1、引言
    冷渣器是保證循環(huán)流化床(CFB)鍋爐安全、高效運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。雖然冷渣器在設(shè)計(jì)上都有一定的裕度，但是如果冷渣器在運(yùn)行調(diào)整中操作不當(dāng)，就會因?yàn)椴荒芘旁鼘?dǎo)致被迫停運(yùn)和減負(fù)荷運(yùn)行，給電廠帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。對冷渣器故障的分析、處理和預(yù)防是非常值得電廠運(yùn)行檢修等相關(guān)人員探討交流的。本文就以內(nèi)蒙古京泰煤矸石發(fā)電廠滾筒式冷渣器為切入點(diǎn)，探討CFB冷渣器常見問題及改進(jìn)措施，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2、冷渣器及其系統(tǒng)簡介
2.1冷渣器在鍋爐中的重要性
    CFB鍋爐燃燒過程中，在維持一定床內(nèi)物料量的同時(shí)，還需排出燃盡的灰渣和雜質(zhì)，使給煤與排渣處于平衡狀態(tài)，以保證床料溫度和正常的流化。對應(yīng)于鍋爐的不同運(yùn)行工況，需調(diào)整到與燃煤量相適應(yīng)的平衡點(diǎn)，因此，排渣操作是CFB鍋爐最頻繁的運(yùn)行操作之一，也是最易出現(xiàn)故障的設(shè)備之一，保證冷渣器可靠、合理、穩(wěn)定運(yùn)行，排渣順暢，是實(shí)現(xiàn)鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。冷渣器的不正常工作是導(dǎo)致鍋爐被迫停運(yùn)和減負(fù)荷運(yùn)行的主要原因之一。可靠的底渣處理系統(tǒng)是CFB鍋爐的連續(xù)可靠、經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行的必要條件。
2.2滾筒式冷渣器的原理和構(gòu)造
  滾筒水風(fēng)冷式冷渣器的主要原理是：熱渣進(jìn)入滾筒后沿其內(nèi)筒壁螺旋槽道前進(jìn)，內(nèi)外筒夾套內(nèi)通過冷卻水與熱渣進(jìn)行表面逆向換熱，同時(shí)可接入風(fēng)冷系統(tǒng)，可將850℃的熱渣冷卻至200～300℃。
    滾筒冷渣機(jī)主要由滾筒、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、進(jìn)渣裝置、出渣裝置、冷卻水系和電控裝置等組成。冷渣機(jī)冷卻方式以水冷為主，風(fēng)冷為輔。冷卻水由凝泵提供，主要是冷卻灰渣并回收熱量。冷渣機(jī)出渣端配相同通徑的旋轉(zhuǎn)接頭。鍋爐排渣管插入冷渣機(jī)進(jìn)渣口，允許排渣管熱膨脹伸長200--300mm，水平擺動±40mm。
3、冷渣器運(yùn)行中存在的問題及相應(yīng)的改進(jìn)措施
    內(nèi)蒙古京泰煤矸石發(fā)電廠2臺CFB鍋爐設(shè)備整體運(yùn)行情況基本正常，但作為圍產(chǎn)大容量的CFB鍋爐，在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行調(diào)試等各方面，難免存在諸多欠缺和不足，特別是底渣排放系統(tǒng)運(yùn)行的可靠穩(wěn)定性，直接制約了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于冷渣器運(yùn)行故障造成機(jī)組停運(yùn)或被迫降負(fù)荷運(yùn)行，增加了檢修維護(hù)工作量，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。從實(shí)踐運(yùn)行情況看，冷渣器存在的突出問題是進(jìn)渣管燒紅發(fā)燙、入口膨脹節(jié)處漏渣跑灰、結(jié)焦堵塞現(xiàn)象
3.1冷渣機(jī)進(jìn)渣管燒紅發(fā)燙
  由于鍋爐排渣溫度高，大約在850℃左右，如此高的溫度，進(jìn)渣管很容易燒紅發(fā)燙。對運(yùn)行巡檢人員的人身安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，
    下面從選材入手分析，冷渣器落渣管主要的幾種形式和各自有缺點(diǎn)進(jìn)行分析。
權(quán)衡各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，京泰發(fā)電冷渣器排渣管采用OCr25Ni20卷管，排渣管表面采用外側(cè)空套護(hù)管，設(shè)計(jì)成法蘭連接，當(dāng)排渣管堵塞時(shí)可隨時(shí)拆裝，對空套護(hù)管設(shè)計(jì)負(fù)壓吸風(fēng)管路。較好地解除了燒紅、磨損問題。
3.2入口膨脹節(jié)處漏渣跑灰
  由于鍋爐排渣口運(yùn)行中受熱膨脹，冷渣機(jī)與鍋爐排渣口只能采用柔性連接，于是也就有了冷渣機(jī)入口膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)。但是實(shí)踐運(yùn)行中，膨脹節(jié)雖然能夠解決兩者連接處的膨脹不一的問題，可運(yùn)行中在膨脹節(jié)處漏灰十分嚴(yán)重。
3.2.1漏灰原因分析
    冷渣機(jī)入口膨脹節(jié)處主要結(jié)構(gòu)是：高溫閘閥后的接管插入膨脹節(jié)本體約50mm，在接管插進(jìn)膨脹節(jié)的插管上方有一密封的壓圈組件，壓圈組件里面填塞高溫耐火棉。
    從實(shí)踐運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)冷渣機(jī)漏灰的地方是以下兩處： 
    第1處漏點(diǎn)：壓圈組件與下渣管分體結(jié)構(gòu)，以保證進(jìn)渣管上下膨脹
    第2處漏點(diǎn)：圓盤與膨脹節(jié)為兩體結(jié)構(gòu)，以利于下渣管圓周側(cè)膨脹(l)壓圈組件與下渣管分體結(jié)構(gòu)處，這樣的結(jié)構(gòu)原來是為了以保證進(jìn)渣管上下膨脹而設(shè)計(jì)的。在正常情況下，此處密封較嚴(yán)，漏灰現(xiàn)象很少。
    (2)圓盤與膨脹節(jié)兩體結(jié)構(gòu)接合處，此結(jié)構(gòu)是為了利于下渣管圓周側(cè)膨脹的。實(shí)踐運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，溫度很高的熱渣使30mm厚的大圓盤變形嚴(yán)重，從而使圓盤與膨脹節(jié)兩者之間產(chǎn)生了很大的間隙，在爐膛壓力作用下，灰渣便從間隙處噴涌而出。
    特別是當(dāng)圓盤變形，與膨脹節(jié)兩者之間產(chǎn)生了很大的間隙時(shí)，灰渣越積越多，大大加劇了壓圈組件處的漏灰，甚至有時(shí)候熱渣都會往外噴。
3.2.2改進(jìn)措施
    從以上漏灰原因分析可知，由于冷渣機(jī)膨脹節(jié)運(yùn)行環(huán)境的惡劣，使冷渣機(jī)膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形，從而大大把膨脹節(jié)密封效果消減得無影無蹤。噴出來的灰，污染了本來就不潔凈的電廠環(huán)境，給運(yùn)行人員的身體健康帶來很大壓力。而噴出來的熱渣，則直接危害運(yùn)行人員的安全，長時(shí)間漏渣，對機(jī)組的安全運(yùn)行十分不利。對冷渣機(jī)漏灰漏渣的處理刻不容緩。
    既然漏灰漏渣的主要起因是膨脹節(jié)圓盤的變形，則消除這一因素則可以大大減少漏灰漏渣現(xiàn)象。然而從循環(huán)流化床鍋爐流出的熱渣大約有950℃，而由于空間結(jié)構(gòu)的限制，從爐膛到冷渣機(jī)膨脹節(jié)的距離只有約2米的距離，在這樣短的距離要使熱渣冷卻到很低的溫度是不太現(xiàn)實(shí)的。
    經(jīng)過與廠家溝通聯(lián)系，最后確定還是從膨脹節(jié)的密封結(jié)構(gòu)出發(fā)。原膨脹節(jié)圓盤結(jié)構(gòu)的變形很難消除，則可以在原一層密封結(jié)構(gòu)上，增加多層密封結(jié)構(gòu)。
    為了加強(qiáng)對改造后的膨脹節(jié)的支撐，在前后左右方向各對膨脹節(jié)焊接了三角加強(qiáng)筋。
3.2.3改進(jìn)后的運(yùn)行情況
    由一層密封結(jié)構(gòu)改為多層密封膨脹節(jié)后，漏渣現(xiàn)象基本消除了，漏灰消除的效果也很明顯，大大改善了電廠的生產(chǎn)環(huán)境。
3.3冷渣機(jī)結(jié)焦堵塞
  當(dāng)冷渣器啟停、負(fù)荷調(diào)整、床壓過高、流化不良、燃煤雜質(zhì)多且粒徑大時(shí)，極易發(fā)生冷渣器結(jié)焦堵塞故障。
3.3.1原因分析
3.3.1.1燃煤煤質(zhì)及粒度
    燃煤品質(zhì)對冷渣器穩(wěn)定運(yùn)行的影響尤為突出。當(dāng)燃煤中含石塊較多時(shí)，粒徑較大的石塊容易堆積堵塞在排渣入口，造成排渣不暢；同時(shí)，煤質(zhì)次時(shí)，燃煤量加大，導(dǎo)致排渣量增加，冷渣器負(fù)載加大，形成惡性循環(huán)，危及鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行。
3.3.1.2爐膛床料厚度
    運(yùn)行中床料的高低，不僅影響鍋爐燃燒效率，而且危及冷渣器的可靠運(yùn)行。床料過高時(shí)，料層阻力加大，受風(fēng)機(jī)出力的制約，床料難以達(dá)到較好的流化狀態(tài)，造成排渣困難。
3.3.1.3爐內(nèi)澆筑料
    在CFB鍋爐內(nèi)設(shè)計(jì)布置了大量耐磨澆筑料，以防止循環(huán)物料的沖刷磨損。由于澆筑料質(zhì)量或施工工藝質(zhì)量不良，造成澆筑料局部磨損脫落，由于其重度大，流動性差，將會造成進(jìn)渣管或冷渣器堵塞，排渣不暢，間接影響機(jī)組正常運(yùn)行。
3.3.2改進(jìn)措施
3.3.2.1增設(shè)掏渣孔
  根據(jù)冷渣器結(jié)構(gòu)及位置情況，在適當(dāng)?shù)奈恢迷鲩_掏渣孔。運(yùn)行中冷渣器發(fā)生堵塞時(shí)，關(guān)閉相應(yīng)的入口閘門，在采取有效的安全保護(hù)措施的情況下，對冷渣器進(jìn)行掏渣疏通工作，將渣塊或焦塊等引起堵塞的雜物清理出冷渣器，從而保障排渣的暢通，維持冷渣器的正常運(yùn)行。
3.3.2.2開啟排渣閥應(yīng)緩慢，禁止幅度過大。注意監(jiān)視冷渣器各部溫度，排渣盡量少量勤排，最好連續(xù)排渣。為保持冷渣器內(nèi)正常的料層厚度，需對冷渣器進(jìn)渣量進(jìn)行調(diào)整，建立新的進(jìn)渣與排渣的平衡點(diǎn)，在調(diào)整操作過程中，極易引起冷渣器故障。因此，對冷渣器進(jìn)渣進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)做到謹(jǐn)慎平穩(wěn)調(diào)整，逐步過渡，防止進(jìn)渣量失控。鍋爐正常運(yùn)行中冷渣器宜采用少量進(jìn)渣，連續(xù)運(yùn)行方式，并根據(jù)鍋爐負(fù)荷及煤質(zhì)情況確定冷渣器投入的數(shù)量，一般以對稱投入為宜。
3.3.3改進(jìn)后的運(yùn)行情況
    以上改進(jìn)措施實(shí)施后，較好的解決了冷渣器的堵塞問題，未再次發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，保證了機(jī)組的正常運(yùn)行，改良效果顯著。
4、結(jié)束語
    冷渣器能否可靠工作，對鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行有直接影響。如果冷渣器不能正常排渣，鍋爐只有降負(fù)荷運(yùn)行或停爐。因此改進(jìn)冷渣機(jī)及其系統(tǒng)，合理控制冷渣器的運(yùn)行方式，對保證機(jī)組長期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行意義十分明顯，而這也就是本文主要的意旨所在。


相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、生物質(zhì)壁爐
2、秸稈顆粒機(jī)
3、木屑顆粒機(jī)