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、構造、作用及特點，對滾筒冷渣器在實際生產(chǎn)運行中出現(xiàn)的一些問題以及運維經(jīng)驗進行了分析總結(jié)。該文通過對滾筒冷渣器噴渣的現(xiàn)象、原因分析，對如何防止?jié)L筒冷渣器出現(xiàn)噴渣現(xiàn)象提出了改造方案。通過優(yōu)化滾筒冷渣器的運行方式，完善保護措施，對設備進行改造，從而大大降低了滾筒冷渣器噴渣事故的發(fā)生。

關鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;滾筒冷渣器;噴渣

中圖分類號：TK229 文獻標志碼：A

0 引言

滾筒冷渣器是循環(huán)流化床鍋爐排渣設備，它的安全穩(wěn)定運行是保證循環(huán)流化床鍋爐正常運行的基礎。在實際的生產(chǎn)運行中，滾筒冷渣器存在“噴渣”的嚴重風險隱患，當滾筒冷渣器發(fā)生噴渣事故時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得到冷卻，使高溫的爐渣直接排入下一級鏈斗輸渣機中，從而造成鏈斗輸渣機嚴重燒損，進而造成鍋爐整個排渣系統(tǒng)癱瘓，嚴重時會造成鍋爐被迫停爐。對滾筒冷渣器噴渣事故的分析、處理、預防以及改造是值得進行深入研究的課題。該文就是根據(jù)循環(huán)流化鍋爐滾筒冷渣器實際運行情況來分析循環(huán)流化床鍋爐滾筒冷渣器運行中“噴渣”事故發(fā)生的原因并提出改進措施及方案。

1 設備簡介

該公司鍋爐為無錫鍋爐廠生產(chǎn)的480 t/h循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐排渣系統(tǒng)由4臺滾筒冷渣器、鏈斗輸渣機和斗提機組成。鍋爐排渣形式為下部排渣，設置4個排渣口分別對應4臺滾筒冷渣器，滾筒冷渣器出口布置鏈斗輸渣機，鏈斗輸渣機出口輸送至斗式提升機，逐級將鍋爐排渣輸送至渣倉內(nèi)。

2 冷渣器在鍋爐中的重要性

鍋爐滾筒冷渣器的穩(wěn)定運行，是保證鍋爐穩(wěn)定運行的基礎。冷渣器的故障是導致鍋爐被迫停運以及減負荷運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)定運行的必要條件。從運行的實際情況來看，“噴渣”是滾筒冷渣器運行中存在的突出問題之一。

3 冷渣器噴渣原因分析

3.1 冷渣器噴渣與本身結(jié)構有較大關系

滾筒冷渣器之所以能實現(xiàn)滾筒不轉(zhuǎn)時不排渣，轉(zhuǎn)動時排渣量與轉(zhuǎn)速基本成正比，是與本身構造有關[2]。爐膛內(nèi)部的床料通過鍋爐底部落渣管進入滾筒冷渣器，在冷渣器停止狀態(tài)下在滾筒冷渣器入口處會形成一個渣堆，爐膛內(nèi)部的高溫灰渣落入滾筒冷渣器內(nèi)部后，會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增大，流動阻力增大，爐膛內(nèi)物料與滾筒冷渣器內(nèi)物料壓力達到平衡，所以物料不會再向滾筒冷渣器內(nèi)流動。

冷渣器內(nèi)部是一系列螺旋排列的小斗，當冷渣器轉(zhuǎn)動時通過這些小斗把爐渣輸向冷渣器尾部出渣口。滾筒冷渣器轉(zhuǎn)動時爐渣向排渣出口移動的同時，入口處灰渣的高度隨之降低，使爐膛內(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，密度也會隨之降低，鍋爐爐膛內(nèi)部的床料想達到平衡狀態(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，當滾筒冷渣器入口部分的物料溫度達到一定程度，不能維持爐膛內(nèi)部物料平衡時，爐內(nèi)高溫爐渣就會一直向滾筒冷渣器內(nèi)部流動，這時就會發(fā)生滾筒冷渣器“噴渣”。

3.2 冷渣器間歇性進渣

滾筒冷渣器入口渣封的形成與進渣速度、連續(xù)性以及其入口儲存的渣量有關系。如果下渣管內(nèi)不能形成連續(xù)的渣流，從爐膛進入下渣管的風和熱渣便會形成氣力輸送狀態(tài)，從而破壞渣封。當滾筒冷渣器落渣管中的爐渣流動速度過快時，細渣在落渣管內(nèi)流速快，而粗渣流速慢，落渣管中部就會形成斷流現(xiàn)象，落渣管出口的地方出現(xiàn)空缺，這樣就無法形成有效的渣封[1];如果筒體底部渣量過少，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，進而造成噴渣。

3.3 運行原因

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

4 滾筒冷渣器噴渣危害

發(fā)生“噴渣”事故時，爐膛內(nèi)部大量高溫爐渣在極短的時間內(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，如果不能及時控制“噴渣”，甚至會導致鍋爐被迫停爐。由于從噴渣開始到其造成破壞性影響只有不到2 min的時間，運行人員難以及時發(fā)現(xiàn)，大量的高溫爐渣在短時間直接進入滾筒冷渣器內(nèi)部，會造成滾筒冷渣器過載跳閘。嚴重時，高溫爐渣會直接穿過滾筒冷渣器噴入鏈斗輸渣機內(nèi)，造成輸渣機鏈斗高溫變形損壞。熱渣涌出輸渣系統(tǒng)外部很有可能造成火災嚴重，威脅周圍設備及工作人員的安全。

5 滾筒冷渣器噴渣的預防及治理

5.1 運行調(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)。檢修時應及時更換磨損嚴重、流量偏差較大的風帽，避免由于風帽風阻不均勻?qū)е碌牧鲃訍夯痆1]。從而避免鍋爐各排渣口爐渣粒徑分布出現(xiàn)大的偏差。在運行中，應盡量避免發(fā)生床壓大幅波動，通過優(yōu)化布風結(jié)構，控制床壓波動，減輕動力源波動對鍋爐排渣的影響。

5.2 增設滾筒冷渣器噴渣預警保護

鍋爐運行中能夠反應出滾筒冷渣器噴渣的參數(shù)主要有床壓、風室壓力、冷渣器出口水溫等，從原理上說以上參數(shù)均可以用作冷渣器噴渣的保護，但由于床壓及風室壓力很容易受到其他的參數(shù)的擾動，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。滾筒冷渣器出口水溫雖然存在一定滯后性，但其相對較為穩(wěn)定，作為滾筒冷渣器噴渣的保護比較適合，通過對多次冷渣器噴渣工況及鍋爐正常運行中滾筒冷渣器出口水溫變化規(guī)律進行分析，設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。

5.3 增加冷渣器就地視頻監(jiān)視系統(tǒng)

因為冷渣器發(fā)生噴渣前期冷渣器入口膨脹節(jié)及端蓋的不嚴密處往往會有大量火星噴出，所以在冷渣器就地安裝監(jiān)視攝像頭，加強對冷渣器的監(jiān)視。當監(jiān)盤人員通過視頻畫面發(fā)現(xiàn)冷渣器入口膨脹節(jié)及端蓋處有熱渣噴出時，及時遠程停止冷渣器運行，將冷渣器噴渣控制在萌芽狀態(tài)，防止噴渣進一步擴大。

5.4 滾筒冷渣器結(jié)構改造

從多次滾筒冷渣器噴渣造成鏈斗輸渣機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，從而造成鏈斗輸渣機跳閘。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。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。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)運行20 min，通過冷渣器攝像頭監(jiān)視畫面發(fā)現(xiàn)#3冷渣器噴渣，及時停止#3冷渣器運行，檢查鏈斗輸渣機內(nèi)無熱渣，床壓及風室壓力未下降。加高冷渣器螺旋葉片對噴渣只是起到一個阻擋作用，不會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，冷渣器冷卻水溫升未下降，也說明冷渣器改造后對冷渣器出力無影響。

6 結(jié)語

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

參考文獻

[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，2013（2）：107-109.

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