465t/h循环流化床锅炉冷渣器排渣温度高分析与治理措施

465t/h循环流化床锅炉冷渣器排渣温度高分析与治理措施

李俊果

国能济源热电有限公司  河南 济源  454650

摘  要： 为进一步扩宽公司燃煤结构，控制入炉煤综合单价，适应环保及市政要求，济源电厂积极探索新型精细化配煤掺烧方法，在原有煤种基础上掺入煤泥、市政污泥等细颗粒度燃料，使锅炉冷渣器排渣不能满足要求。本文针对冷渣器排渣温度高这一问题进行分析，介绍了在运行及检修方面进行的调整措施和冷渣器改造方案，有效降低了冷渣器排渣温度，保障了新型精细化配煤掺烧的顺利进行。

关键词: 循环流化床锅炉；冷渣器;配煤掺烧;喷渣;螺旋叶片

1  引言

循环流化床锅炉具有适应煤种广、负荷可调节性能好及低污染物排放等优点，近年来在国内得到迅速发展。同时，循环流化床具备无害化处理市政污泥的能力，实现污泥处置的无害化、减量化、资源化，能够有效地解决污泥填埋对土壤、地下水等造成的污染。但脱水后的污泥具有高水分、高粘度、高灰分、低热值的特点，掺烧市政污泥需要精细配煤，使循环流化床锅炉排渣状况发生变化。

某电厂有两台465t/h循环流化床锅炉，型号为HG-465/13.7/L.WM17,配有3台膜式滚筒冷渣器。冷渣器是循环流化床锅炉辅助系统中的重要设备，能够维持循环流化床床压，降低热损失及提高锅炉效率，保证安全高效运行。高温炉渣在锅炉放渣口排出后进入冷渣器，在冷渣器内将热量传递给冷却水，然后经滚筒冷渣器排至链斗机内外送，此时排渣温度应当不能超过设计值130℃，以保证后续运输设备的工作条件和安全操作。

在新型精细化配煤参烧管理模式下，该电厂为适应环保及市政要求，入炉煤种复杂多变，在原有煤种基础上掺入了煤泥、市政污泥等细颗粒度燃料，实际燃用煤种已偏离设计煤种，部分辅机设备已不能满足实际要求，冷渣器排渣量过大，并出现喷红渣的现象。

2  冷渣器排渣温度高的危害

2.1 危害人身设备安全

锅炉滚筒冷渣器排渣温度高，易引起链斗机渣斗和托辊高温变形，造成链斗机频繁卡涩甚至跳闸无法启动，且排渣温度高恶化周围环境，威胁拉渣清渣人员的人身安全。

2.2 威胁机组运行稳定和经济性

滚筒冷渣器排渣温度高，限制了锅炉的排渣量和出力。在锅炉高负荷或者煤质差时床压难以降低，进而造成回料阀返料异常，影响机组的运行稳定。排渣温度高同时增加了锅炉热损失，影响机组的经济性。

2.3 影响现场标准化

排渣温度高造成滚筒、链斗机相关部位发红，表面标志、油漆脱落，溢出的热渣温度高难以清理，现场卫生环境难以符合安全生产文明标准化的要求。

3  原因分析

在掺烧煤泥及市政污泥前，维持投煤量、主汽流量、冷渣泵出口压力、滚筒进水温度等参数稳定的工况下，采用测温仪监测#1、2滚筒冷渣器至链斗机下渣管温度，统计滚筒排渣温度测量数据如表1所示。

表1  掺烧煤泥污泥前冷渣器排渣温度测量结果

该电厂进行精细化配煤掺烧，在原有煤种基础上掺入煤泥和市政污泥等细颗粒燃料后，稳定表1工况相近的投煤量、主汽流量、冷渣泵出口压力、滚筒进水温度等参数，统计滚筒排渣温度测量数据如表2所示。

表2  配煤掺烧后冷渣器排渣温度测量结果

通过以上两组数据，可以明显看出配煤掺烧后滚筒冷渣器排渣温度明显升高，限制了冷渣器的转速和出力，进而影响到炉膛床压和机组出力。经分析主要原因如下：

1.在煤质细的情况下，渣的流动性强，在滚筒内的停留时间短。锅炉炉膛内的渣经下渣管进入冷渣器，在下渣管管口形成渣堆，当渣堆堵住下渣管的管口时，炉膛内的热渣不再进入冷渣器。当冷渣器转动时下渣管管口的渣堆被破坏，热渣就可以由炉膛进入冷渣器，冷渣器转速高、渣堆破坏快、下渣量大，冷渣器转速低、渣堆破坏慢、下炸量小，当冷渣器停止转当时炉膛不下渣。渣越细，就越接近流体，流速快，在下渣管管口的渣堆无法实现有效密封，从而出现下渣不受冷渣器转速控制的现象，这时大量未经冷渣器良好冷却的热渣不受控制的进入冷渣器及下游设备，出现喷渣现象。

2.炉膛内流化风窜至下渣管，滚筒中螺旋叶片高度不够，无法挡住喷渣，使部分渣越过旋转挡板直接涌向滚筒前端，热渣在滚筒冷渣器内停留时间短，冷却效果差，致使排渣温度高。

3.滚筒冷渣器内螺旋叶片少，排渣在滚筒冷渣器中行程和停留时间短，得不到充分冷却。

4  治理措施

4.1 煤质调整。

配煤掺烧应合理控制入炉煤的粒径分布，使床料粒度集中在滚筒冷渣机有效工作范围内，不仅要避免粒径过大导致的堵渣，同时要避免煤质过细导致的冷渣器喷渣。

4.2 检修及运行调整。

检修期间应密切关注风帽的磨损状况，避免由于风帽布风不均匀导致的炉渣流动恶化。应及时更换磨损严重、流量偏差大的风帽，以改善炉内物料的流动性能，使床料分布平整且横向和纵向混合均匀，避免各排渣口排渣量和排渣粒度分布出现大的偏差。运行中还应避免床压发生大的波动，减轻对排渣的影响。

4.3 冷渣器改造

对滚筒冷渣器内螺旋叶片及纵向叶片的换热面进行改造，即在冷渣机筒体内增加螺旋叶片及纵向叶片的数量，增加螺旋叶片的高度，以增加滚筒的换热面积，提高冷渣机的换热效率，降低冷渣机出渣温度。

新增螺旋叶片高度 H=80mm,轴向布置在现冷渣机相邻螺旋叶片中间，径向布置在相邻纵向叶片中间，新增螺旋叶片安装前，需将折弯的纵向叶片从折弯处割除，保留直段即可，以留出新增螺旋叶片的安装空间，然后将新增螺旋叶片双面焊接在膜式壁筒体上即可；新增纵向叶片高度 H=30mm, 双面焊接在膜式壁筒鳍片上，见改造示意图。

  经计算，每台冷渣机可增加螺旋叶片 1800 件，纵向叶片 1800 件，合计增加换热面积 30 ㎡，明显提高冷渣机换热效率。

5  效果检验

冷渣器在优化改造后，维持机组相近工况下统计冷渣器排渣温度测量结果如表3所示。

表3  滚筒改造后排渣温度测量结果

通过实验数据分析论证，同等运行工况下，冷渣器排渣温度下降38℃-42℃，排渣温度得到有效降低，冷渣器在优化改造后出力增大、能够适应当前精细化配煤掺烧工况下，入炉煤种复杂多变的这一现状。这样不仅为生产运行带来方便，而且为后续链斗机等设备的稳定运行提供保障。从使用效率和使用时间上大大地提高了其运行质量，为机组的稳定运行提供保障。