劉佳明

(阜新金山煤矸石熱電有限公司  遼寧省阜新市   123000)

摘要：冷渣器是循環(huán)流化床鍋爐的重要輔機(jī)之一，其作用是采用水或空氣將循環(huán)流化床鍋爐排出的900e左右的高溫灰渣冷卻至200e以下，回收一部分灰渣的物理顯熱，提高鍋爐效率，它的正常運(yùn)行直接影響到循環(huán)流化床鍋爐的安全可靠和經(jīng)濟(jì)連續(xù)進(jìn)行，而冷渣器能否維持正常排渣與冷渣器結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)有關(guān)外，也與運(yùn)行人員的操作水平有關(guān)，故循環(huán)流化床鍋爐的渣系統(tǒng)運(yùn)行不正常，故障率高是導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐不能帶滿負(fù)荷運(yùn)行或被迫停爐的直接原因之一對(duì)大型循環(huán)流化床鍋爐冷渣器存在流化風(fēng)量不足、渣無(wú)法流化、冷渣器內(nèi)結(jié)渣、排渣口螺旋給料閥卡澀等問(wèn)題進(jìn)行了分析，有針對(duì)性地對(duì)全風(fēng)冷冷渣器進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和改造。冷渣器內(nèi)部采用多通道射流床結(jié)構(gòu)，采用階梯密封板型布風(fēng)板并輔以吹掃結(jié)構(gòu)、懸空隔板技術(shù)、分別排渣技術(shù)等措施，實(shí)際應(yīng)用情況良好。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;排渣系統(tǒng);冷渣器;調(diào)整;改造

前言

近年來(lái)循環(huán)流化床鍋爐因其燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)得到了迅速的發(fā)展，但是循環(huán)流化床鍋爐普遍存在著受熱面磨損、進(jìn)料難和出渣難的問(wèn)題，特別是循環(huán)流化床鍋爐的排渣問(wèn)題直接影響著鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.原冷渣器存在的問(wèn)題

冷渣器流化風(fēng)量不足，各風(fēng)室的渣無(wú)法流化起來(lái)，尤其能翻過(guò)隔墻的渣量非常少。由于設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)壓頭不足，進(jìn)入冷渣器的風(fēng)量較小，在爐膛渣量較多放下來(lái)時(shí)，各個(gè)風(fēng)室的渣很難流化起來(lái)，尤其三、四風(fēng)室之間的隔墻更難翻過(guò)去，因而冷渣器內(nèi)的渣得不到充分的冷卻，冷卻水溫幾乎沒(méi)有變化，嚴(yán)重時(shí)引起冷渣器內(nèi)結(jié)渣;同時(shí)各個(gè)風(fēng)室上下部溫度相差較大，上部有時(shí)達(dá)到300℃，而下部有時(shí)僅僅只有30℃。

冷渣器大渣排渣口螺旋給料閥容易發(fā)生卡澀。原設(shè)計(jì)的大渣排渣口采用的是螺旋給料機(jī)，出口的給料閥在出渣時(shí)很容易卡澀，所配電機(jī)多次被燒壞。在電機(jī)燒壞時(shí)引起大渣堆積，進(jìn)而使冷渣器內(nèi)結(jié)渣。

爐底輸渣刮板機(jī)故障頻繁。設(shè)計(jì)在冷渣器底部有一輸渣刮板機(jī)，用來(lái)把渣輸送到渣倉(cāng)里面，但由于渣量大，顆粒粗，刮板機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)電機(jī)過(guò)載現(xiàn)象，使得輸渣機(jī)頻頻跳閘，同時(shí)也使得輸渣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冒灰特別嚴(yán)重，使得現(xiàn)場(chǎng)煙霧迷漫，環(huán)境衛(wèi)生惡劣。冷渣器對(duì)大渣的排放能力較弱。由于煤種變化及碎煤系統(tǒng)的問(wèn)題，人爐煤的顆粒較大，且煤中石頭較多，使得排入冷渣器的渣粒相當(dāng)一部分大于10mm，在這種情況下，進(jìn)入冷渣器的顆粒很難實(shí)現(xiàn)流化，也使得冷渣器內(nèi)較容易堵塞結(jié)渣。

2全風(fēng)冷冷渣器的改造

2.1改造設(shè)計(jì)思想

針對(duì)存在的問(wèn)題，改造設(shè)計(jì)時(shí)要求冷渣器具有傳熱系數(shù)高和連續(xù)冷卻的功能，能及時(shí)連續(xù)有效地把排放出來(lái)的爐底渣迅速冷卻到安全溫度下;并且希望能達(dá)到以下目的：運(yùn)行故障少，檢修工作量少，做到長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全、可靠地運(yùn)行;能有效地回收爐渣的余熱，提高鍋爐的熱效率;能改善流化質(zhì)量，改善燃燒工況，提高鍋爐燃燒效率;盡可能減少環(huán)境污染，提高灰渣的利用率;成本低、體積小、運(yùn)行費(fèi)用少;便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化和大型化。

2.2改造遵循的原理

以寬篩分顆粒流態(tài)化時(shí)的流體動(dòng)力特性為改造設(shè)計(jì)依據(jù)。從直觀上看，密相氣體流化床與處于沸騰狀態(tài)的液體非常相像，在許多方面具有液體一樣的特性。當(dāng)4個(gè)分室床體通過(guò)懸空隔板在水平方向連通后，根據(jù)粒位均一化原理，顆粒從料位較高的第一床層逐步流向料位較低的床層，另外對(duì)各分室采用不同的風(fēng)速，在分室之間造成微壓差推動(dòng)床料由第一床層向下一床層流動(dòng)，最終從溢流口自由排出床外;而對(duì)于難以流化的較大顆粒則被高壓流化風(fēng)吹向排大渣口順利排出從而實(shí)現(xiàn)了冷渣器的順利排渣。

2.3改造采用的技術(shù)特點(diǎn)改造

采用一種全新的思路，與原來(lái)鍋爐廠家設(shè)計(jì)有很大的區(qū)別。把新改造的冷渣器簡(jiǎn)稱為多通道射流床全風(fēng)冷冷渣器。

2.3.1主要特點(diǎn)

冷渣器內(nèi)部采用多通道射流床結(jié)構(gòu)。渣室用隔板分開(kāi)，風(fēng)室分隔為若干個(gè)獨(dú)立的風(fēng)箱，每個(gè)風(fēng)箱有單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)管和調(diào)節(jié)擋板，使冷渣器內(nèi)部形成若干個(gè)獨(dú)立的流化床結(jié)構(gòu);對(duì)于各射流床的配風(fēng)，在保證料層良好流化的基礎(chǔ)上采用不均勻布風(fēng)，使各分床之間存在一定的風(fēng)速差，從而實(shí)現(xiàn)渣由第一分床向下一分床的順利流動(dòng)。

2.3.2布風(fēng)板的改造

摒棄了傳統(tǒng)的風(fēng)帽式布風(fēng)板，采用階梯密孔板型布風(fēng)板，使布風(fēng)更加均勻，無(wú)死角;無(wú)風(fēng)帽的布風(fēng)板結(jié)構(gòu)減少了因風(fēng)帽磨損、燒壞帶來(lái)的停運(yùn)次數(shù)，提高了設(shè)備的可靠性;階梯型密孔布風(fēng)板在布置時(shí)略向出渣口方向傾斜，減少渣在各床層間流動(dòng)時(shí)的阻力，保證大渣的順利排放。

2.3.3輔助吹掃結(jié)構(gòu)的考慮

在階梯型密孔布風(fēng)板的前端，設(shè)計(jì)輔助吹掃結(jié)構(gòu)，對(duì)于沉積在布風(fēng)板上的，難以流化的較大物料，采用高壓射流風(fēng)進(jìn)行定期吹掃，使其到達(dá)大渣排放口，順利排出。采用輔助吹掃技術(shù)，有效解決大渣沉積的難題，減少了冷渣器內(nèi)部結(jié)焦的可能，適應(yīng)鍋爐燃煤品質(zhì)差、人爐煤顆粒度不均勻的狀況。

2.3.4研究采用懸空隔板技術(shù)

在階梯型布風(fēng)板上布置懸空分室隔板，把冷渣器內(nèi)部分成若干個(gè)獨(dú)立的流化床，保證了顆粒從一個(gè)床層順利流向另一個(gè)床層，同時(shí)為排大渣提供了通道。根據(jù)流化床整個(gè)床層溫度分布均勻的性質(zhì)，采用懸空隔板結(jié)構(gòu)，提高冷渣器內(nèi)各個(gè)分床的溫度梯度，使高溫渣按照定的溫降梯度冷卻，防止高溫紅渣直接噴出，造成冷渣器內(nèi)部結(jié)焦。

2.3.5精心設(shè)計(jì)排渣口

根據(jù)物料顆粒大小，采用分別排渣技術(shù)，對(duì)粒度較小的顆粒，從溢流口噴射狀自動(dòng)溢出;而較大顆粒則從布風(fēng)板排大渣口排出，從根本上杜絕了只有一個(gè)排渣口而出現(xiàn)的堵塞現(xiàn)象。

2.3.6熱風(fēng)回風(fēng)口有所不同

熱風(fēng)回風(fēng)口設(shè)計(jì)在鍋爐密相區(qū)的二次風(fēng)位置，把冷卻渣后的熱風(fēng)和其攜帶的極細(xì)的顆粒帶入爐膛，這不僅能回收熱量，還可以改善鍋爐的流化質(zhì)量和燃燒工況，提高鍋爐燃燒效率。

2.4冷渣器改造的實(shí)施

拆除原有的風(fēng)帽式布風(fēng)板結(jié)構(gòu)，改為密孔布風(fēng)板結(jié)構(gòu);拆除原隔墻改為懸空隔板結(jié)構(gòu);取消冷渣器內(nèi)部冷卻水管，把原有的風(fēng)箱改為4個(gè)分風(fēng)室，拆除原有的L閥及附屬管道，把冷渣器進(jìn)渣管改為風(fēng)控進(jìn)渣，風(fēng)源取自高壓流化風(fēng)。將原冷渣器的出渣端改為進(jìn)渣端，原進(jìn)渣端改為出渣端，在溢流排渣管的下部安裝旋轉(zhuǎn)給料閥控制冷卻后的渣流量。在布風(fēng)板出渣端下部安裝大渣排放管并安裝電動(dòng)翻板門和電動(dòng)插板門，控制大渣排放量?；仫L(fēng)管改安裝在第三風(fēng)室的上部。

3改造后運(yùn)行情況

改造后，冷渣器進(jìn)渣量的大小可以通過(guò)控制進(jìn)渣管上的高壓流化風(fēng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，在鍋爐滿負(fù)荷(排渣量約為15t/h)，排渣溫度在100-140e之間，回風(fēng)溫度可達(dá)350e以上。在煤質(zhì)變化較大(給煤量增加20%-30%，設(shè)計(jì)值)的情況下,1臺(tái)冷渣器也可保證鍋爐排渣要求，冷渣器可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、均勻、可靠排渣，改造達(dá)到預(yù)期的效果。從運(yùn)行情況來(lái)看,1臺(tái)冷渣器即可滿足鍋爐最大負(fù)荷的需要，排渣溫度在85-135e之間，回風(fēng)溫度達(dá)到350e以上，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)安全可靠排渣，改造取得圓滿成功。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)原有的冷渣器進(jìn)行技術(shù)改造，采用多通道射流床技術(shù)設(shè)計(jì)的新的冷渣器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、磨損小、排大渣能力強(qiáng)、冷卻效果好、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)量小、煤種適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用表明，本次改造是成功的，有效地解決了循環(huán)流化床鍋爐的排渣難題，多通道射流床全風(fēng)冷冷渣器技術(shù)值得推廣應(yīng)用。

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