循环流化床锅炉滚筒冷渣机流渣原因探讨及处理

  引言：循化流化床锅炉滚筒冷渣机“流渣”现象虽没规律可循，但通过总结分析“流渣”现象的原因，并采取对应的措施，该问题还是能得到有效的控制，希望上述分析能够给同类型配备滚筒冷渣机的循化流化床锅炉机组提供参考，避免发生“流渣”事故的发生。

  （1）该厂自2012年底投产，尤其自2018年以来先后出现多次冷渣机出口“流渣”现象。主要表现为冷渣机入口频繁堵渣后，经过人工敲打疏通、炉膛床压上升、炉膛压力波动等原因诱发无规律可循的冷渣机出口大量“流渣”现象。冷渣机出口渣温高达300-500℃，造成冷渣机出口渣温高保护动作，冷渣机跳闸。严重时大量热渣瞬时涌入输渣机，造成输渣机瞬时过载跳闸，使得输渣机链斗因高温变形，冷渣机筒体碳化，甚至通过输渣机缝隙，热渣灰涌出输渣机箱体，不仅增加大量的清理维修工作，甚至威胁机组及人身安全。（2）循环流化床锅炉滚筒冷渣机流渣原因分析。①冷渣机本身造成“流渣”的原因。a.通过查看该型号冷渣机安装使用说明书要求冷渣机进入筒体的进渣管距离内筒壁的距离一般控制在180-230mm，视出力大小而有不同，即开口高度要低于筒体内最高的螺旋片。而该厂在运行过程中频发出现冷渣机进渣管脱落、进渣管堵塞磨损等问题，在维护过程中增大了进渣管与内筒壁的距离，甚至超过了筒体内最高的螺旋片，造成渣封高度增加，阻力减小，增大了流渣的风险。b.随着冷渣机运行时长的增加，冷渣机螺旋导流片磨损变短或者缺失较多，在没有得到一定效果的维护情况下造成冷渣机内部阻力变小，当发生堵渣突然畅通后，增加了“流渣”的可能。c.因该厂在运行过程中常常会出现炉膛内部结焦、入炉煤粒径大等问题导致的冷渣机进渣管堵塞问题，并通过人工捅渣或敲打等方式疏通，造成冷渣机进渣管变形、进渣管内部浇注料脱落，加剧了进渣管堵渣的可能，当堵渣突然畅通后增大了“流渣”的风险。d.该厂冷渣机冷却水取自凝结水，虽然凝结水水质较好，但投产7年以来未进行过定期除垢工作，且2018年该厂为降低锅炉排烟温度进行了低压省煤器改造对冷渣机冷却水进行分流造成冷渣机冷却水量减少，同时该厂为间接空冷机组存在夏季真空低凝结水温高的问题，势必影响换热效果，在排渣过程中尤其是大量热渣涌入冷渣机时热渣得不到充分的冷却流至排渣口，排渣温度高增加了“流渣”风险。②外部因素分析。a.该厂自投产以来为减少相关成本执行配煤掺烧制度，增加经济煤种的掺烧量，这中间还包括对煤泥掺烧。主要通过给煤机输送的入炉煤中掺混晾晒干煤泥及煤泥膏体泵泵送湿煤泥的方式进入炉膛。因煤泥本身粒径较细，造成炉膛内部物料中细灰比例增大，进入冷渣机的床料中细灰含量高，同时因细灰的流动性强，在冷渣机内部具有流动性，增加了冷渣机”流渣”的几率。b.同时该厂在执行配煤掺烧的同时，入炉煤种掺混有大量的中煤及煤矸石，中煤及煤矸石在燃烧过程中爆裂性差，在炉膛底部聚集堵塞排渣口，当通过扰动突然畅通，势必造成大量粗细物料涌入冷渣机，来不及冷却流至冷渣机出口造成“流渣”。c.通过运行经验该厂发生多次炉膛结焦及风帽脱落问题，造成炉膛内部风场流向改变，尤其是风场改变后冷渣机进渣口与回料器出口形成短路时，回料器返回的大量细灰立即进入冷渣机，造成“流渣”[1]。

  该厂LGT系列滚筒冷渣机是由滚筒、转动系统、驱动机构、进渣装置、出渣装置、冷却水系和电控装置、进渣管组件等组成。其工作原理为锅炉排渣口排出的炽热的灰渣经斜伸入滚筒内的进渣管进入滚筒端部，并在进渣管周围堆积到一定高度，当其产生的重力与进渣管内的渣流的重力平衡时，管内渣流便被阻滞;当由滚筒旋转而推动灰渣向滚筒出渣端移动时，进渣管出口周围渣堆高度随之下降从而打破了管内外灰渣的重力平衡，管内渣流又继续。这样，滚筒转，热渣流Байду номын сангаас;滚筒停，热渣流停;快转快进，慢转慢进。在灰渣推进过程中，灰渣与冷却水进行热交换，由循环流动的冷却水将灰渣大部分热量带走，灰渣温度降低，可以由输渣设备运走或储存到渣仓内。

  简而言之，循环流化床锅炉以其燃料适应范围广、炉内脱硫、低NOx排放、燃烧效率高、负荷调节比大、灰渣综合利用等优点，近年来在我国得到了飞速的发展。本文主要对循化流化床锅炉滚筒式冷渣机在日常应用中所发生“流渣”现象的原因进行了分析，并对该问题的处理进行了探讨。

  [1]全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网组编.循化流化床锅炉技术1000问[M].北京：中国电力出版社，2016.

  因为循环流化床锅炉灰渣温度高达900-1000℃，所以循化流化床锅炉均配置专门灰渣冷却系统（冷渣器）来冷却高温的灰渣，将炉膛排出的高温炉渣冷却到150℃及以下，从而有利于炉渣的输送和处理。早期我国引进技术的循环流化床锅炉普遍采用流化床式冷渣器（风水联合冷渣器）。但流化床式冷渣器无法适应国内复杂多变的燃料品质，当出现较多大颗粒时，流化床式冷渣器有可能会出现堵塞、结焦等问题，最后导致锅炉压火或者停炉。滚筒冷渣机以其对炉渣粒径及分布要求宽松;通渣能力强，对渣量的适应性较好;冷渣效果好;耗电率低;运行平稳可靠;操作便捷;系统配置简单;磨损量小，整机寿命高;安装便捷等特点目前已在大型循化流化床锅炉中得到了大规模的应用，并成为循环流化床锅炉灰渣冷却的主流产品。但滚筒冷渣机在实际应用中也暴露出了一些问题，例如：冷渣器入口管存在烧红现象、下渣管堵塞和下渣管出风不出渣;冷渣器进出口旋转接头漏渣;长时间运行筒体跑偏;传动链条磨损断裂;冷渣机出口无规律性“流渣”现象等。本文以某厂LGT系列滚筒冷渣机为例针对冷渣机出口无规律性“流渣”现象进行探讨分析。

  该厂冷渣机冷却水取自凝结水虽然凝结水水质较好但投产7年以来未进行过定期除垢工作且2018年该厂为降低锅炉排烟温度进行了低压省煤器改造对冷渣机冷却水进行分流造成冷渣机冷却水量减少同时该厂为间接空冷机组存在夏季真空低凝结水温高的问题势必影响换热效果在排渣过程中尤其是大量热渣涌入冷渣机时热渣得不到充分的冷却流至排渣口排渣温度高增加了流渣风险

  （1）配煤掺烧过程中严控入炉煤粒径的两极分化，同时严控中煤与煤泥的同时掺烧比例，防止出现粗渣堵塞冷渣机排渣管，疏通后细渣大量涌入冷渣机。（2）在保证燃烧调整的同时维持较低床温，较少结焦风险，降低冷渣机入口渣温高和堵渣的风险。（3）适当降低一次风量，保持合理的床压，维持稳定的炉膛内部压力，防止出牙大幅度波动，较少冷渣机堵渣后突然畅通的风险。（4）合理调节冷渣机运行方式，转速要控制在30Hz以下，尽量低转速运行，采取间断排渣，勤排、少排，防止渣封破坏造成“流渣”[2]。

  （1）提高冷渣机内螺旋叶片的高度，在“流渣”时可将大量的热渣阻挡在冷渣机内，防止大量热渣涌入输渣机造成“流渣”。该方案已经在某厂无锡锅爐厂生产的UG-480/13.7-M型循化流化床锅炉中应用并取得了良好的效果，“流渣”现象明显减少，且改造前后对冷渣机的出力未产生一定的影响。（2）在进渣管出口处设挡板或在螺旋片处设挡板，原理同上，增加热渣在冷渣机内部的阻力，防止“流渣”，该方案同时为厂家推介方案。（3）控制进渣管口距离内筒壁的距离低于筒体内最高的螺旋片，若需增大冷渣机出力，在进渣管直段两侧开弧口方式解决，防止冷渣机进渣口渣封形成困难或对冷渣机出口方向阻力减小造成“流渣”。（4）冷渣机入口采用篦式组合阀，防止大量灰渣瞬时涌出。