艾沖

摘? 要：該文介紹了循環(huán)流化床鍋爐滾筒冷渣器的原理、構(gòu)造、作用及特點(diǎn)，對(duì)滾筒冷渣器在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)的一些問(wèn)題以及運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了分析總結(jié)。該文通過(guò)對(duì)滾筒冷渣器噴渣的現(xiàn)象、原因分析，對(duì)如何防止?jié)L筒冷渣器出現(xiàn)噴渣現(xiàn)象提出了改造方案。通過(guò)優(yōu)化滾筒冷渣器的運(yùn)行方式，完善保護(hù)措施，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，從而大大降低了滾筒冷渣器噴渣事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;滾筒冷渣器;噴渣

中圖分類號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

滾筒冷渣器是循環(huán)流化床鍋爐排渣設(shè)備，它的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保證循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中，滾筒冷渣器存在“噴渣”的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)隱患，當(dāng)滾筒冷渣器發(fā)生噴渣事故時(shí)鍋爐的排渣量不受滾筒冷渣器轉(zhuǎn)速控制，爐膛內(nèi)大量的高溫爐渣直接噴入滾筒冷渣器內(nèi)部，由于排入筒體內(nèi)的高溫爐渣不能及時(shí)得到冷卻，使高溫的爐渣直接排入下一級(jí)鏈斗輸渣機(jī)中，從而造成鏈斗輸渣機(jī)嚴(yán)重?zé)龘p，進(jìn)而造成鍋爐整個(gè)排渣系統(tǒng)癱瘓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鍋爐被迫停爐。對(duì)滾筒冷渣器噴渣事故的分析、處理、預(yù)防以及改造是值得進(jìn)行深入研究的課題。該文就是根據(jù)循環(huán)流化鍋爐滾筒冷渣器實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)分析循環(huán)流化床鍋爐滾筒冷渣器運(yùn)行中“噴渣”事故發(fā)生的原因并提出改進(jìn)措施及方案。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

該公司鍋爐為無(wú)錫鍋爐廠生產(chǎn)的480 t/h循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐排渣系統(tǒng)由4臺(tái)滾筒冷渣器、鏈斗輸渣機(jī)和斗提機(jī)組成。鍋爐排渣形式為下部排渣，設(shè)置4個(gè)排渣口分別對(duì)應(yīng)4臺(tái)滾筒冷渣器，滾筒冷渣器出口布置鏈斗輸渣機(jī)，鏈斗輸渣機(jī)出口輸送至斗式提升機(jī)，逐級(jí)將鍋爐排渣輸送至渣倉(cāng)內(nèi)。

2 冷渣器在鍋爐中的重要性

鍋爐滾筒冷渣器的穩(wěn)定運(yùn)行，是保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。冷渣器的故障是導(dǎo)致鍋爐被迫停運(yùn)以及減負(fù)荷運(yùn)行的主要影響因素之一。鍋爐排渣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是循環(huán)流化床鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。從運(yùn)行的實(shí)際情況來(lái)看，“噴渣”是滾筒冷渣器運(yùn)行中存在的突出問(wèn)題之一。

3 冷渣器噴渣原因分析

3.1 冷渣器噴渣與本身結(jié)構(gòu)有較大關(guān)系

滾筒冷渣器之所以能實(shí)現(xiàn)滾筒不轉(zhuǎn)時(shí)不排渣，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)排渣量與轉(zhuǎn)速基本成正比，是與本身構(gòu)造有關(guān)[2]。爐膛內(nèi)部的床料通過(guò)鍋爐底部落渣管進(jìn)入滾筒冷渣器，在冷渣器停止?fàn)顟B(tài)下在滾筒冷渣器入口處會(huì)形成一個(gè)渣堆，爐膛內(nèi)部的高溫灰渣落入滾筒冷渣器內(nèi)部后，會(huì)被滾筒冷渣器筒體通入的冷卻水冷卻，灰渣快速冷卻后密度會(huì)增大，流動(dòng)阻力增大，爐膛內(nèi)物料與滾筒冷渣器內(nèi)物料壓力達(dá)到平衡，所以物料不會(huì)再向滾筒冷渣器內(nèi)流動(dòng)。

冷渣器內(nèi)部是一系列螺旋排列的小斗，當(dāng)冷渣器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)這些小斗把爐渣輸向冷渣器尾部出渣口。滾筒冷渣器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)爐渣向排渣出口移動(dòng)的同時(shí)，入口處灰渣的高度隨之降低，使?fàn)t膛內(nèi)部物料的平衡被打破，爐膛內(nèi)部的高溫物料隨之排入滾筒冷渣器內(nèi)部，從而維持物料平衡，所以隨著滾筒冷渣器轉(zhuǎn)速的升高，鍋爐的排渣量隨之增大，當(dāng)冷渣器轉(zhuǎn)速升高后，滾筒冷渣器入口部分的物料溫度也隨之逐漸升高，密度也會(huì)隨之降低，鍋爐爐膛內(nèi)部的床料想達(dá)到平衡狀態(tài)就需要更高的物料高度，但是滾筒冷渣器筒體高度是有限制的，當(dāng)滾筒冷渣器入口部分的物料溫度達(dá)到一定程度，不能維持爐膛內(nèi)部物料平衡時(shí)，爐內(nèi)高溫爐渣就會(huì)一直向滾筒冷渣器內(nèi)部流動(dòng)，這時(shí)就會(huì)發(fā)生滾筒冷渣器“噴渣”。

3.2 冷渣器間歇性進(jìn)渣

滾筒冷渣器入口渣封的形成與進(jìn)渣速度、連續(xù)性以及其入口儲(chǔ)存的渣量有關(guān)系。如果下渣管內(nèi)不能形成連續(xù)的渣流，從爐膛進(jìn)入下渣管的風(fēng)和熱渣便會(huì)形成氣力輸送狀態(tài)，從而破壞渣封。當(dāng)滾筒冷渣器落渣管中的爐渣流動(dòng)速度過(guò)快時(shí)，細(xì)渣在落渣管內(nèi)流速快，而粗渣流速慢，落渣管中部就會(huì)形成斷流現(xiàn)象，落渣管出口的地方出現(xiàn)空缺，這樣就無(wú)法形成有效的渣封[1];如果筒體底部渣量過(guò)少，下渣管出口位置同樣易出現(xiàn)空缺，也難以形成良好的渣封，進(jìn)而造成噴渣。

3.3 運(yùn)行原因

由于滾筒冷渣器不具備選擇性排渣的能力，所以鍋爐排渣過(guò)程中細(xì)顆粒的排出量較大。在排渣過(guò)程中，如果床料中細(xì)顆粒份額偏高，床渣的流動(dòng)性好，此時(shí)細(xì)渣流動(dòng)快，粗渣流動(dòng)慢，后面的粗渣會(huì)跟不上前面的細(xì)渣，導(dǎo)致下渣不連續(xù)，從而破壞渣封[1]。熾熱的、流化極好的床料會(huì)攜帶氣體，經(jīng)下渣管噴涌進(jìn)入冷渣器，形成從鍋爐下渣口到冷渣器進(jìn)渣口的渣、氣兩相流氣力輸送，導(dǎo)致排渣不可控，出現(xiàn)“噴渣”問(wèn)題。

4 滾筒冷渣器噴渣危害

發(fā)生“噴渣”事故時(shí)，爐膛內(nèi)部大量高溫爐渣在極短的時(shí)間內(nèi)噴入滾筒冷渣器內(nèi)，造成鍋爐床溫降低，影響鍋爐正常燃燒，如果不能及時(shí)控制“噴渣”，甚至?xí)?dǎo)致鍋爐被迫停爐。由于從噴渣開始到其造成破壞性影響只有不到2 min的時(shí)間，運(yùn)行人員難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，大量的高溫爐渣在短時(shí)間直接進(jìn)入滾筒冷渣器內(nèi)部，會(huì)造成滾筒冷渣器過(guò)載跳閘。嚴(yán)重時(shí)，高溫爐渣會(huì)直接穿過(guò)滾筒冷渣器噴入鏈斗輸渣機(jī)內(nèi)，造成輸渣機(jī)鏈斗高溫變形損壞。熱渣涌出輸渣系統(tǒng)外部很有可能造成火災(zāi)嚴(yán)重，威脅周圍設(shè)備及工作人員的安全。

5 滾筒冷渣器噴渣的預(yù)防及治理

5.1 運(yùn)行調(diào)整

將鍋爐入爐煤的粒度分布控制在滾筒冷渣器有效工作范圍內(nèi)。為了改善爐內(nèi)流化狀態(tài)。檢修時(shí)應(yīng)及時(shí)更換磨損嚴(yán)重、流量偏差較大的風(fēng)帽，避免由于風(fēng)帽風(fēng)阻不均勻?qū)е碌牧鲃?dòng)惡化[1]。從而避免鍋爐各排渣口爐渣粒徑分布出現(xiàn)大的偏差。在運(yùn)行中，應(yīng)盡量避免發(fā)生床壓大幅波動(dòng)，通過(guò)優(yōu)化布風(fēng)結(jié)構(gòu)，控制床壓波動(dòng)，減輕動(dòng)力源波動(dòng)對(duì)鍋爐排渣的影響。

5.2 增設(shè)滾筒冷渣器噴渣預(yù)警保護(hù)

鍋爐運(yùn)行中能夠反應(yīng)出滾筒冷渣器噴渣的參數(shù)主要有床壓、風(fēng)室壓力、冷渣器出口水溫等，從原理上說(shuō)以上參數(shù)均可以用作冷渣器噴渣的保護(hù)，但由于床壓及風(fēng)室壓力很容易受到其他的參數(shù)的擾動(dòng)，且鍋爐底部床壓本身就很不穩(wěn)定，不適合作為滾筒冷渣器噴渣的保護(hù)。滾筒冷渣器出口水溫雖然存在一定滯后性，但其相對(duì)較為穩(wěn)定，作為滾筒冷渣器噴渣的保護(hù)比較適合，通過(guò)對(duì)多次冷渣器噴渣工況及鍋爐正常運(yùn)行中滾筒冷渣器出口水溫變化規(guī)律進(jìn)行分析，設(shè)置鍋爐冷渣器出口水溫溫升率大于0.4 ℃/18 s或

1.5 ℃/1 min為滾筒冷渣器聯(lián)鎖跳閘保護(hù)。

5.3 增加冷渣器就地視頻監(jiān)視系統(tǒng)

因?yàn)槔湓靼l(fā)生噴渣前期冷渣器入口膨脹節(jié)及端蓋的不嚴(yán)密處往往會(huì)有大量火星噴出，所以在冷渣器就地安裝監(jiān)視攝像頭，加強(qiáng)對(duì)冷渣器的監(jiān)視。當(dāng)監(jiān)盤人員通過(guò)視頻畫面發(fā)現(xiàn)冷渣器入口膨脹節(jié)及端蓋處有熱渣噴出時(shí)，及時(shí)遠(yuǎn)程停止冷渣器運(yùn)行，將冷渣器噴渣控制在萌芽狀態(tài)，防止噴渣進(jìn)一步擴(kuò)大。

5.4 滾筒冷渣器結(jié)構(gòu)改造

從多次滾筒冷渣器噴渣造成鏈斗輸渣機(jī)跳閘原因中可以看出，其主要是由于發(fā)生噴渣后冷渣器跳閘停止后仍有大量熱渣涌入鏈斗輸渣機(jī)，從而造成鏈斗輸渣機(jī)跳閘。如果能夠提高滾筒冷渣器內(nèi)螺旋葉片的高度，在冷渣器發(fā)生噴渣時(shí)將熱渣阻擋在冷渣器滾筒內(nèi)防止大量熱渣涌入鏈斗輸渣機(jī)。將滾筒冷渣器中間一圈螺旋葉片加高350 mm，從而阻擋冷渣器熱渣噴入鏈斗輸渣機(jī)。螺旋葉片加高后的滾筒冷渣器如圖1所示。

冷渣器轉(zhuǎn)速由2.5 r/min加至5.3 r/min后持續(xù)運(yùn)行20 min，通過(guò)冷渣器攝像頭監(jiān)視畫面發(fā)現(xiàn)#3冷渣器噴渣，及時(shí)停止#3冷渣器運(yùn)行，檢查鏈斗輸渣機(jī)內(nèi)無(wú)熱渣，床壓及風(fēng)室壓力未下降。加高冷渣器螺旋葉片對(duì)噴渣只是起到一個(gè)阻擋作用，不會(huì)影響冷渣器的排渣量，冷渣器螺旋葉片加高改造前、后相同排渣量時(shí)，冷渣器冷卻水溫升未下降，也說(shuō)明冷渣器改造后對(duì)冷渣器出力無(wú)影響。

6 結(jié)語(yǔ)

鍋爐滾筒冷渣器能否安全可靠運(yùn)行，直接影響著鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。如果冷渣器不能正常運(yùn)行，鍋爐只有被迫降負(fù)荷運(yùn)行甚至被迫停爐。因此對(duì)冷渣器及其系統(tǒng)的改進(jìn)，合理控制冷渣器的運(yùn)行方式，能夠有效防范冷渣器噴渣事故的發(fā)生，對(duì)保證循環(huán)流化床鍋爐長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。通過(guò)對(duì)冷渣器運(yùn)行方式的合理控制，冷渣器邏輯保護(hù)的不斷完善，對(duì)冷渣器及其系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。再?zèng)]有發(fā)生一次由于滾筒冷渣器噴渣造成鏈斗輸渣機(jī)跳閘，進(jìn)而影響鍋爐正常運(yùn)行的情況。

參考文獻(xiàn)

[1]劉世雄.循環(huán)流化床鍋爐滾筒冷渣器噴熱渣原因分析及治理[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2013（2）：107-109.

[2]綦金忠，郗厚站.滾筒冷渣器噴渣的預(yù)防處理及改造[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011（12）：89-90.