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    隨著CFB鍋爐的快速發(fā)展，高溫灰渣的冷卻問題越來越受到人們的重視。作為CFB鍋爐的重要輔機(jī)，排渣系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要，直接關(guān)系到鍋爐的連續(xù)可靠和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。某大型石化企業(yè)自備電站配套有2臺(tái)美國(guó)FW公司制造的410t/h CFB鍋爐，分別于2005-2006年投入商業(yè)運(yùn)行，經(jīng)歷了煤焦混燒、全燒越南無煙煤、全燒貴州煙煤及摻燒油頁巖等幾種工況，配套的排渣系統(tǒng)為2臺(tái)鍋爐的安全長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了保障。在煤炭資源緊張的情況下，鍋爐燃用高灰分的煤炭或摻燒油頁巖的可能性較大，因此，結(jié)合其排渣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)，分析其可靠性問題具有重要作用。
1、排渣系統(tǒng)
    排渣系統(tǒng)由2臺(tái)爐的4臺(tái)風(fēng)水共冷式流化床冷渣器和2條機(jī)械輸渣線組成。
1.1冷渣器
    風(fēng)水共冷式流化床冷渣器采用FW公司的專利產(chǎn)品，主要由進(jìn)渣管、回風(fēng)管、選擇室、冷卻室、冷卻水盤管、排渣管和排渣閥等組成，見圖1。
1.1.1進(jìn)渣管
    進(jìn)渣管為連接爐膛和冷渣器間的剛性排渣短管，內(nèi)襯耐火材料，布置在爐膛左、右兩側(cè)布風(fēng)板上面。進(jìn)渣管底部為階梯布置的定向風(fēng)帽。根據(jù)爐膛床壓與冷渣器選擇室床壓間的壓差大小，在定向風(fēng)帽脈動(dòng)風(fēng)的流化作用下，將底渣“推入”冷渣器。該進(jìn)渣管特點(diǎn)是；尺寸短，剛性連接（無膨脹節(jié)），排渣傾斜角固定，不易堵塞。即使有較大塊渣堵塞在進(jìn)渣管，也可以由專門設(shè)計(jì)的通渣管進(jìn)行疏通。進(jìn)入冷渣器的渣量通過調(diào)節(jié)進(jìn)渣管定向噴嘴的流化風(fēng)量進(jìn)行控制。進(jìn)渣管上沒有設(shè)置與爐膛間的隔離裝置。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。
1.1.2回風(fēng)管
    冷渣器頂部設(shè)有2個(gè)回風(fēng)管。經(jīng)過灰渣加熱后的一次風(fēng)，攜帶著部分細(xì)灰經(jīng)回風(fēng)管返回爐膛，這兩路一次風(fēng)是作為二次風(fēng)參與爐膛的燃燒�；仫L(fēng)管由耐高溫不銹鋼卷制而成，與冷渣器連接處設(shè)置金屬膨脹節(jié)以吸收脹差，回風(fēng)管上也無與爐膛間的隔離裝置。
1.1.3冷渣室
    冷渣室分成選擇分離室、冷卻1、2、3室共4個(gè)室，中間由耐火耐磨磚墻隔開，隔墻底部設(shè)有過渣孔，3個(gè)冷卻室中間均設(shè)有相同的蛇形冷卻水管。一次風(fēng)被引到冷渣器用來篩選、冷卻和輸送底渣。底板上鉆孔焊接定向風(fēng)帽。流化冷一次風(fēng)和3根支管上分別裝有測(cè)風(fēng)量裝置和風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，以調(diào)整各個(gè)風(fēng)室的風(fēng)量。冷渣器的選擇分離室及冷卻l、2、3室底部風(fēng)室共設(shè)計(jì)有4路冷卻流化風(fēng)，流化風(fēng)用于冷卻、流化底渣床料，防止大渣沉積，從而避免結(jié)焦。
1.1.4排渣管
    排渣管由圓管接在冷渣器出口，連接處設(shè)置金屬膨脹節(jié)以吸收脹差，下接變頻式旋轉(zhuǎn)排渣閥。將冷卻后的底渣排向刮板機(jī)，經(jīng)由刮板機(jī)及斗提機(jī)輸送至底渣庫。底渣排放量由旋轉(zhuǎn)排渣閥轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。
    與東方鍋爐廠早期引進(jìn)FW公司的風(fēng)水共冷式流化床冷渣器相比，本冷渣器取消返料管，在冷卻室頂部多增加了一個(gè)回風(fēng)管，選擇室與冷卻室間隔墻上部改為連通，提高了選擇室對(duì)底渣的選擇效率和冷卻能力，降低了結(jié)焦的機(jī)率；另外對(duì)冷渣器的支撐方式進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，由底部支撐改為頂部支撐，使得進(jìn)渣管長(zhǎng)度由1.6 m縮短至0.75 m，使進(jìn)渣管的膨脹更小。
1.2風(fēng)水共冷式底渣輸送系統(tǒng)
    每臺(tái)鍋爐的底部有2個(gè)排渣口，排渣溫度約200℃，2臺(tái)鍋爐共用2套連續(xù)式機(jī)械輸渣系統(tǒng)將渣送入一座底渣庫（見圖3），2套系統(tǒng)以一用一備的方式運(yùn)行，以提高輸渣系統(tǒng)的可靠性。為滿足輸送高溫爐渣的要求，輸渣設(shè)備由埋刮板爐渣輸送機(jī)和鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)組成。
2、排渣系統(tǒng)可靠性分析
    自投入商業(yè)運(yùn)行以來，2臺(tái)鍋爐均保持較高可用率，沒有出現(xiàn)因排渣系統(tǒng)故障造成的停爐事故，但排渣系統(tǒng)還是存在一些問題。
2.1斗式提升機(jī)和埋刮板機(jī)跳閘
    鍋爐投產(chǎn)初期，由于缺乏運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，斗式提升機(jī)和埋刮板機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)跳閘，并導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)排渣閥跳停。
2.1.1原因
    (1)斗式提升機(jī)和埋刮板機(jī)軌道平行度偏差大、托輪轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、鏈板間隙小，造成機(jī)械過負(fù)荷。
    (2)埋刮板機(jī)變頻輸出過小。
    (3)機(jī)內(nèi)積渣過滿。
2.1.2措施
(1)調(diào)整斗式提升機(jī)和埋刮板機(jī)軌道平行度偏差及鏈板間隙。
    (2)更換部分托輪并定期潤(rùn)滑。
    (3)定期切換和檢查兩條機(jī)械排渣線。
    (4)埋刮板機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻控制輸出值保持在70%以上。
    (5)對(duì)輸渣設(shè)備聯(lián)鎖功能進(jìn)行改進(jìn)，增加斗式提升機(jī)跳閘聯(lián)鎖埋刮板機(jī)跳閘和旋轉(zhuǎn)排渣閥跳閘功能。增加底渣庫高料位報(bào)警和增加旋轉(zhuǎn)排渣閣下部三通閥的切換條件，對(duì)應(yīng)排渣線的斗式提升機(jī)和埋刮板機(jī)運(yùn)行5 min后才允許切換。
2,2冷渣器堵塞
2.2.1原因
    (1)煤質(zhì)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值。該鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種煙煤時(shí)床溫為850～870℃，主要是考慮到混燒石油焦時(shí)床溫會(huì)達(dá)到900～950℃；而當(dāng)燃用低熱值的越南無煙煤時(shí)，由于鍋爐床溫只有820～830℃，造成底渣含碳量較高。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，每次冷渣器結(jié)渣堵塞前，底渣含碳量均高達(dá)6%以上。
    (2)入爐煤粒度嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值。該鍋爐入爐燃料制備系統(tǒng)由兩級(jí)破碎篩分系統(tǒng)組成，一級(jí)破碎機(jī)為國(guó)產(chǎn)環(huán)錘破碎機(jī)，二級(jí)為德國(guó)FAM可逆錘擊式細(xì)碎機(jī)，兩級(jí)篩分機(jī)均為直線振動(dòng)篩。實(shí)際運(yùn)行中，直線振動(dòng)篩篩板中的篩條易損壞，導(dǎo)致一部分煤矸石未經(jīng)破碎就進(jìn)入爐膛，人爐煤矸石積累到一定程度后造成冷渣器堵塞。
    (3)冷卻器各個(gè)室流化不良，輸渣不暢。經(jīng)過檢查，流化不良主要原因是冷渣器的定向風(fēng)帽磨損后造成的。冷渣器風(fēng)帽布置見圖4。一般選擇室和過渣孔中的風(fēng)帽損壞較多，當(dāng)這些風(fēng)帽損壞后，由于流化不良，灰渣無法順利從選擇室流向各冷卻室，造成堵塞。
2.2.2措施
    目前國(guó)內(nèi)135 MW等級(jí)CFB鍋爐配備的風(fēng)水共冷式流化床冷渣器幾乎全被滾筒冷渣器所取代。但是流化床冷渣器具有可將細(xì)石灰石、未燃盡燃料及熱風(fēng)回收到爐內(nèi)的優(yōu)點(diǎn)，是其他型式冷渣器不具備的。該型冷渣器在我國(guó)的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用時(shí)間還不長(zhǎng)，相關(guān)理論和應(yīng)用技術(shù)的研究還需不斷深入，因而有必要采取適當(dāng)措施確保其可靠運(yùn)行。主要措施有：
    (1)加強(qiáng)人廠煤炭的管理，降低人爐煤的含矸率。CFB鍋爐燃料必須引入“含矸率”作為質(zhì)量控制指標(biāo)。
    (2)將兩級(jí)破碎系統(tǒng)中振動(dòng)篩的篩板進(jìn)行改造，其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)改良后可延長(zhǎng)使用壽命，提高燃料的過篩效率，提高振動(dòng)篩的可靠性。兩級(jí)破碎篩分系統(tǒng)由檢修人員每天進(jìn)行例檢，在全燒越南無煙煤、煙煤時(shí)能確保入爐燃煤粒度。由于油頁巖特殊的物理結(jié)構(gòu)，其破碎后呈片狀且具有良好的自相似性，使得直線振動(dòng)篩的過篩效率極低，大部分片狀油頁巖直接穿過振動(dòng)篩進(jìn)入爐膛；且油頁巖屬易著火、難燃盡的固體燃料，片狀油頁巖未經(jīng)完全燃燒逐漸匯集到冷渣器的選擇室，容易造成堵塞。因此，如大量摻燒油頁巖前需將燃料制備系統(tǒng)的直線振動(dòng)篩進(jìn)行改造，建議改成雙層滾動(dòng)篩或弛張篩。
    (3)盡可能提高床溫，優(yōu)化配風(fēng)，降低底渣含碳量。
    (4)冷渣器各倉室維持一定床壓，減緩定向風(fēng)帽的磨損，這是目前較為有效的做法。有的電廠采取增高冷渣器內(nèi)部排渣口高度的措施以建立床壓，實(shí)踐證明這不利于大渣的排出，較為可行的方法應(yīng)該是用性能可靠的旋轉(zhuǎn)排渣閥來控制床壓。
    (5)該型冷渣器與爐膛連通的三個(gè)連接管沒有隔離設(shè)備，要“隔離”冷渣器只有采取停止進(jìn)渣管脈動(dòng)風(fēng)和調(diào)整爐膛負(fù)壓的方法。要成功實(shí)現(xiàn)不停爐清理冷渣器，單臺(tái)冷渣器必須具備100%鍋爐負(fù)荷的排渣能力，冷渣器的每個(gè)室均應(yīng)設(shè)計(jì)有人孔以便于清渣，冷渣器進(jìn)渣管里的存渣在切斷脈動(dòng)風(fēng)后不會(huì)發(fā)生自流，冷渣器與爐膛連接的煙氣回風(fēng)管在調(diào)整爐膛負(fù)壓后不會(huì)出現(xiàn)煙氣回竄現(xiàn)象。
    不停爐清理冷渣器基本操作是：準(zhǔn)確判斷冷渣器堵渣的部位，只要有1臺(tái)冷渣器排渣不暢便立即組織清理。發(fā)生堵塞時(shí)應(yīng)維持鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定，爐膛負(fù)壓穩(wěn)定；冷渣器內(nèi)溫度降到100℃以下，才能卸開人孔進(jìn)行清渣，并進(jìn)一步采取措施防止冷渣器進(jìn)渣管自流，在確保安全的情況下最好幾個(gè)室同時(shí)作業(yè)，盡可能縮短作業(yè)時(shí)間。此外在冷渣器與爐膛間增加隔離閥。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。
3、結(jié)  語
    (1)由風(fēng)水共冷式流化床冷渣器、埋刮板輸送機(jī)和斗式提升機(jī)組成的排渣系統(tǒng)能滿足CFB鍋爐全燒無煙煤（煙煤）工況下安全長(zhǎng)周期運(yùn)行的要求。
    (2)為了提高排渣系統(tǒng)在摻燒油頁巖工況的可靠性，建議將目前的振動(dòng)篩改造為過篩效率更高的篩分設(shè)備。
    (3)高可靠性的風(fēng)水共冷式流化床冷渣器應(yīng)具備不停爐隔離清理各室結(jié)渣的條件，以確保鍋爐在不同燃料工況下實(shí)現(xiàn)安全長(zhǎng)周期運(yùn)行。