摘要：冷渣器作為循環(huán)流化床鍋爐高效運(yùn)行的重要輔助部件之一，它能否長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)系到鍋爐平穩(wěn)運(yùn)行。文章針對(duì)中化泉州石化有限公司冷渣器由于排渣困難造成鍋爐非計(jì)劃停車(chē)的一系列問(wèn)題進(jìn)行了冷渣器改造與生產(chǎn)上的調(diào)整，改造后冷渣器實(shí)現(xiàn)連續(xù)排渣，基本實(shí)現(xiàn)改造目的。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；冷渣器；鍋爐運(yùn)行；非計(jì)劃性停車(chē)；節(jié)能環(huán)保 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TK227 文章編號(hào)：1009-2374（2017）02-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.020

當(dāng)前，循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)是已基本實(shí)現(xiàn)大型化和商業(yè)化的潔凈煤燃燒技術(shù)，由于具有燃燒效率高、燃燒強(qiáng)度高、脫硫效率高、氮氧化物排放低、燃料適應(yīng)性好、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、負(fù)荷調(diào)節(jié)快等優(yōu)點(diǎn)，在世界各主要工業(yè)國(guó)家得到大力發(fā)展和推廣應(yīng)用，并取得了重大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。冷渣器作為循環(huán)流化床鍋爐高效運(yùn)行的重要輔助部件。它的不正常運(yùn)行是導(dǎo)致被迫停爐和減負(fù)荷運(yùn)行的主要原因之一，因此冷渣器的可靠運(yùn)行關(guān)乎循環(huán)流化床鍋爐能否可靠、長(zhǎng)周期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文從我司循環(huán)流化床鍋爐冷渣器投運(yùn)以來(lái)所出現(xiàn)的一些問(wèn)題以及改造狀況做一個(gè)介紹，以期對(duì)循環(huán)流化床鍋爐冷渣器的改造與運(yùn)行有所幫助。

1 設(shè)備概況

1.1 裝置簡(jiǎn)介

本裝置是泉州石化項(xiàng)目的主要系統(tǒng)配套裝置，是全廠蒸汽平衡的重要產(chǎn)汽及調(diào)節(jié)裝置，采用的是美國(guó)FW公司生產(chǎn)的2臺(tái)310t/h的高溫高壓的CFB鍋爐，鍋爐燃料為正?？扇加?00%的石油焦也可摻燒80%的燃煤。

鍋爐系統(tǒng)配套煙氣脫硫除塵系統(tǒng)，煙氣脫硫除塵系統(tǒng)包括為2臺(tái)310t/h CFB鍋爐排放的2×286000Nm3/h煙氣配套的除塵裝置（包括布袋除塵器和引風(fēng)機(jī)）、濕式洗滌脫硫脫硝裝置（包括洗滌塔系統(tǒng)、臭氧發(fā)生系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、NaOH供應(yīng)系統(tǒng)）。

每臺(tái)鍋爐排放的含有SO2、NOx和煙塵的熱煙氣通過(guò)煙道輸送每臺(tái)鍋爐配套的布袋除塵器，除塵后經(jīng)引風(fēng)機(jī)送至EDV?系統(tǒng)進(jìn)行脫硫脫硝。EDV?系統(tǒng)在EDV?洗滌塔的入口冷卻部分將煙氣冷卻至它的飽和溫度，在洗滌塔的洗滌部分除去SO2、NOx和煙塵。在通過(guò)洗滌單元后，煙氣進(jìn)入位于噴霧塔內(nèi)包含15個(gè)旋風(fēng)單元的旋風(fēng)組件。每個(gè)旋風(fēng)單元間離心力分離煙氣中的殘留水滴。脫除水滴后的煙氣排放至位于洗滌塔頂部的煙囪，然后排放大氣。

1.2 燃料特性

本鍋爐實(shí)際摻燒的燃料為90%石油焦與10%燃煤。石油焦與燃煤的特性如下：（1）石油焦水分在0～3.5%（重量）之間，燃煤水分在7%～9%（重量）之間；（2）石油焦灰分在0.2%～2.5%（重量）之間，燃煤灰分在15%～25%（重量）之間；（3）石油焦揮發(fā)分在9.5%～11.5%（重量）之間，燃煤揮發(fā)分在30%～50%（重量）之間；（4）石油焦低位發(fā)熱量在31.9～34.2（MJ/kg）之間，燃煤低位發(fā)熱量在18.5～23（MJ/kg）之間。

1.3 冷渣器作用

從循環(huán)流化床鍋爐排出的高溫灰渣會(huì)帶走大量的物理熱，從而惡化現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件，灰渣中殘留的S和O仍可以在爐外釋放二氧化硫和氮氧化物，造成環(huán)境污染。對(duì)灰分高于30%的中低熱值燃料，灰渣不經(jīng)冷卻，灰渣物理?yè)p失可達(dá)2%以上，這部分可通過(guò)風(fēng)冷冷渣器回收利用。

1.4 冷渣器結(jié)構(gòu)

該鍋爐配套的冷渣系統(tǒng)為風(fēng)冷冷渣器。冷渣器位于爐膛兩側(cè)，當(dāng)爐膛內(nèi)壓力高于允許值時(shí)，鍋爐排出部分爐底的粗渣。排出的高溫爐渣在冷渣器內(nèi)冷卻，冷卻后的爐渣溫度低于200℃，可以滿足出渣設(shè)備的要求。每臺(tái)冷渣器被分隔為4個(gè)區(qū)域。從爐內(nèi)出來(lái)的固體首先進(jìn)入選擇區(qū)，在此完成燃燒，更細(xì)的煤及石灰石顆粒被帶回到爐內(nèi)。接著是3個(gè)冷卻區(qū)，底渣的冷卻在此完成，熱空氣回到爐內(nèi)。冷渣器選擇區(qū)和冷卻區(qū)的冷卻空氣由鍋爐的一次風(fēng)機(jī)提供，冷一次風(fēng)取自管式空氣預(yù)熱器之前，在其經(jīng)過(guò)冷渣器后，返回爐內(nèi)作為燃燒空氣。床灰排出速度受控于每臺(tái)冷渣器出口側(cè)（冷側(cè)）的流量控制回轉(zhuǎn)閥。冷渣器沒(méi)有其他機(jī)械/運(yùn)動(dòng)部件，依靠空氣流化來(lái)運(yùn)行，有已被證明的低維修工作量的跟蹤記錄。冷渣器容量的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為在鍋爐最大出力和設(shè)計(jì)燃料的條件下200%的預(yù)計(jì)底灰流量。

自我司兩臺(tái)CFB鍋爐投運(yùn)以來(lái)，冷渣器主要出現(xiàn)以下問(wèn)題：（1）爐膛內(nèi)燃料燃燒不充分使冷渣器分離段的底渣含碳量高因而發(fā)生二次燃燒，導(dǎo)致冷渣器分離段高溫結(jié)焦，造成排渣困難，最后因床壓太高得不到控制，從而造成鍋爐非計(jì)劃停爐；（2）爐膛往冷渣器進(jìn)渣管的高壓風(fēng)流量控制不合理，使進(jìn)渣管的排渣量得不到控制，不是太高就是太低，從而導(dǎo)致結(jié)渣堵塞；（3）開(kāi)工前期，各個(gè)運(yùn)行班組對(duì)冷渣器四個(gè)風(fēng)室的流化風(fēng)量控制有分歧，流化風(fēng)量過(guò)高造成冷渣器氧含量過(guò)剩造成冷渣器二次燃燒，風(fēng)量過(guò)小造成冷渣器各個(gè)風(fēng)室的底渣流化不良或者不能把底渣冷卻下來(lái)，最后使冷渣器排渣困難；（4）經(jīng)常利用冷渣器的事故排渣閥人工排紅渣，這樣不但污染環(huán)境，更是危及人身以及設(shè)備的安全；（5）冷渣器的旋轉(zhuǎn)排渣閥不能連續(xù)排渣，造成鍋爐的床壓升高，為了保持一定床壓，往爐膛添加脫硫用的石灰石粉用量必須減少。我廠CFB鍋爐脫硫分為爐內(nèi)脫硫和尾部脫硫，尾部脫硫系統(tǒng)使用的是濕式洗滌脫硫塔，即往脫硫塔加入NaOH溶液，從而達(dá)到脫硫效果。因?yàn)橐ＷC鍋爐二氧化硫的排放量符合國(guó)家規(guī)定的200mg/Nm3以下，所以導(dǎo)致?tīng)t后脫硫的用堿量大幅增加。

2 改造措施

針對(duì)以上CFB鍋爐冷渣器運(yùn)行出現(xiàn)的問(wèn)題，工藝、設(shè)備、運(yùn)行等人員做了如下改造與調(diào)整：（1）增加兩臺(tái)煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的煙氣由引風(fēng)機(jī)出口抽取，使原來(lái)冷渣器分離段與1段冷卻器的流化冷卻風(fēng)由一次冷風(fēng)調(diào)整為引風(fēng)機(jī)出口經(jīng)過(guò)升壓的低溫?zé)煔狻＃?）調(diào)整進(jìn)入鍋爐的石油焦、煤、石灰石的粒徑，減少大顆粒燃料所占的比例，使燃料粒徑符合鍋爐燃料標(biāo)定的范圍。（3）各個(gè)運(yùn)行班組人員加強(qiáng)溝通，統(tǒng)一操作指令：當(dāng)冷渣器各倉(cāng)室溫度出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)調(diào)整，使冷渣器各個(gè)風(fēng)室的冷卻流化風(fēng)量保持穩(wěn)定；當(dāng)分離段溫度超過(guò)700℃，應(yīng)逐步關(guān)小或關(guān)閉冷渣器旋轉(zhuǎn)出閘閥開(kāi)度，直至溫度下降或不再上升，待穩(wěn)定后再開(kāi)大。（4）各個(gè)運(yùn)行班組在操作時(shí)做到：爐膛物料流化良好，爐墻四周的二次風(fēng)穿透力較強(qiáng)；在保證流化的情況下，降低一次風(fēng)量，保證較大顆粒的焦粒在爐膛內(nèi)進(jìn)行多次循環(huán)；同時(shí)調(diào)整一、二次風(fēng)與煤的配比，保證充足的氧量；加強(qiáng)爐內(nèi)燃燒，保持鍋爐的床溫在880℃～920℃之間。（5）加強(qiáng)爐膛往冷渣器的進(jìn)渣管的風(fēng)量調(diào)整，使高壓輸渣風(fēng)風(fēng)量穩(wěn)定在4～6Nm3/min范圍。（6）增加冷渣器的事故排渣閥，即在3個(gè)冷卻段風(fēng)室各增加一個(gè)事故排渣閥，以保持冷渣器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能在線疏通，從而保證冷渣器的平穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行。

3 改造效果

通過(guò)以上對(duì)冷渣器的改造及運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整，冷渣器運(yùn)行的可靠性大大提高，基本消除了鍋爐因冷渣器超溫結(jié)焦而停爐的隱患。實(shí)際運(yùn)行優(yōu)勢(shì)如下：

第一，改造后，冷渣器分離段底渣因缺氧沒(méi)有二次燃燒，使得冷渣器沒(méi)有發(fā)生高溫結(jié)焦而停爐。

第二，改造后，通過(guò)調(diào)整燃燒底渣含碳量也明顯降低，以下是冷渣器改造前后的底渣含碳量對(duì)比：（1）改造前冷渣器底渣含碳量為12%（重量），改造后為2%（重量）；（2）改造前冷渣器底渣氧化鈣量為54%（重量），改造后為10%（重量）；（3）改造前冷渣器底渣硫酸鈣量為14%（重量），改造后為6%（重量）。

第三，鍋爐爐外脫硫所用燒堿量大幅降低。我廠CFB鍋爐脫硫分為爐內(nèi)脫硫和尾部脫硫，爐內(nèi)脫硫用的是石灰石，尾部脫硫用的是濃度32%NaOH，32%NaoH每噸的成本大約為800元，每月的耗堿量大約為4500t，每個(gè)月堿液就要消耗360萬(wàn)元左右，石灰石成本大約200元，每月消耗大概8000t，增加了煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)以后，冷渣器可以順暢排渣，可以有效地控制床壓，可以加大石灰石的使用量，使?fàn)t內(nèi)的脫硫效果更加明顯，進(jìn)而減少了尾部氫氧化鈉的消耗，現(xiàn)在每月的耗堿量降低到2000t左右，石灰石的耗量增加到12000t，堿液每月少用2500t左右，也相當(dāng)于每月節(jié)省200萬(wàn)元左右，一年則是2400萬(wàn)元左右，為公司節(jié)省了大筆運(yùn)行費(fèi)用。

第四，改造后，人工捅渣疏通冷渣器再也沒(méi)發(fā)生過(guò)，使職工的工作環(huán)境得到很大改善。

改造后存在的不足主要有：（1）新增2臺(tái)煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)，致使鍋爐本身用電消耗量增大；（2）冷渣器分離段溫度因燃料、石灰石粒徑的變化，有時(shí)還是會(huì)超溫，但只要及時(shí)停止冷渣器旋轉(zhuǎn)出渣閥，待溫度下降后再開(kāi)啟，問(wèn)題就能夠解決。

4 結(jié)語(yǔ)

冷渣器作為循環(huán)流化床鍋爐的重要輔助設(shè)備，它的不正常運(yùn)行是導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐被迫停爐和減負(fù)荷運(yùn)行的主要原因之一，同時(shí)它可以保持爐膛灰平衡和床料的良好流化，細(xì)顆粒分選回送，提高燃燒和脫硫效率，加熱鍋爐用風(fēng)等條件。它能否長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)系到鍋爐平穩(wěn)運(yùn)行。經(jīng)過(guò)這次冷渣器改造及生產(chǎn)上的優(yōu)化調(diào)整，冷渣器再?zèng)]有出現(xiàn)高溫結(jié)焦致使鍋爐停爐的故障，基本達(dá)到改造的目的；冷渣器能夠連續(xù)排渣，使鍋爐床壓維持在一個(gè)穩(wěn)定范圍，并因此節(jié)省了脫硫堿液的用量，為公司創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：劉云龍（1987-），男，廣東揭陽(yáng)人，中化泉州石化有限公司助理工程師，研究方向：鍋爐運(yùn)行。

（責(zé)任編輯：蔣建華）