0、引言
    300 MW CFB機(jī)組近年來在我國快速發(fā)展。由于該類型機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗較少，在處理大型CFB鍋爐給煤與排渣不暢等常見多發(fā)的故障方面，運(yùn)行人員需要不斷地摸索和積累經(jīng)驗。本文結(jié)合安徽某電廠300 MW CFB項目2號機(jī)組鍋爐冷渣器運(yùn)行中結(jié)焦問題的分析，探討防范和處理大型CFB鍋爐運(yùn)行中冷渣器回路故障的措施。
1、設(shè)備概述
1.1  鍋爐概況
安徽某電廠一期CFB機(jī)組項目，共建設(shè)有2臺300 MW機(jī)組，2009年3月投入商業(yè)運(yùn)行。機(jī)組鍋爐型號為HG1025/17.4-L.MN36型，汽水系統(tǒng)采用亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)設(shè)計、一次中間再熱。
1.2冷渣器型號及參數(shù)
    每臺300 MW CFB鍋爐配備4臺風(fēng)水聯(lián)合冷卻式冷渣器，布置在爐膛下部，采用旋轉(zhuǎn)閥控制排渣量，另外還配置了2套埋刮板輸送機(jī)和斗式提升機(jī)為底渣輸送設(shè)備。冷渣器型號為FAC-3-30/150，參數(shù)見表2c2，單臺冷渣器結(jié)構(gòu)示意見圖1。
2、冷渣器結(jié)焦原因分析
2.1  故障現(xiàn)象
    2號機(jī)組投產(chǎn)初期，機(jī)組出力達(dá)不到額定值，通常為額定負(fù)荷的50%~ 60%，排渣熱損失超過1%，鍋爐熱效率低于85%，機(jī)組供電煤耗最高時達(dá)到了380 g/(kW．h)。鍋爐排渣系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障。其中，冷渣器的故障有進(jìn)排渣不暢、內(nèi)部結(jié)焦、運(yùn)行不穩(wěn)定等。主要表現(xiàn)為：①冷渣器主排渣門處經(jīng)常有焦塊卡澀，排渣門動作不靈活；②冷渣器進(jìn)渣控制閥上段有大量焦塊堵塞，進(jìn)渣不正常；③機(jī)組運(yùn)行中冷渣器內(nèi)焦塊無法完全清理干凈，排渣口處時常有焦塊堵塞，不能正常排渣；④冷渣器進(jìn)渣門集散控制系統(tǒng)(DCS)計算機(jī)上輸入指令與反饋值偏差較大；⑤有從爐膛向冷渣器內(nèi)漏渣現(xiàn)象。問題嚴(yán)重時2號鍋爐1個月內(nèi)連續(xù)10余次被迫處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，甚至停爐停機(jī)，因非計劃停運(yùn)后鍋爐重新點(diǎn)火啟動，每月多耗燃油200 t，還發(fā)生了2次因疏通堵塞的冷渣器而導(dǎo)致人員燙傷的事故，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。
2.2原因分析
    2009年7月，在設(shè)備制造廠家人員的指導(dǎo)下，建設(shè)單位和保障運(yùn)行方共同對2號鍋爐冷渣器運(yùn)行情況進(jìn)行分析。重點(diǎn)進(jìn)行了以下幾方面的工作：
    (1)在冷渣器排渣控制閥上加裝捅渣口門，及時清理結(jié)焦，減少控制閥的卡澀。
    (2)加強(qiáng)對冷渣器內(nèi)部情況的巡回檢查，運(yùn)行中及時清理冷渣器內(nèi)部焦塊。
    (3)熱工儀表人員及時校核冷渣器進(jìn)、排渣閥的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)，使反饋值與DCS控制指令接近一致，在無卡澀的情況下滿足DCS操作要求。
    (4)調(diào)整冷渣器運(yùn)行風(fēng)量、料層差壓，檢查不同參數(shù)下的冷渣器內(nèi)部結(jié)焦情況。
    (5)找到了爐膛向冷渣器漏渣的原因，是冷渣器進(jìn)渣手動桿未完全處于“關(guān)閉”狀態(tài)所致。
    經(jīng)過為期1個月的調(diào)查、分析認(rèn)為導(dǎo)致2號鍋爐冷渣器內(nèi)部結(jié)焦嚴(yán)重的原因：①冷渣器內(nèi)進(jìn)渣量過大，料層厚度較高，經(jīng)常超過報警值，穿過布風(fēng)板的風(fēng)量減��；渣在冷渣器內(nèi)沒有及時排出，高、低溫室局部不流化，導(dǎo)致冷渣器內(nèi)結(jié)焦嚴(yán)重。②4臺冷渣器都存在進(jìn)渣口澆注料脫落現(xiàn)象，D冷渣器最為嚴(yán)重，且脫落的澆注料塊較大，使冷渣器內(nèi)局部不流化現(xiàn)象進(jìn)一步惡化，加重了D冷渣器內(nèi)的結(jié)焦故障。
3、運(yùn)行調(diào)整和設(shè)施改進(jìn)措施
3.1  運(yùn)行上采取的措施
    (1)冷渣器在運(yùn)行狀態(tài)時，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整進(jìn)／排渣門以控制進(jìn)出渣量，保持進(jìn)、出渣連續(xù)，控制冷渣器風(fēng)量在18 000~ 20 000 m3/h，當(dāng)冷渣器內(nèi)進(jìn)渣量較大時(料層差壓大于7 kPa)，應(yīng)適當(dāng)提高冷渣器風(fēng)量，加速流化。
    (2)一般情況下，可以保持1~2根進(jìn)渣閥手動插桿全開，當(dāng)冷渣器不進(jìn)渣時，方可將另外2根手動插桿開啟，進(jìn)渣正常后，應(yīng)立即恢復(fù)原狀態(tài)。氣動進(jìn)渣閥的開度應(yīng)根據(jù)高、低溫床溫度和出口水溫等進(jìn)行調(diào)整，高溫床溫度應(yīng)控制在750 0C以下，出水溫度不得超過90 0C，否則，應(yīng)立即關(guān)閉進(jìn)渣閥。
    (3)冷渣器內(nèi)料層的差壓在正常運(yùn)行時應(yīng)控制在(4±0.5)  kPa，料層差壓不得大于7 kPa，當(dāng)冷渣器內(nèi)料層差壓大于6 kPa時應(yīng)加大冷渣器排渣量，冷渣器排渣門至最大位置，料層差壓還無明顯下降時，應(yīng)先關(guān)閉冷渣器進(jìn)渣門（控制閥），待冷渣器內(nèi)料層差壓低于4 kPa時，方可開啟冷渣器進(jìn)渣門。
    (4)冷渣器排渣控制閥正常開度應(yīng)控制在20%~35%，如果此時冷渣器內(nèi)焦塊未完全清理干凈，根據(jù)巡回檢查情況應(yīng)不定期開大排渣控制閥開度，但最大開度應(yīng)小于50%，冷渣器內(nèi)焦塊清理干凈后應(yīng)盡快使冷渣器排渣控制閥的開度恢復(fù)到調(diào)整前的狀態(tài)。
    (5)將冷渣器風(fēng)室就地手動小風(fēng)門開度從高溫段到低溫段重新調(diào)整，由原100%、75%、50%、75%、75%依次對應(yīng)調(diào)整為100%、100%、100%、90%、85%，并修改運(yùn)行規(guī)程；當(dāng)冷渣器相鄰倉室間的床壓偏差大于5.0 kPa時，采用迅速關(guān)閉或開啟的方式，調(diào)整相應(yīng)位置的手動小風(fēng)門3～5次，待床壓正常后，將風(fēng)門開度恢復(fù)至調(diào)整前狀態(tài)。應(yīng)特別注意：現(xiàn)場無特殊情況，不得調(diào)整手動小風(fēng)門，更不允許將其關(guān)閉。
    (6)冷渣器進(jìn)渣控制閥和排渣控制閥輸入指令和反饋值偏差大時應(yīng)及時通知熱工儀表人員進(jìn)行調(diào)整校對。
    (7)及時修訂運(yùn)行管理制度，增加對排渣系統(tǒng)的巡回檢查次數(shù)，發(fā)現(xiàn)結(jié)焦或排渣異常，應(yīng)及時就地查明原因，防止故障擴(kuò)大。針對清渣工作中的安全管理需要，制定和發(fā)布了《鍋爐運(yùn)行中冷渣器清堵工作的安全技術(shù)方案》。
3.2對冷渣器設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)的措施
    (1)重新校對安裝進(jìn)渣控制閥與氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，添加密封棉，檢查控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)并校正DCS就地反饋信號。
    (2)對4臺冷渣器內(nèi)部進(jìn)行全面徹底清理，包括水冷管束上方的焦塊，對水冷套體進(jìn)行解體檢查和技術(shù)處理。
    (3)修補(bǔ)冷渣器內(nèi)澆注料脫落部位，在施工工藝上采取防止?jié)沧⒘显俅蚊撀涞拇胧��?br />     (4)在鍋爐排渣口處（即進(jìn)渣控制閥前端）加裝自上而下的運(yùn)行過程中的捅渣裝置。
3.3改進(jìn)效果
3.3.1  運(yùn)行效果
    采取了上述運(yùn)行和設(shè)施改進(jìn)措施，自2009年9月，2號機(jī)組沒有再次發(fā)生因鍋爐冷渣器結(jié)焦故障而使機(jī)組被迫停運(yùn)的問題。機(jī)組負(fù)荷率和利用小時數(shù)有所增加，負(fù)荷率可達(dá)到額定負(fù)荷的90%左右，并且正常、連續(xù)運(yùn)行超過100夭。
3.3.2經(jīng)濟(jì)效益
    鍋爐排渣熱損失由1%下降至0.4%左右，加上其他方面改善因素的共同作用，鍋爐熱效率由85%提高至90%，接近設(shè)計值。機(jī)組供電煤耗降為約330g/(kW．h)，較投產(chǎn)初期下降了50 g/(kW．h)，相當(dāng)于月節(jié)約標(biāo)煤約10 000 t。另外，因減少了非計劃停運(yùn)次數(shù)，平均月減少燃油消耗約160 t。
3.3.3遺留問題
    ①鍋爐負(fù)荷在額定值的90%以上時，冷渣器出口渣溫很難達(dá)到“< 150℃”的設(shè)計值，導(dǎo)致物理熱損失增大。②排渣量較大時，為促進(jìn)流化，冷渣器運(yùn)行風(fēng)量須超過設(shè)備廠設(shè)計值，是否會引發(fā)設(shè)備磨損加重的問題有待論證。
4、結(jié)語
    大型CFB機(jī)組鍋爐排渣系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定是其運(yùn)行中常見的多發(fā)故障之一。可通過采取相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整和設(shè)施改進(jìn)并及時的檢修維護(hù)措施，使冷渣器系統(tǒng)故障率降低，機(jī)組非計劃停運(yùn)次數(shù)大幅減少，機(jī)組運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性得到提高。針對遺留問題，現(xiàn)正在籌劃對2號鍋爐冷渣器進(jìn)行全面的技術(shù)改造。



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