摘要：循環(huán)流化床鍋爐以其燃料適應(yīng)范圍廣、爐內(nèi)脫硫、低NOx排放、燃燒效率高、負荷調(diào)節(jié)比大、灰渣綜合利用等優(yōu)點，近年來在我國得到了飛速的發(fā)展。本文主要對循化流化床鍋爐滾筒式冷渣機在日常應(yīng)用中所發(fā)生“流渣”現(xiàn)象的原因進行了分析，并對該問題的處理進行了探討。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;滾筒冷渣機;流渣

因為循環(huán)流化床鍋爐灰渣溫度高達9001000℃，所以循化流化床鍋爐均配置專門灰渣冷卻系統(tǒng)（冷渣器）來冷卻高溫的灰渣，將爐膛排出的高溫爐渣冷卻到150℃及以下，從而有利于爐渣的輸送和處理。早期我國引進技術(shù)的循環(huán)流化床鍋爐普遍采用流化床式冷渣器（風(fēng)水聯(lián)合冷渣器）。但流化床式冷渣器無法適應(yīng)國內(nèi)復(fù)雜多變的燃料品質(zhì)，當(dāng)出現(xiàn)較多大顆粒時，流化床式冷渣器容易出現(xiàn)堵塞、結(jié)焦等問題，最終導(dǎo)致鍋爐壓火或者停爐。滾筒冷渣機以其對爐渣粒徑及分布要求寬松;通渣能力強，對渣量的適應(yīng)性較好;冷渣效果好;耗電率低;運行平穩(wěn)可靠;操作方便;系統(tǒng)配置簡單;磨損量小，整機壽命高;安裝方便等特點目前已在大型循化流化床鍋爐中得到了大規(guī)模的應(yīng)用，并成為循環(huán)流化床鍋爐灰渣冷卻的主流產(chǎn)品。

但滾筒冷渣機在實際應(yīng)用中也暴露出了一些問題，例如：冷渣器入口管存在燒紅現(xiàn)象、下渣管堵塞和下渣管出風(fēng)不出渣;冷渣器進出口旋轉(zhuǎn)接頭漏渣;長時間運行筒體跑偏;傳動鏈條磨損斷裂;冷渣機出口無規(guī)律性“流渣”現(xiàn)象等。本文以某廠LGT系列滾筒冷渣機為例針對冷渣機出口無規(guī)律性“流渣”現(xiàn)象進行探討分析。

一、滾筒冷渣機結(jié)構(gòu)及原理

該廠LGT系列滾筒冷渣機是由滾筒、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、驅(qū)動機構(gòu)、進渣裝置、出渣裝置、冷卻水系和電控裝置、進渣管組件等組成（詳見下圖）。

其工作原理為鍋爐排渣口排出的熾熱的灰渣經(jīng)斜伸入滾筒內(nèi)的進渣管進入滾筒端部，并在進渣管周圍堆積到一定高度，當(dāng)其產(chǎn)生的重力與進渣管內(nèi)的渣流的重力平衡時，管內(nèi)渣流便被阻滯;當(dāng)由滾筒旋轉(zhuǎn)而推動灰渣向滾筒出渣端移動時，進渣管出口周圍渣堆高度隨之下降從而打破了管內(nèi)外灰渣的重力平衡，管內(nèi)渣流又繼續(xù)。這樣，滾筒轉(zhuǎn)，熱渣流進;滾筒停，熱渣流停;快轉(zhuǎn)快進，慢轉(zhuǎn)慢進。在灰渣推進過程中，灰渣與冷卻水進行熱交換，由循環(huán)流動的冷卻水將灰渣大部分熱量帶走，灰渣溫度降低，可以由輸渣設(shè)備運走或儲存到渣倉內(nèi)。

二、滾筒冷渣機流渣的現(xiàn)象及原因分析

（1）該廠自2012年底投產(chǎn)，尤其自2018年以來先后出現(xiàn)多次冷渣機出口“流渣”現(xiàn)象。主要表現(xiàn)為冷渣機入口頻繁堵渣后，經(jīng)過人工敲打疏通、爐膛床壓上升、爐膛壓力波動等原因誘發(fā)無規(guī)律可循的冷渣機出口大量“流渣”現(xiàn)象。冷渣機出口渣溫高達300500℃，造成冷渣機出口渣溫高保護動作，冷渣機跳閘。嚴重時大量熱渣瞬時涌入輸渣機，造成輸渣機瞬時過載跳閘，使得輸渣機鏈斗因高溫變形，冷渣機筒體碳化，甚至通過輸渣機縫隙，熱渣灰涌出輸渣機箱體，不僅增加大量的清理維修工作，甚至威脅機組及人身安全。

（2）循環(huán)流化床鍋爐滾筒冷渣機流渣原因分析。①冷渣機本身造成“流渣”的原因。a.通過查看該型號冷渣機安裝使用說明書要求冷渣機進入筒體的進渣管距離內(nèi)筒壁的距離一般控制在180230mm，視出力大小而有不同，即開口高度要低于筒體內(nèi)最高的螺旋片。而該廠在運行過程中頻發(fā)出現(xiàn)冷渣機進渣管脫落、進渣管堵塞磨損等問題，在維護過程中增大了進渣管與內(nèi)筒壁的距離，甚至超過了筒體內(nèi)最高的螺旋片，造成渣封高度增加，阻力減小，增大了流渣的風(fēng)險。b.隨著冷渣機運行時長的增加，冷渣機螺旋導(dǎo)流片磨損變短或者缺失較多，在沒有得到有效的維護情況下造成冷渣機內(nèi)部阻力變小，當(dāng)發(fā)生堵渣突然暢通后，增加了“流渣”的可能。c.因該廠在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)爐膛內(nèi)部結(jié)焦、入爐煤粒徑大等原因造成的冷渣機進渣管堵塞問題，并通過人工捅渣或敲打等方式疏通，造成冷渣機進渣管變形、進渣管內(nèi)部澆注料脫落，加劇了進渣管堵渣的可能，當(dāng)堵渣突然暢通后增大了“流渣”的風(fēng)險。d.該廠冷渣機冷卻水取自凝結(jié)水，雖然凝結(jié)水水質(zhì)較好，但投產(chǎn)7年以來未進行過定期除垢工作，且2018年該廠為降低鍋爐排煙溫度進行了低壓省煤器改造對冷渣機冷卻水進行分流造成冷渣機冷卻水量減少，同時該廠為間接空冷機組存在夏季真空低凝結(jié)水溫高的問題，勢必影響換熱效果，在排渣過程中尤其是大量熱渣涌入冷渣機時熱渣得不到充分的冷卻流至排渣口，排渣溫度高增加了“流渣”風(fēng)險。②外部因素分析。a.該廠自投產(chǎn)以來為降低成本執(zhí)行配煤摻燒制度，增加經(jīng)濟煤種的摻燒量，其中包括對煤泥摻燒。主要通過給煤機輸送的入爐煤中摻混晾曬干煤泥及煤泥膏體泵泵送濕煤泥的方式進入爐膛。因煤泥本身粒徑較細，造成爐膛內(nèi)部物料中細灰比例增大，進入冷渣機的床料中細灰含量高，同時因細灰的流動性強，在冷渣機內(nèi)部具有流動性，增加了冷渣機“流渣”的幾率。b.同時該廠在執(zhí)行配煤摻燒的同時，入爐煤種摻混有大量的中煤及煤矸石，中煤及煤矸石在燃燒過程中爆裂性差，在爐膛底部聚集堵塞排渣口，當(dāng)通過擾動突然暢通，勢必造成大量粗細物料涌入冷渣機，來不及冷卻流至冷渣機出口造成“流渣”。c.通過運行經(jīng)驗該廠發(fā)生多次爐膛結(jié)焦及風(fēng)帽脫落問題，造成爐膛內(nèi)部風(fēng)場流向改變，尤其是風(fēng)場改變后冷渣機進渣口與回料器出口形成短路時，回料器返回的大量細灰直接進入冷渣機，造成“流渣”。

三、滾筒冷渣機“流渣”問題的解決方案

（一）滾筒冷渣機的改造及維護

（1）提高冷渣機內(nèi)螺旋葉片的高度，在“流渣”時可將大量的熱渣阻擋在冷渣機內(nèi)，防止大量熱渣涌入輸渣機造成“流渣”。該方案已經(jīng)在某廠無錫鍋爐廠生產(chǎn)的UG480/13.7M型循化流化床鍋爐中應(yīng)用并取得了良好的效果，“流渣”現(xiàn)象明顯減少，且改造前后對冷渣機的出力未產(chǎn)生影響。

（2）在進渣管出口處設(shè)擋板或在螺旋片處設(shè)擋板，原理同上，增加熱渣在冷渣機內(nèi)部的阻力，防止“流渣”，該方案同時為廠家推介方案。

（3）控制進渣管口距離內(nèi)筒壁的距離低于筒體內(nèi)最高的螺旋片，若需增大冷渣機出力，在進渣管直段兩側(cè)開弧口方式解決，防止冷渣機進渣口渣封形成困難或?qū)湓鼨C出口方向阻力減小造成“流渣”。

（4）冷渣機入口采用篦式組合閥，防止大量灰渣瞬時涌出。該方案也在某廠上鍋生產(chǎn)的SG690/13.7M451循環(huán)流化床鍋爐中得到應(yīng)用，渣自流問題的到徹底解決。

（5）冷渣機換熱面定期除垢，提高換熱效率，降低排渣溫度。

（二）運行方式及燃燒調(diào)整降低“流渣”風(fēng)險

（1）配煤摻燒過程中嚴格控制入爐煤粒徑的兩極分化，同時嚴格控制中煤與煤泥的同時摻燒比例，防止出現(xiàn)粗渣堵塞冷渣機排渣管，疏通后細渣大量涌入冷渣機。

（2）在保證燃燒調(diào)整的同時維持較低床溫，較少結(jié)焦風(fēng)險，降低冷渣機入口渣溫高和堵渣的風(fēng)險。

（3）適當(dāng)降低一次風(fēng)量，保持合理的床壓，維持穩(wěn)定的爐膛內(nèi)部壓力，防止出牙大幅波動，較少冷渣機堵渣后突然暢通的風(fēng)險。

（4）合理調(diào)節(jié)冷渣機運行方式，轉(zhuǎn)速要控制在30Hz以下，盡量低轉(zhuǎn)速運行，采取間斷排渣，勤排、少排，防止渣封破壞造成“流渣”。

（5）冷渣機停運后盡量不排空冷渣機內(nèi)部存渣，防止再次啟動，冷渣機內(nèi)部無渣，滾筒內(nèi)部阻力過小。

（三）其他

（1）低壓省煤器冷卻水改造至冷渣機后，減少多冷渣機冷卻水的分流。

（2）采取冷端治理措施，提高機組真空，降低凝結(jié)水溫，或者冷渣機冷卻水更改為其他水源。

（3）考慮爐膛側(cè)墻排渣、采取防結(jié)焦措施或者進行布風(fēng)板風(fēng)帽改造等減少回料器細灰直接排入冷渣機的可能。

四、結(jié)語

綜上所述，循化流化床鍋爐滾筒冷渣機“流渣”現(xiàn)象雖然沒有規(guī)律可循，但通過總結(jié)分析“流渣”現(xiàn)象的原因，并采取相應(yīng)的措施，該問題還是可以得到有效的控制，希望上述分析能夠給同類型配備滾筒冷渣機的循化流化床鍋爐機組提供參考，避免發(fā)生“流渣”事故的發(fā)生。

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[5]青島松靈LGT系列滾筒冷渣機安裝使用說明書.

作者簡介：吳昊，河北定州人，工程師，研究方向：火電廠集控運行。