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        循環(huán)流化床鍋爐冷渣器出力差異分析

        2021-01-25 15:53:53馬富中
        機(jī)電信息 2021年2期
        關(guān)鍵詞:循環(huán)流化床鍋爐

        摘 要:對(duì)同達(dá)熱電兩臺(tái)CFB鍋爐配套的滾筒式冷渣器的運(yùn)行狀況、改進(jìn)措施進(jìn)行了分析與總結(jié),以供相關(guān)人員參考。

        關(guān)鍵詞:CFB;循環(huán)流化床鍋爐;冷渣器

        0 引言

        冷渣器是保證循環(huán)流化床(CFB)鍋爐安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備,冷渣器出力不足造成機(jī)組被迫降負(fù)荷甚至停運(yùn)的情況時(shí)有發(fā)生,不僅增加了運(yùn)行操作難度,增加了檢修維護(hù)工作量,還給電廠造成了經(jīng)濟(jì)損失。本文就同達(dá)熱電兩臺(tái)鍋爐所配滾筒式冷渣器在運(yùn)行中的出力差異進(jìn)行分析,探討CFB鍋爐冷渣器出力受限的問題及其改進(jìn)措施。

        1 設(shè)備概述

        山西漳電同達(dá)熱電有限公司兩臺(tái)鍋爐型號(hào):DG1165/17.4-Ⅱ1型,為亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、汽冷式旋風(fēng)分離器、循環(huán)流化燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、燃煤、鋼架為雙排柱鋼結(jié)構(gòu)、全懸吊結(jié)構(gòu)式鍋爐。本電廠每臺(tái)鍋爐配置6臺(tái)滾筒式冷渣器,由青島松靈電力環(huán)保設(shè)備有限公司制造,型號(hào)為L(zhǎng)GT-25×10000,其銘牌參數(shù)如表1所示。冷渣器冷卻水源有兩路,夏季用凝結(jié)水,冬季供熱凝結(jié)水量不夠時(shí)用閉式循環(huán)水冷卻。閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由布置在鍋爐房零米的冷卻水泵與板式換熱器、膨脹水箱組成,水源來自化學(xué)除鹽水,板式換熱器的冷源為開式循環(huán)冷卻水;凝結(jié)水自凝結(jié)水泵出口經(jīng)過精處理、軸封加熱器后進(jìn)入冷渣器充分換熱,進(jìn)入#7低加入口,中間設(shè)旁路調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)冷卻水流量。

        2 滾筒式冷渣器工作原理

        同達(dá)熱電每臺(tái)鍋爐在爐膛的后墻下部設(shè)有6個(gè)排渣口,約900 ℃的灰渣從排渣口排出,進(jìn)入均勻布置的6臺(tái)滾筒式冷渣器(圖1),經(jīng)冷渣器冷卻后進(jìn)入除渣系統(tǒng)。

        滾筒式冷渣器工作原理:鍋爐排渣口排出灰渣,經(jīng)斜伸入滾筒內(nèi)的進(jìn)渣管進(jìn)入滾筒端部,并在進(jìn)渣管周圍堆積到一定高度,當(dāng)其產(chǎn)生的重力與進(jìn)渣管內(nèi)的渣流的重力平衡時(shí),管內(nèi)渣流便被阻滯;當(dāng)由滾筒旋轉(zhuǎn)而推動(dòng)灰渣向滾筒出渣端移動(dòng)時(shí),進(jìn)渣管出口周圍渣堆高度隨之下降,從而打破了管內(nèi)外灰渣的重力平衡,管內(nèi)渣流又繼續(xù)流動(dòng)。這樣滾筒轉(zhuǎn),熱渣流進(jìn);滾筒停,熱渣流停;快轉(zhuǎn)快進(jìn),慢轉(zhuǎn)慢進(jìn)。在灰渣推進(jìn)過程中,灰渣與冷卻水進(jìn)行熱交換,由循環(huán)流動(dòng)的冷卻水將灰渣大部分熱量帶走,灰渣溫度降低,可以由輸渣設(shè)備運(yùn)走或儲(chǔ)存到渣倉(cāng)內(nèi)。

        3 冷渣器運(yùn)行中存在的問題

        機(jī)組正常運(yùn)行階段,為充分回收冷渣器余熱,#1、#2機(jī)組冷渣器冷卻水全部由閉式水切換為凝結(jié)水,但是在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生#1機(jī)組由于冷渣器冷卻能力較#2機(jī)組偏低,造成冷渣器出力受限的情況,且由于出渣溫度達(dá)到跳閘值頻繁跳閘,造成鍋爐床壓及水冷風(fēng)室壓力偏高,機(jī)組被迫限負(fù)荷運(yùn)行,而#2機(jī)組不受限制正常帶負(fù)荷運(yùn)行。

        現(xiàn)選取不同負(fù)荷工況下#1、#2爐冷渣器出力情況進(jìn)行對(duì)比,具體如表2、表3、表4所示,可以看出相同負(fù)荷工況下,#2爐的冷渣器出力比#1爐的冷渣器出力強(qiáng)。

        4 冷渣器出力差異原因分析

        4.1 ? ?冷渣器進(jìn)渣量過大、進(jìn)渣溫度高

        #1爐在運(yùn)行中床溫較#2爐高,為維持床溫在合理范圍內(nèi),勢(shì)必會(huì)積攢床料提高床壓,但在運(yùn)行后期或降負(fù)荷時(shí),由于床壓較高,排渣量相應(yīng)增大;同時(shí),由于進(jìn)渣溫度高,在相同的冷卻能力下,冷渣器經(jīng)常出力受限,頻繁跳閘(排渣溫度大于140 ℃,冷渣器跳閘),影響鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行,#2爐無(wú)此情況。

        4.2 ? ?冷卻流量偏小

        通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),在運(yùn)行各負(fù)荷段,兩臺(tái)爐冷渣器冷卻水全部為凝結(jié)水時(shí),#1爐冷卻水量較#2爐偏小約100 t/h,選取#1、#2機(jī)組各負(fù)荷計(jì)算冷卻水吸收排渣熱量,結(jié)果如下:

        (1)300 MW:

        #1機(jī)組:

        Q1=cmΔt=4.2×103×540×103×(78-53)≈5.67×1010 J

        #2機(jī)組:

        Q2=cmΔt=4.2×103×653×103×(92-67)≈6.86×1010 J

        (2)260 MW:

        #1機(jī)組:

        Q1=cmΔt=4.2×103×466×103×(90-66)≈4.70×1010 J

        #2機(jī)組:

        Q2=cmΔt=4.2×103×547×103×(71-50)≈4.82×1010 J

        (3)200 MW:

        #1機(jī)組:

        Q1=cmΔt=4.2×103×392×103×(75-50)≈4.12×1010 J

        #2機(jī)組:

        Q2=cmΔt=4.2×103×543×103×(73-52)≈4.79×1010 J

        在冷卻水都為閉式水的情況下,#1爐冷卻流量為350 t/h左右,#2爐冷卻流量為350~410 t/h。

        綜上,冷渣器在運(yùn)行中,冷卻水的進(jìn)出水溫差基本在20 ℃左右,但由于流量的偏差導(dǎo)致#1、#2爐冷渣器出力不同。

        4.3 ? ?冷渣器自身?yè)Q熱效果差異

        (1)經(jīng)觀察,#1爐#2、#6冷渣器,#2爐#1、#3冷渣器排渣出力明顯較其他冷渣器小,尤其#1爐#2、#6冷渣器在變頻器輸出頻率為50~60 Hz時(shí)(滿出力為100 Hz),排渣溫度就達(dá)到130 ℃左右。(2)在#1爐#1、#2、#4、#6冷渣器冷卻水由凝結(jié)水切換至閉式水后,選取兩臺(tái)機(jī)組負(fù)荷相同、一次風(fēng)量相同、床壓相同的工況,可以看出#1爐冷渣器的轉(zhuǎn)速仍比#2爐偏大,由此可以分析出#1爐冷渣器的換熱效果不如#2爐好。

        4.4 ? ?冷卻水水質(zhì)

        冷渣器運(yùn)行中冷卻水水質(zhì)不合格,造成冷卻水管內(nèi)部結(jié)垢,這樣不僅減弱了冷卻水與排渣的換熱效果,還會(huì)減小冷卻水流量,嚴(yán)重時(shí),還可能使冷渣器發(fā)生冷卻水?dāng)嗔鳎鋮s水管超溫爆裂事故。

        4.5 ? ?煤質(zhì)及粒度

        燃煤品質(zhì)對(duì)冷渣器穩(wěn)定運(yùn)行的影響尤為突出。當(dāng)燃煤中含石塊較多時(shí),粒徑較大的石塊容易堆積堵塞在排渣入口,造成排渣不暢;同時(shí),在鍋爐運(yùn)行中,若燃煤粒度較大,則流化不良,造成局部低溫結(jié)焦,焦塊進(jìn)入下渣管也易堆積堵塞在排渣入口,造成堵塞。

        4.6 ? ?安裝設(shè)計(jì)原因

        冷渣器在設(shè)計(jì)安裝時(shí),滾筒進(jìn)渣管與爐膛接合面處傾角不合理,雖不會(huì)導(dǎo)致冷渣器下渣管堵塞,但爐膛內(nèi)灰渣進(jìn)入下渣管不暢,阻力增加,削弱了冷渣器的排渣能力。

        5 改進(jìn)措施

        (1)加強(qiáng)入爐煤粒度管控,加強(qiáng)燃煤破碎與篩分系統(tǒng)的定期檢查與維護(hù),保證燃煤粒度合格。(2)加強(qiáng)冷卻水水質(zhì)的監(jiān)督化驗(yàn),利用機(jī)組檢修時(shí)機(jī),對(duì)冷卻水管進(jìn)行檢查,分析結(jié)垢原因,定期除垢。(3)優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整:針對(duì)#1爐床溫偏高機(jī)組,運(yùn)行期間應(yīng)根據(jù)負(fù)荷、床溫及時(shí)調(diào)整床壓、風(fēng)量煤量的配比;在冷渣器冷卻水全部切換為凝結(jié)水后,應(yīng)將旁路調(diào)節(jié)門全部關(guān)閉,確保至冷渣器的冷卻水量充足;根據(jù)床溫、床壓、排渣溫度精細(xì)調(diào)整,及時(shí)增減冷渣器出力以滿足運(yùn)行工況。(4)加強(qiáng)檢修、技改管理,對(duì)冷渣器下渣管傾斜角度進(jìn)行重新設(shè)計(jì)安裝,對(duì)部分處理較小的冷渣器進(jìn)行增加換熱管束等局部結(jié)構(gòu)的改造。

        6 結(jié)語(yǔ)

        在機(jī)組正常運(yùn)行中,冷渣器的可靠性、合理性不僅影響鍋爐運(yùn)行安全,還影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。同達(dá)熱電有限公司通過改進(jìn)冷渣器及其系統(tǒng),合理控制冷渣器的運(yùn)行方式,極大地減少了由冷渣器原因造成機(jī)組降負(fù)荷的異常事件,對(duì)保證機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

        收稿日期:2020-11-26

        作者簡(jiǎn)介:馬富中(1990—),男,山西應(yīng)縣人,助理工程師,從事集控運(yùn)行管理工作。

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