器進(jìn)行清理疏通，大大提高了鍋爐運(yùn)行的可靠性。
5.5加強(qiáng)爐內(nèi)燃燒，保證床料中較低的大渣含碳量
    盡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，這樣一旦床料在冷渣器中短時(shí)流化不佳或沉積，也不易發(fā)生二次燃燒造成結(jié)焦，堵塞冷渣器。
    運(yùn)行中的主要措施是：(1)增大一次流化風(fēng)量，正常運(yùn)行時(shí)一次流化風(fēng)量維持在14,5×104Nm3／h左右，較大修前增加45%，這樣可以保證床料充分流化，燃料與床料混合均勻充分燃燒。(2)增大二次風(fēng)量，維持爐膛出口氧量在3.5%左右。大負(fù)荷工況時(shí)，上、下二次風(fēng)風(fēng)門全開，2臺(tái)二次風(fēng)機(jī)全投入并且出口風(fēng)門開到最大；低負(fù)荷工況時(shí)，上二次風(fēng)風(fēng)門開度在50%—100%，下二次風(fēng)風(fēng)門開度在0%～50%。(3)嚴(yán)格控制靜止料層厚度，正常運(yùn)行時(shí)維持靜止料層厚度在600—800 mm。(4)維持風(fēng)室壓力在10—12kPa。(5)保持爐膛微正壓運(yùn)行。
5.6加強(qiáng)運(yùn)行操作
    床溫低于800℃時(shí)，不要向冷渣器進(jìn)渣，防止渣料進(jìn)入冷渣器后二次燃燒造成結(jié)焦；運(yùn)行中提高播煤風(fēng)壓，盡量使播煤均勻，并適當(dāng)減少靠近爐膛兩邊的給煤機(jī)的給煤量，降低進(jìn)入冷渣器的犬渣含碳量；通過(guò)冷渣器床壓、床溫、進(jìn)出口風(fēng)溫、冷卻水進(jìn)出口溫度等參數(shù)，準(zhǔn)確判斷冷渣器內(nèi)進(jìn)渣量的大小、是否發(fā)生二次燃燒、是否結(jié)焦堵塞等情況。在運(yùn)行調(diào)整中，應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)到冷渣器進(jìn)渣與出渣的平衡是實(shí)現(xiàn)冷渣器穩(wěn)定可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
    由于冷渣器的進(jìn)渣不能精確控制，因而運(yùn)行中運(yùn)行人員要密切監(jiān)視冷渣器各室的床溫、床壓，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)床壓較高時(shí)立即停止進(jìn)渣，絕對(duì)不能存在僥幸心理繼續(xù)進(jìn)渣，這樣勢(shì)必會(huì)造成冷渣器結(jié)焦。冷渣器一旦結(jié)焦，就會(huì)愈演愈烈，最終將冷渣器完全堵死。
6、運(yùn)行效果及存在的不足
6.1運(yùn)行效果
    通過(guò)對(duì)冷渣器的改造，以及運(yùn)行上采取優(yōu)化調(diào)整，效果非常明顯，盡管有時(shí)冷渣器會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦等問(wèn)題，但在冷渣器堵塞進(jìn)渣不暢時(shí)，通過(guò)停運(yùn)單臺(tái)冷渣器，在不停爐的狀態(tài)下進(jìn)行疏通，基本能保證鍋爐的正常運(yùn)行。在采取了一些改造措施以及運(yùn)行調(diào)整等工作后，該爐連續(xù)運(yùn)行天數(shù)從45天提高到97天，給電廠帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
6.2存在的不足
6.2.1大渣排渣口需要定期放渣
    對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐原煤破碎系統(tǒng)一般比較理想的布置是，2次篩分，2次破碎，即篩分裝置十碎煤機(jī)十篩分裝置十碎煤機(jī)組成。目前該廠只有一套篩分破碎系統(tǒng)，進(jìn)入爐內(nèi)的給煤中粒度大于8mm的占8%左右，這些大顆粒的熱渣進(jìn)入冷渣器后不易從排渣口排出，所以必須從第1室冷卻段的大渣排渣口定期放渣。盡管排渣量不大，但需要安排專門人員進(jìn)行操作。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
6.2.2無(wú)隔斷門
    由于在冷渣器的回風(fēng)管和進(jìn)渣管上沒有設(shè)計(jì)手動(dòng)或電動(dòng)隔斷門，在冷渣器內(nèi)發(fā)生堵塞時(shí)，盡管采取加大二室流化風(fēng)等辦法可以進(jìn)行清理疏通工作，但既不經(jīng)濟(jì)也不安全。
7、結(jié)束語(yǔ)
    風(fēng)水聯(lián)合冷卻流化床冷渣器作為循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能降耗的關(guān)鍵設(shè)備，由于熱渣溫度高、粒度大、流動(dòng)性差以及設(shè)備不完善等原因，運(yùn)行情況均不太理想。但本鍋爐經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行一些改進(jìn)，以及適當(dāng)?shù)娜紵�調(diào)整，在只有1套篩分破碎系統(tǒng)的情況下，連續(xù)運(yùn)行天數(shù)能達(dá)到九十多天，有關(guān)運(yùn)行和改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)值得推廣應(yīng)用。
    該冷渣器倉(cāng)室少、倉(cāng)室間留有孔洞是可靠運(yùn)行的關(guān)鍵；保證給煤粒度和在隔墻下面增設(shè)孔洞數(shù)量是必須的；在冷渣器上裝設(shè)掏渣孔以利于不停爐清理冷渣器是循環(huán)流化床鍋爐長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的保障。