除渣设备（冷渣器，输渣设备等）资料

杨鲲

求助小型循环硫化床锅炉（10t/h)除渣设备（小型冷渣器，输渣设备等）资料

qimingxing

主要分析了国内CFB锅炉排渣设备使用现状，探讨干式排渣系统中的冷渣器、输渣机的合理性及发展方向，介绍了几种成套的排渣系统，重点分析气力输渣系统的应用情况。
关键词 循环流化床锅炉排渣设备



1、前言
循环流化床锅炉以煤的洁净燃烧技术及其较好的煤种适应性，具有燃烧效率高、不易灭火、灰渣可利用性好等特点，在我国中小型热电企业中得到迅速推广正向大型化方向发展。但作为CFB锅炉的辅机——排渣设备及系统的应用和发展确实存在相当的滞后性。国内已投产的75t/h、130t/hCFB锅炉几乎没有成型的排渣系统能长期连续运行。因此，开发、研制、推广新型整套排渣设备势在必行。
2、国内外应用CFB锅炉排渣设备的差别
国外CFB锅炉均配有灰渣冷却装置、灰渣输送设备来冷却高温灰渣和输送低温灰渣，这些装置设备应用基本是成功的，这不仅与其设计、制造和运行水平有关，而且还与其燃料特性(含灰量低、粒度小)等有关。由于灰渣量少，且粒度较小，灰渣的冷却和输送易于实现。我国的CFB锅炉多数燃用高灰低热值煤，灰渣量大，颗粒较粗，冷渣、输渣问题未得到根本解决。我国现运行的75t/h、130t/hCFB锅炉中几乎很少有成型的、完善的干式冷渣、输渣设备。多数只有冷渣设备却无输渣设备。少数CFB锅炉还采用完全人工排放热渣，自然堆放冷却或用水直接冷却。不仅增加灰渣物热损失，还污染环境，也不利于灰渣的综合利用。
3、国内CFB锅炉排渣设备的现状
循环流化床锅炉的排渣方式可分为湿式排渣和干式排渣两种形式。
3.1湿式排渣系统
是*工业水循环系统、渣沟、冲渣水泵、沉渣池等设备组成水力除渣系统。是大型发电厂的典型排渣方式，虽然应用技术过关，但应用于CFB锅炉，水淬后的灰渣活性变差，不宜于灰渣的综合利用，且占地面积大，灰渣物理热损失较大。同时还带来了水污染及水资源浪费，因此对于CFB锅炉应用湿式除渣不是一种合理排渣方式，不作推广使用。
3.2干式排渣系统
干式排渣是CFB锅炉推广采用的主要排渣方式，一般干式排渣系统由冷渣设备、输渣设备、储渣仓、冷渣器进料阀和储渣仓放料阀等设备组成。目前国内运行的75t/h、130t/hCFB锅炉使用的干式冷渣、输渣设备主要有以下几种。
3.2.1螺旋水冷式冷渣器
俗称水冷绞笼，热渣沿螺旋槽道前进，具有一定压力冷却水在绞笼外壳水套内和轴心、叶片的水套内流动，两种介质逆向流动换热，热渣可从850℃冷却到200℃左右，可由调速电机调节转数实现自控。其优点是换热量较大，再燃性小，运行稳定，调节方便，外型尺寸较小。缺点是主轴、叶片磨损量大，易漏泄，每年需更换叶片防磨护瓦维护量大，冷却水水质要求高(除盐水或软化水)应合理设置一套水循环系统，目前仍有许多用户在使用。
3.2.2滚筒水风冷式冷渣器
热渣进入滚筒后沿其内筒壁螺旋槽道前进，内外筒夹套内通过冷却水与热渣进行表面逆向换热，同时可接入风冷系统，可将850℃的热渣冷却至200～300℃。滚筒冷渣器的优点是磨损小，维护量小，使用寿命长，结构简单，运行可*。对冷却水水质要求不高(软化水或工业水即可)。缺点是换热量略低故外形尺寸略大，目前应用范围很广。
3.2.3钢带风冷式冷渣机
该设备是应用于220t/h煤粉炉上的一种新型干式排渣设备，也可应用于大型CFB锅炉。其结构主要由大量条形耐热钢板组成，*两侧链条带动低速前进，热渣落在钢板上受到负压通风大面积冷却至200℃，冷风吸热升温至300～400℃，可当做送风利用，该设备优点是清洁卫生，运行稳定可*，热能利用性好，易于自控。但设备造价太高，投资大，设备体积庞大，只适合于大型CFB锅炉。
3.2.4移动床式冷渣器
移动床冷渣器中灰渣*重力自上而下运动，并与受热面或空气接触换热，冷却后的炉渣从下渣口排出。有水冷式、风冷式和风水共冷式移动床冷渣器。该设备具有结构简单、运行可*、操作简便等优点。缺点是体积庞大、换热效果差、应用较少，只作为小容量或低灰份流化床中使用。
3.2.5风水共冷式流化床冷渣器
该冷渣器利用流化床的气固二相流特性传热，以风冷为主，水冷为辅，冷渣温度随风量增加和渣量的减少而降低，冷渣效果最佳。采用合理的风水共冷式流化床冷渣器无机械设备，结构简单，维护费用低，无需单独设置风机节电，出口风温高于200℃可作二、三次风入炉，冷渣水可选择低温给水或其他冷凝水，出渣温度在120℃左右，热能回收利用性好，节能效果最佳，使配套输渣设备工作安全可*，密封性好，缺点是体积略大。是一种很有发展前途灰渣冷却设备，应广泛推广应用。
3.2.6CFB锅炉的输渣设备
目前国内应用的输渣设备主要有刮板输渣机、耐温皮带输渣机、斗式提升机、链斗输送机、正、负压气力输渣设备等。刮板、斗提输渣机故障率高，皮带耐高温性差，只能耐温150℃，且扬升角度小，而链斗、气力输送使用效果与之相比较好。
3.3国内几种典型的排渣系统
3.3.1由滚筒或水冷绞笼冷渣器、灰刮板、斗式提升机、储渣仓等组成的机械排渣系统
该系统在锦州二热于1993年底投入使用，刮板、斗提经多次改造，能长期运行，出力较大。但排渣温度在200～300℃刮板受热膨胀，总刮板传输距离长，机械故障较多，斗提外壳及提斗磨损量大，传动链节距离长，拉力负荷大易折断，检修量大，运行连续性差，对环境污染较大，不作推广使用。
3.3.2由滚筒或水冷绞笼、链斗输送机、储渣仓组成的机械排渣系统。
该系统采用链斗输送机运行状况有所提高，链斗运行状况较稳定，出力较大。但在较高的渣温下，转动部件也易损坏，有待进一步改进。但链斗的扬升角度可达到60度，适合于高位传输且距离长、短均可，目前应用较多。
3.3.3国电建设研究所为220t/h煤粉炉研制的较完善的干式排渣系统
可应用于大型的CFB锅炉，原耐温皮带输渣机因烧损而改为链斗，运行状况较稳定，设备清洁，达到环保要求，但设备投资太大，不太适合于中小型CFB锅炉。
3.3.4由滚筒或水冷绞笼冷渣器
配套气力输渣系统在沈阳新北热电公司已运行四年，经多方位改造，已逐渐形成合理、完善的干式排渣系统，有一定的成功经验。
4、气力输渣系统的应用情况
一期工程两台北锅75t/hCFB锅炉于1997年底投产，二期工程3号炉和两台1.2万kW汽轮机于1999年底投产，1号和2号炉四套气力输渣系统于1998年安装并投入运行，3号炉气力输渣系统于1999年安装并投入运行。
4.11号和2号炉气力输渣系统主要设备
4.1.1水冷绞笼冷渣器?
出力0.9～3.3t/h，冷却水采用除盐水循环系统，流量33t/h，进渣温度870℃，出渣温度200℃。电机功率7.5kW，变频调速。
4.1.2除渣风机
高压头离心式风机，出口压力15.2kPa，风量2400m3/h，配套电机功率45kW。
4.1.3气力喷射器
采用渐缩形喷嘴，上部设有筛分渣块篦子。
4.1.4除渣管路
起初1号炉安装耐磨合金铸钢管Dn225×18，2号炉安装夹套铸石管，铸石厚度为30，最后全部改为Mn13Cr2的铸铁管。
4.1.5渣仓
有效容积120m3，设有排烟系统，配置分离器，放渣门处有吸尘装置。
4.2 3号炉气力输渣系统主要设备
4.2.1滚筒式冷渣器
出力0～8t/h，冷却水也采用除盐水循环系统，流量15～20t/h，出力温度≤60℃，电机功率7.5kW，采用变频调速。
4.2.2除渣风机
罗茨风机，出口压力39.2kPa，风量1800m3/h，配套电机功率30kW。
4.2.3气力喷射器
采用渐缩渐扩形喷嘴，上部有筛网来筛分大渣块。
4.2.4除渣管路
起初也采用夹套铸石管Dn170×30，内外夹套6mm，最后全部改为Mn13Cr2的铸铁管。
4.2.5渣仓
与1、2号炉基本相同。
4.3排渣系统运行故障分析
1、2号炉排渣系统1998年投入运行四年来，3号运行2年半，起初由于煤质在16767kJ/kg左右，排渣量适中，水冷绞笼，气力输渣运行效果较好，能满足锅炉满负荷运行需要，在运行半年后出现下列问题：
a.铸钢管弯头出现磨漏现象，铸石夹套运行半年后，弯头部位相继磨漏，3号炉采用罗茨风机输渣出力较大，磨损更为严重，当时采用焊接后，使用棕刚玉捣打料包裹维持运行，出力逐渐降低。
b.1999～2001年由于煤质热值降低(9211～11723kJ/kg)含有大量煤矸石，而且燃料破碎不好，粒度20～50mm占20%以上，煤中还含有铁器，造成除渣道频繁堵塞，出力也大大降低。
c.铸石夹套管内套磨损后撬起，阻碍输渣运行，也造成管路堵塞。
d.长期运行由于煤质热值低，排渣量大，温度过高，铸石管受冲击出现炸裂，大量铸石脱落，严重堵塞输渣管道和出现管道磨漏故障，难以维持运行，而铸钢直管磨损量不大，始终未更换。
e.磨损漏泄后的铸石管路弯管采用棕刚玉捣打料包裹，虽能维持较长时间运行，但由于管路内凹凸不平，增大了管道内风渣运行的阻力，不利于长期运行。
5、解决问题的方法
5.1除渣管路的改进
铸钢管直管耐磨损无问题，管壁薄弯头部位易磨损，合金铸钢价格昂贵，夹套铸石管又不适合200℃以上的渣温，我们逐渐采用Mn13Cr2的铸铁管，且将易磨损面可加厚到40mm不易磨损面减薄到20mm足以，而且价格低廉，具有可焊性，修补方便，使用寿命提高了3倍以上，维护量小。逐渐取代铸石管和铸钢管。
5.2气力喷射器的改进
改造原喷嘴流线形式减小阻力，将原出口直径由Dn76扩大到Dn83，输渣能力有所提高。
5.3煤质及粒度的改善
今年以来煤质热值保持在12560kJ/kg左右，煤矸石量大大减小，关键是保证了煤的粒度在10mm以下，且严格管理防止铁器入炉，系统出力明显提高，也避免了管路的堵塞。
5.4渣仓排烟系统的改造
渣仓由排烟系统形成的负压对排渣出力也有较大影响，我们改造了三个渣仓的排烟母管排烟量不足及渣仓负压建立不起来的问题，排渣能力也有较大提高。
6结束语
国内CFB锅炉排渣系统目前虽然没有十分完善的、成型的设备，但逐渐得到设计部门、制造厂家和用户的普遍重视，流化床风水冷渣器以很好的节能技术、滚筒冷渣器和绞笼冷渣器都有可*稳定的运行效果，气力除渣系统、链斗排渣系统也都在走向较好的完善中，这些成功的经验，加上设计、制造、运行各方面的努力，国内CFB锅炉的排渣系统一定能走向成熟。

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440T/H循环流化床锅炉调试、运行技术探讨
（义马锦江能源综合利用有限公司 孟洛伟  河南省 义马 472300）
[摘要]： 通过对东方锅炉厂DG440/13.7-II2型循环流化床锅炉在义马锦江能源综合利用有限公司安装、调试、运行过程中的技术改造、优化运行取的良好效果加以分析，从而探讨大容量循环流化床锅炉长周期、经济稳定运行技术。
[关键词]：循环流化床锅炉  调试  运行 技改 优化
1、前言
DG440/13.7-II2型循环流化床锅炉是东方锅炉(集团)股份有限公司在消化吸收引进技术的基础上，结合自身在125MW、200MW、300MW、600MW大容量机组煤粉锅炉开发、设计、制造方面的丰富经验，自主开发，具有自主知识产权的国产135MW等级的循环流化床锅炉。其设计、制造、安装、调试和运行技术代表着我国现行135MW等级循环流化床锅炉的整体技术水平。
河南义马锦江能源综合利用有限公司2×135MW矸石电厂，锅炉为DG440/13.7-II2型循环流化床锅炉，机组从2004年7月6日开始分部试运，1#、2#机组分别于2004年9月 16日、11月6 日通过72+24小时考核试运，1#机组试验期间负荷率98.9%；2#机组试验期间负荷率96.5%； 经河南省电力节能检测中心性能测试， 1#锅炉热效率92．56%，2#锅炉热效率94．00%，排渣可燃物与底渣可燃物均维持在1.5%以下。在实际运行中，锅炉带负荷能力强、变工况运行迅速稳定，排渣通畅，均能按省调度中心负荷指令曲线运行。运行两年来，1#锅炉最长连续运行时间116天，2#锅炉最长连续运行时间133天，平均运行连续周期80天左右。
1#、2#锅炉之所以能够运行长期、平稳，主要是锅炉在设计、安装过程中，充分考虑了机组的调试、运行，进行了相当的技术改造。另外在调试、运行中，现场技术人员认真分析，在试运中针对性的解决了不少循环流化床锅炉一些疑难问题，也是我厂机组能够正常运行的重要因素。
2、锅炉概述
锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)三部分组成。炉膛内布置有屏式过热器和屏式再热器管屏；一片全分隔水冷分隔墙。炉膛与尾部竖井之间，布置有两台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台J阀回料器。尾部由包墙分隔，在锅炉深度方向形成双烟道结构，前烟道布置了两组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器，向下前后烟道合成一个，布置螺旋鳍片管式省煤器，之后沿锅炉宽度方向分开为左、右烟道，布置卧式空气预热器，空气预热器采用光管式，沿炉宽方向双进双出。
锅炉设有六台给煤机和三个石灰石给料口，给煤机和石灰石口置于炉前，为前墙给料。炉膛底部由水冷壁管弯制围成的水冷风室，通过膨胀节与床下风道点火器相连，风道点火器一共有两台，每台中各布置有一个高能点火燃气燃烧器，无其它助燃燃烧器。炉膛左右两侧各设置一台选择性多仓风水联合冷渣器。
锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、水冷系统、汽冷式旋风分离器进口烟道、汽冷式旋风分离器、HRA包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及蒸汽连接管道。过热器系统中设置两级喷水减温器，以调节控制蒸汽温度，一、二级减温器分别设置在低过出口、屏过出口蒸汽连接管道上。再热蒸汽系统包括低温再热器、屏式再热器及连接管道。再热系统布置有两级喷水减温器，一级布置在低再进口集箱前的管道上，作为事故喷水减温，二级布置在低再与屏再之间的蒸汽连接管上作为微喷水减温器，再热蒸汽温度主要采用烟气挡板调节。
由两台一次风机、引风机、二次风机、点火风机、播煤增压风机、冷渣风机和三台J阀风机构成锅炉的烟风系统。从一次风机出来的空气分成三路：第一路，经一次风空气预热器加热后的热风（或经点火风机）进入炉膛底部的水冷风室，通过布置在布风板上的风帽使床料流化，并形成向上通过炉膛的气固两相流；第二路，热风经播煤增压风机后，用于炉前气力播煤。第三路，从一次风机出口风道引出至皮带给煤机，作为给煤机密封用风。二次风机供风经二次空预器预热后经炉膛中部前后墙二次风箱分上下两层多喷口送入炉膛。
3、锅炉设计参数或经优化后运行参数（满负荷）
项目 数值 项目 数值
主蒸汽温度/℃ 530～540 J阀底部温度/℃ <900, max<950
主蒸汽压力/Mpa 13.5～13.8 J阀底部压力/Kpa >42
再热汽温度/℃ 530～540 排渣温度/℃ <150
给水温度/℃ 248 排烟温度/℃ <132
主、再热汽温两侧温差/℃ <20 最低流化风量/Nm3/h 79000
汽包水位/mm ±76 冷渣器床压/Kpa 3～7
床温/℃ 800～900,max<950 冷渣器一室温度/℃ <800
床层压力/Kpa 5～7.5 烟气含氧量/% 3～5
炉膛差压/Kpa >2.6 点火风道壁温/℃ <1100
4、设计、制造、安装、调试过程中进行的技术改进和措施
4.1 煤制备及给煤系统
我厂煤制备系统采用一级筛分，二级破碎，其设计流程如下：
1#输煤皮带      2#输煤皮带       振动筛                  3#输煤皮带       4#输煤皮带

粗碎机     细碎机
因燃用义马长焰烟煤，煤质比较松软，煤燃烧后灰渣为粉末状，锅炉正常运行不能产生合适粒度物料，锅炉燃烧不易控制。根据摸索，将振动筛蓖由原来的10mm扩大至20mm，炉膛物料达到了设计要求。
我厂给煤机采用皮带称重给煤机，在锅炉安装过程中，吸取很多厂已经多次出现炉膛热烟气反窜烧毁给煤机的教训，将给煤机密封风从二次冷风改为高压头的一次风机出口。另外在DCS上设计了给煤机保护程序，比如断煤保护、堵煤保护、超温保护、无密封风保护等，有效的防止了给煤机的损坏。确保了煤仓断煤过程中，给煤机的安全。
4.2 冷渣器系统
DG440/13.7-II2型循环流化床锅炉采用典型的东锅自带风水联合选择性排渣冷却器。选择性冷渣器沿渣走向分别为选择室和三个冷却室，并配有各自独立的布风装置。每个小室用耐火砖砌成的分隔墙隔开，渣流绕墙从墙下孔洞流过。冷渣器所用风由单独的冷渣器流化风机供风，冷渣器风机共两台，一台工作，一台备用。四个仓的流化空气正常运行时都来自冷渣器风机出口的冷风。冷却室排气在隔墙顶部中间排出，从炉膛侧墙返回炉膛。冷渣器布风板上布置有Г型定向风帽。通过开关排渣管用风以及调节风量，控制排渣，排渣风主要由J阀风机提供。为防止大块颗粒或小块焦堵塞炉膛排渣口，在输渣管上加装一路由空压机提供的高压反吹风。  
为使冷渣器能够正常工作，在第一室（选择室）内加装一根定期放渣管；定期排放第一室的粗渣。为了减轻冷渣器一室的输渣压力，我们将每个室进渣孔洞扩大为设计的2倍，另外在四室放渣管旋转阀前接两根临时排渣管：一根与输送机相接；一根与定期放渣池相接。
4.3 风室漏渣
两台锅炉启动运行过程中，均出现炉膛向风室漏渣现象。根据我们观察和分析，漏渣分两种情况：第一种：由于气流从底部中间送入，使得气流在风口四周产生回流区而造成漏灰。第二种：漏灰主要布风板四周沿炉墙向下漏渣。观察看到，漏灰时是间断的，一股一股的，严重时，整个床面连续大量下漏。分析漏渣原因，分析认为主要是以下原因：
1) 燃料粒度与设计粒度相差较大：床料的组成中，细颗粒所占比列很大，漏渣现象较为严重。
2) 运行中的布风板阻力较设计值偏小：布风板阻力设计是按满负荷时一次风量为220000mn&sup3;/h 计算的，实际满负荷运行时，一次风量仅有160000 mn&sup3;/h ～180000 mn&sup3;/h。比设计值低约：1500Pa左右。
3) 运行中发现，在保持一次风量不变时，床压升高超过某一限度时，漏渣量明显增大。
4) 在升降负荷过程中,由于给煤量、一次风量的增加或减少，布风板阻力也随着发生变化。当稳定的布风板阻力接近或低于相对应的负荷阻力时，漏渣的可能性就增加了。
5) 漏渣与流化有关系，在正常流化情况下，流化不良的区域就容易漏渣，如炉墙四周。
为了减少布风板漏渣，我们调整破碎系统，使燃料组成中粗颗粒所占比列增大，漏渣现象得到改善。另外在风帽下加装临时节流装置，提高布风板阻力0.8kpa左右， 在运行过程中控制床压运行范围在5~7kpa。以上措施采取后，漏渣问题得到明显改善。
4.4  J阀返料问题
“J”阀回料器共两台，对应布置在每台旋风分离器的下方，支撑在构架梁上。“J”阀回料器用风由单独的高压J阀风机负责，“J”阀回料器共配备有三台高压头的罗茨风机，每台风机出力为50%，正常情况下两台运行、一台备用。 回料风母管压力通过“J”阀风管与一次风管之间的联络管道上的阀门调节。J阀风通过底部风箱及立管上的四层充气口进入J阀， 实现定量送风。J阀在锅炉正常运行时，在建立灰循环后，一般不作调整。但当回料不正常时应对J阀风进行调整。
我厂循环流化床锅炉在运行过程中存在返料不畅的问题，其中高负荷时容易返料短时中断，形成脉冲返料，低负荷情况下容易出现返料中止。我们根据参数变化情况认真分析，认为返料脉冲或中断，均为返料短时堵塞，此时返料器返料能力低于旋风分离器收集物料能力。对返料风进行调整，可以使返料正常。同时保证“J”阀回料器风帽、充气孔的通畅，也是返料正常运行的关键。我们对最上层充气孔进行了改造，添加了压缩空气，保证了充气孔压力。
4.5 点火风道
    根据其它电厂循环流化床锅炉点火风道，在点火过程，存在坍塌、烧红，而导致点火失败、设备损坏的教训。我厂在点火风道施工过程中改变了设计的浇注料，选用了耐火度更高（≥1750℃），强度更大的刚玉莫来石为骨料的浇注料来浇注点火风道。另外，在实际点火过程中，控制点火风道温度≮1150℃，保持热一次风门开度＞30%等措施。从试运至今锅炉启动10多次，从未发现任何问题。另外，我们在燃烧器正对面点火风道混合风室安装了观火孔，来观察燃烧器燃烧情况，及时调整燃烧器燃料量和风量的配比。
4.6 锅炉受热面防磨
循环流化床锅炉磨损问题是影响循环流化床锅炉长期安全运行的重大问题。循环流化床锅炉炉内固体物料浓度是其他锅炉的几十倍，且颗粒大。因此锅炉的金属受热面与耐火材料磨损非常严重。我公司锅炉在设计生产过程就注意了锅炉下部敷设浇注料卫燃带和水冷壁管过渡区域的磨损问题，该区域水冷壁向外弯曲避让冲刷。另外我公司在浇注料卫燃带和水冷壁管过渡区域水冷壁管2米高度施以超音速电弧喷涂。在炉膛四角以及双面水冷与水冷壁夹角处沿宽度方向1米向上8米施以超音速电弧喷涂。、另外在运行过程严格控制入炉煤颗粒粒径达到8 mm以下。在安装过程以及平时检修过程让水冷壁内面保持光滑整洁，消除施工过程中的焊缝、焊疤等。
5、锅炉启动试验、调试项目
5.1 烘炉
本锅炉烘炉采用烘炉机用热烟气干燥方式来完成，根据东锅440t/h超高压中间再热CFB锅炉的耐磨耐火浇注料的资料和烘炉机出力共布置14台烘炉机。每台锅炉烘炉历时170小时。锅炉在烘炉期间采用临时上水泵补给水。整个烘炉期间，升、降温均按照烘炉方案进行，未超出耐火材料厂家规定的范围。烘炉结束后，电厂、监理、耐火材料厂家、电建及调试单位共同对烘炉情况进行了全面检查，一致认为烘炉质量达到要求。其中冷渣器按烘炉机和燃气压力情况分别达到了510℃和560℃。点火风道按烘炉机和燃气压力情况分别达到了690℃和700℃。回料阀斜腿、立腿、分离器出、入口按曲线实现。锅炉的高温烘炉阶段结合了安全阀整定、吹管、蒸汽严密性试验一并进行。
5.2 冷态试验
5.2.1  主要风量测量装置的标定
锅炉燃烧风量是运行人员调整燃烧的的重要依据，其测量的准确性直接影响到锅炉的经济安全运行。安装在锅炉风道上的风量测量装置，往往由于安装位置管道直段不能满足设计要求、装置加工误差等原因使流量系数偏离设计值，为锅炉运行的需要，我们对锅炉主要的风量进行了测量。按等截面布置测量点，标准测速元件采用毕托管，压差信号用电子微压计读取。由于风量测量装置厂家的设计数据在试运期间多次修改,根据厂家最后提供的数据，DCS上显示风量与实测值基本相符。
5.2.2 风量调节挡板检查
风门挡板检查在冲管结束后进行，通过实地检查及在全关、全开状态下风量测量及管道压力判断风门能否关严，并检查判断与指示开度位置、DCS显示是否一致。通过多次反复检查，锅炉风系统有较多的风门挡板实际位置与DCS显示不符，多数调节挡板全关状态下关闭不严等问题在启动前已解决。
5.2.3测定炉膛布风板阻力特性
料层阻力与最小临界流化风量、炉膛空板阻力特性见下图：
料层阻力与最小临界流化风量                             布风板阻力特性曲线                                 
5.2.4观察炉膛布风板的布风均匀性和床料流化特性
床料流化特性及流化均匀性试验采用10mm以下的流化床炉渣，#1炉首次做流化试验时发现炉膛右侧流化很不理想，炉膛右侧有大块死区，分析认为因在加料时下雨使床料太湿，加上加料时被踩紧，导致流化不均匀。经人工刨松床料，并用压缩空气吹扫风帽后，炉膛流化情况大大改善，流化较好。在床料流化良好的情况下，将流化风量从约120000 mn &sup3;/h.突然降至零，观察炉膛床面，炉膛床面基本平整。
5.2.5测定炉膛料层阻力特性和床料的临界流化风量
在炉内铺设床料，床料采用10mm以下的流化床炉渣，料层高度分别为500mm和750mm。进行临界流化风量的测试，测得结论是：#1、#2炉最小临界流化风量均约为79000 mn &sup3;/h。
5.2.6 冷渣器的试验
#1、#2炉在对冷渣器内床料进行流化和排渣试验时，观察到床料流化良好。但在炉膛内床料处于良好流化状态下时，在未开启排渣风的情况下，发现冷渣器出现自流，冷渣器内床压在2~8Kpa，床料能顺畅的从一室流向四室。考虑到锅炉在运行时，本体会向下膨胀，其输渣管的倾角会减小，自流应该有所好转。我们在安装初期检查冷渣器时，发现两侧冷渣器风室内隔板未安装，安装公司根据我们提出的处理意见，对风室隔板的缝隙进行了处理。冷渣器风室间窜风将会影响冷渣器内物料的流化，特别是在炉膛排渣量较大时，一室的流化质量更难保证，最后导致冷渣器堵塞。我们在排渣试验前对两侧冷渣器及输渣管进行了仔细的检查，结果发现冷渣器输渣管热电偶过长，易将输渣管堵塞，无法排渣。对问题进行了处理。
5.3 J阀的调试
投煤试运前，对J阀内风帽小孔逐个进行了多次清理疏通,由于回料器系统漏风，风压较低，对该问题进行了处理，试运期间，回料器工作正常。
5.4 点火升压及启动投煤
锅炉点火时首先投入一侧出力为5625Nm&sup3;/h的气枪，点燃稳定燃烧后再投入另一侧气枪。由冷态试验的结果，炉底流化风总风量应控制在79000N m&sup3;/h 以上，因所用煤气的热值较低（最高为4500Kcal/kg），考虑到炉渣含碳量较低。根据所燃煤种，当平均床温达到450℃时锅炉即开始投煤。
初期投煤时先投运1～2台给煤机且给煤机脉冲运行，当床温有明显升高、炉膛出口氧量有明显降低时给煤机才能连续运行，根据锅炉汽侧升温升压的要求，适当增加给煤量，随着锅炉汽温汽压的升高，不断投入其它给煤机，尽量使各台给煤机的出力均衡。在给煤量增加的同时，不断增加流化风总量，控制床温的升速。当床温升到700℃以上时，适当减小床下气枪的出力，此时床温略有波动，当床温稳定后适时切除其中之一只气枪，然后观察床温变化，若无明显波动，则第二只气枪开始切除。床下气枪切除后，及时根据床温变化情况调整流化风总量和增加给煤量，将床温稳定制在800～920℃之间。
5.5  72+24小时运行
机组在经过数次起停试运完善后，#1机组于9月13日凌晨进入72+24小时考核运行。运行期间锅炉运行平稳，平均负荷在132.5MW，其主要参数均达到或接近设计参数，#2机组于11月2日凌晨进入72+24小时考核运行。运行期间，锅炉运行虽然平稳，但由于A一次风机调节门存在问题，使得一次风量偏小，造成负荷偏低，机组的平均负荷在131MW左右。
6、正常运行控制
6.1燃料及粒度
改变有关人员对循环流化床锅炉优点的错误认识，即“燃料适性好，几乎可以燃用各种优劣质燃料”，循环流化床锅炉可根据各种优、劣质燃料进行设计，烧各种燃料，但对某一台CFB锅炉及其煤破碎系统来说，却所燃用的燃料就应在一定的范围。虽然燃料偏离设计煤种太多可能短时间不至于锅炉灭火甚至能带起负荷，但是稍长时间就影响锅炉的稳定、经济、安全运行。另外燃煤颗粒特性对CFB锅炉燃烧份额、炉内传热、受热面磨损等有一系列的影响。燃料粒度对循环流化床锅炉运行的重要性随着国内CFB锅炉的迅猛发展，大家都有了深刻的认识。燃煤颗粒特性是保证锅炉安全、经济、稳定运行的关键。燃煤颗粒特性曲线是CFB锅炉设计，运行的一个重要的技术要素，也是设计制煤系统和选择破碎机械的依据。我厂选用与我厂设计煤种接近的原煤作为长期使用的燃料，另外根据燃料特性，对燃料粒度进行严格的控制。
通过运行实践表明，国内大部分电厂的煤制备系统满足不了CFB锅炉本身对燃煤粒度的技术要求，其主要原因：1）当原煤中水份较大时（＞12%）振动筛筛孔堵塞，清理困难，运行维护工作量大；破碎机内原煤结块或堵煤。2）破碎机械粒度调整比较困难。尤其是当煤种变化时，燃煤粒度无法随着煤种的变化而变化。因此，要根据锅炉容量大小，设计煤种的颗粒特性和成品煤的颗粒特性曲线，以及预测可能燃用的其他煤种的特性曲线来，选择带有干燥分选装置的制煤系统、破碎系统能及时调整破碎颗粒，使燃料进入破碎、筛分系统前进行干燥，是锅炉的稳定、经济、安全运行的前提条件。
6.2 给煤系统
    在锅炉试运过程中出现最频繁的问题是煤仓堵煤，我们在煤仓开设人工捅煤孔，在有一次断煤时，就地观察工人打开捅煤孔捅煤，破坏了给煤机的压力平衡，炉内烟气反窜到给煤机，造成一台给煤机皮带及其它部件烧损。另外给煤机在试运初期皮带跑偏现象十分严重，6台给煤机需要维修人员不断人工纠偏，给煤机无法稳定、连续运行，使锅炉运行工况大幅波动。给煤机厂家对此进行了改造，安装了自动调偏装置，缩小了给煤机进煤口，效果良好。将报警信号未接入DCS，当炉内有热烟气反窜到给煤机时，通过温度信号使速关阀迅速关闭。
六台给煤机尽量采用对称投运和两侧炉膛给煤量比较均衡的运行方式。单侧炉膛给煤机投运或两侧炉膛给煤量相差较大的运行方式造成屏过热偏差和床温的不均匀不致影响机组安全，很可能造成两侧炉膛的风煤比失调（即使总的燃烧过剩空气系数控制得很好），影响锅炉运行的经济性，因此，在正常情况下，六台给煤机都应投运且给煤量应基本一致，1#、6#给煤口靠近排渣口，可适当减小其给煤量，尽可能延长燃料炉内停留时间。  
6.3 吹灰器吹灰对锅炉排烟温度的影响
锅炉第一次带满负荷排烟温度小于130℃，在72小时后排烟温度升到170℃左右。投入布置在锅炉尾部受热面的蒸汽吹灰器后，排烟温度下降到130℃。之后我们每天吹灰一次，控制全天排烟温度在110~130℃范围内。要解决锅炉尾部受热面积灰，要适当提高尾部受热面的烟气流速。采用合适的吹灰器，合理安排吹灰。  
6.4 一次风量及床温的调整
一次风量的变化对床温的影响十分明显。在一定的负荷和煤量、过氧量的条件下，一次风量增加，床温降低，反之，床温升高，这是因为一次风量增加，密相区烟气带走的热量增加，同时因为床层流化速度有一定提高，使燃料中的细粒子进入到炉膛上部空间燃烧的量有增加趋势，所以床温降低，相反，床温升高。一次风量主要作用为物料流化，床温调节，密相区燃烧用风。我们认为一次风在燃烧过程中占的比重超过60%。
    床温与锅炉负荷、燃料特性（燃料水份、灰份、热值及粒度组成等）、一次风量有关，在锅炉的运行中，床温通常通过调整一次风量和燃料量来控制。床温对锅炉燃烧效率的影响更确切地说是风量分配、燃烧、过剩空气系数对燃烧效率的影响。床温控制在800～920℃范围，使排渣或燃料变化时有利于锅炉运行的稳定。
6.5 “J” 阀的调整
锅炉运行过程一般无须对“J”阀风进行调整，只有在较高负荷时“J”阀母管压力偏低（小于35Kpa）或“J”阀料位偏高及“J”阀灰温较高（高于980℃）对“J”阀风进行调整，“J” 阀的各级充气孔的风量保持合适的开度，对于返料质量的好坏起到一定的作用。
6.6 床压、床层差压、床层密度、风室压力的调整
    床压、床层差压、床层密度之间存在一定的关系，都能直接或间接反应了炉膛内固体物料的总量。床值是锅炉运行中通过排渣控制的一个运行参数。床压在较宽的运行范围内都能保证锅炉负荷、蒸汽参数达到设计要求，但试运过程中也明显地反应出床压过高、过低都不利于锅炉稳定运行，主要表现在床压过低，床温均匀性差，波动大，会加剧风帽的磨损。床压过高，一次风机电耗增大。根据经验，锅炉满负荷运行时炉膛床压宜控制在5～8KPa范围内。合适的床层厚度，能够保持床温的稳定，燃烧的稳定和安全、经济。
6.7 播煤风的调整
适当床压时改变播煤风压及风量对床温及锅炉运行影响不大。但较大的播煤风量和较高的播煤风压对改善入炉煤的播散均匀性和床温的均匀性有较大好处，播煤风的各分门保持全开，播煤风量调节通过主风道调整门或风机进口门开度来实现。
6.8二次风的调整
    运行期间对上、下二次风也进行了调整，由于二次风占总燃烧风的份额可达到30%~40，因此有很大调整的必要。二次总风量的调整主要是为了控制总的燃烧风量，保证燃烧空气足够，进行分级燃烧，因此调整依据是省煤器后的烟气含氧量，燃用设计煤种时，通常在80%以上负荷下，省煤器出口烟气含氧量控制在3.5～5%范围，低负荷时省煤器后烟气含氧量应控制高一些（6～7%）。二次风总量较大时，上、下二次风的分配按约5∶5比例控制，低负荷时二次风总量小，上、下二次风的分配按约6∶4比例控制。
6.9  冷渣器的运行
    冷渣器能否正常工作，取决于：1、燃料的颗粒大小；2进渣是否顺畅与可控；3、各风室风量的配比；4、排渣是否顺利与可控；5、灰渣输送系统的正常运行。冷渣器运行时，冷渣器尽量维持一定料层厚度连续运行，以维持炉膛床压稳定为基准。如不需连排，应勤排，每次排量小一些。不能待炉膛床压达到较高水平时才开始大量排渣，床压降低后再全部停止。这种控制方式容易使炉膛排渣口结焦，排渣温度过高。两侧冷渣器应长期均匀排渣，为防止大渣的煤粒过多，可调整相对应的排渣口处给煤机给煤量的大小。冷渣器运行时，我们要求选择室温度小于850℃，床压控制在3~8Kpa，其它冷却室冷渣器各室床压小于5Kpa。冷渣器各室床压、温度调节要有预见性。冷渣器进渣风管各风门开度要保证冷渣器各室床压、温度调节均匀、平滑上升。排渣时，主要通过旋转给料阀排渣，必要时开启四室紧急排渣管。在冷渣器一室超温、超压时，开启冷渣器一室紧急排渣管。同时关小冷渣器进渣风管各风门。待冷渣器一室温度、压力正常时关闭冷渣器一室紧急排渣管。冷渣器停运时，严密关闭冷渣器进渣风管各风门。冷渣器各室床压小于3Kpa，一室温度小于200℃。或冷渣器排空。在冷渣器工作正常时，第一室、第四室的事故防渣管也应定时排渣，防止较大颗粒的堆积。
7、结束语
循环流化床锅炉以优良的低负荷性能，SO2、NOX排放低等优点，受到火力发电的重视。要使锅炉稳定、可靠、经济地运行，应努力改变目前国内CFB炉在某些方面的不足，保证锅炉整体设计的完善，选择合适的破碎设备及流程，达到燃煤粒度要求，应用防磨技术，保证锅炉连续可靠运行，尽快设计出先进的适合中国国情的排渣设备，提高锅炉的热效率，选择合适的运行参数；统一操作；及时消缺；提高运行人员的素质和操作水平、事故处理能力，选择性价比高的辅机，保证入炉煤特性的稳定，真正发挥出CFB锅炉的优越性。
作者简介 孟洛伟：义马锦江能源综合利用有限公司运行部部长，长期从事CFB机组的安装、质检、调试、运行管理及技术工作.

qimingxing

大型CFB锅炉设备稳定运行问题探讨

边疆，安国银，彭波

（河北省电力试验研究所，河北　石家庄　050021）

　

    摘  要：目前，大型CFB锅炉燃烧技术的应用得到了快速发展。文章结合保定热电厂国产化2台450 t／h、石家庄热电厂等厂3台410 t／h CFB锅炉的投运，就设备稳定运行暴露的一些问题进行探讨
    关键词：CFB；锅炉；稳定运行；探讨 1　前言
　　作为洁净煤发电技术的一种，大型CFB锅炉燃烧技术的应用目前得到了快速发展，国产化最大的2台450 t／h CFB锅炉机组已经顺利在保定热电厂投产，410 t／h的CFB锅炉机组在石家庄热电厂投产了2台，并在江西分宜电厂投产了1台。但是，随着大容量CFB锅炉机组的投运，大型CFB锅炉设备在稳定运行上暴露了一些问题。希望通过对大型CFB锅炉设备稳定运行问题的探讨，提高CFB锅炉运行和维护水准，确保机组能够长周期安全稳定运行，促进国产化大型CFB锅炉技术的发展。
2　影响大型CFB锅炉稳定运行的主要问题
　　目前，影响大型CFB锅炉长期稳定运行的主要问题有：炉膛及冷渣器的排渣、炉膛布风板的漏渣、耐火保温材料的选择、施工及烘烤、床下点火风道燃烧器的配风及保护、CFB锅炉特征量的在线测量及监视可靠性低下、给煤机的堵煤与断s煤、燃煤粒径的控制及其他辅机问题等。
2．1　炉膛及冷渣器的排渣问题
　　影响大型CFB锅炉长期运行的首要问题是锅炉的排渣问题。炉渣的可靠排放是锅炉稳定运行的基础，也是实现CFB可控制运行的标志。因此，选择合适的冷渣器并保证冷渣器的可靠、合理、稳定运行是实现锅炉顺利排渣的前提，也是锅炉排渣的下级—输渣系统稳定运行的保证。
2．1．1　东锅选择式风水联合冷渣器
　　东锅450 t／h CFB锅炉配备4台选择式风水联合冷渣器。锅炉排渣采用J阀风控制，冷渣器排渣采用旋转给料阀控制；选择室和第1冷却室采用180℃一次风热风冷却，第2冷却室和第3冷却室采用一次风机出口的冷风直接冷却；在第1冷却室和第2冷却室布置水冷管束作为省煤器的一部分。
　　a．存在的问题　排渣量较大，冷渣器排渣温度过高，冷渣器经常需要间断运行；冷渣器内部磨损严重；在冷渣器的选择室部位结焦而导致冷渣器停运；冷渣器无法实现连续运行，4台冷渣器不能满足机组运行的需要，锅炉运行受制于冷渣器，经常造成锅炉降负荷运行或停炉。
　　b．原因分析　锅炉排渣失控，没有建立冷渣器的进渣与出渣的平衡是造成上述问题的主要原因。因为冷渣器的设计是按一定的物料平衡设计的，当锅炉排渣失控（即冷渣器的进渣失控）时，大量的热渣快速进入冷渣器，而冷渣器的冷却风和冷却水不足以将热渣冷却到设计的排渣温度，运行人员加大冷却风量的投入，使得冷渣器内部的磨损加剧，在不能将热渣冷却下来时，导致冷渣器需要停运进行冷却；当选择室进渣量较大时，大量的未燃烧煤粒会随着渣流涌入选择室，在渣层较厚的情况下会造成局部的沟流和局部的不流化，并在选择室内发生可燃物的再燃和结焦，造成选择室排渣口的堵塞。
　　c．采取的措施　用控制锅炉排渣J阀风压的大小来控制锅炉的排渣量，建立冷渣器的进渣与出渣的平衡，保持选择室床压的稳定与可控。
　　d．实施后的效果　冷渣器能够稳定可靠运行，能够实现连续排渣，排渣温度可以控制在150℃左右，3台冷渣器就可以保证锅炉满负荷运行。
2．1．2　哈锅L阀控制风水联合冷却溢流式冷渣器
　　石家庄热电厂220 t／h CFB锅炉配备了2台L阀控制的风水联合冷却溢流式冷渣器。锅炉排渣采用L阀控制，冷渣器排渣为溢流式出渣，在冷渣器底部设置2个事故排渣口，采用2台冷渣器用罗茨风机进行直接冷却；在第2冷却室和第3冷却室布置水冷管束，加热后的除盐水直接进入除氧器水箱。
　　a．存在的问题　L阀只起疏通作用，锅炉排渣量的大小不易控制，在锅炉排渣口部位易结焦；冷渣器内部的渣易堆积形成沟流，在不能建立初始流化的情况下，只能通过事故放渣进行排渣，排渣温度过高，冷渣器内易结焦。
　　b．原因分析　冷渣器的冷却风机选型较小，冷却风量不足；L阀的控渣性能不好，排渣量大小不易控制，且L阀的耐磨耐火材料易于脱落，易造成堵塞。
　　目前，该炉的排渣只能依靠事故排渣进行，运行状况不良，锅炉运行受制于冷渣器能否正常出渣。
2．2　锅炉炉膛布风板的漏渣问题
　　东锅生产的450 t／h和410 t／h CFB锅炉炉膛布风板均存在漏渣情况。在冷态和停用床下油枪前，炉膛布风板不漏渣，漏渣发生在锅炉带上一定负荷且床下油枪停用后，漏渣的部位在靠近后墙的回料中心附近。大量的漏渣将导致水冷风室的堵塞，并使水冷风室磨损严重，危及锅炉的正常运行。
　　东锅100 MW等级的CFB锅炉回料口为2个，布风板的风帽为定向“7”字型，布风板阻力较小；哈锅100 MW等级的CFB锅炉回料口为4个，布风板的风帽为钟罩式，布风板阻力较大。
　　通过初步的试验及现象分析认为，造成炉膛布风板漏渣的原因可能为：回料布置集中，局部的回料量偏大、布风板阻力偏小、风帽制造粗糙。
　　因为CFB锅炉大型化后，额定负荷时的循环物料量很大，如果不相应增加回料口势必造成局部回料量过大，使布风板上的局部床压过高。当布风板阻力偏小时容易随着炉膛循环量的增加而发生漏料情况。而在循环物料量较小时并不发生漏料，这与实际情况是相吻合的。因此，必须在大型CFB锅炉的设计中充分考虑回料量的均匀分布，避免造成局部回料量过大的问题。同时，应注意风帽的结构是否合理和制造加工质量是否合格。
2．3　耐火保温材料的选择、敷设及烘烤
　　CFB锅炉运行的特殊性———大量含有燃料、燃料灰渣、石灰石及其反应产物的固体床料的内、外循环流动，使得CFB锅炉密相区及循环回路中敷设的耐火耐磨材料受到严重的冲刷磨损及热循环应力及机械振动的影响。因此，对于CFB锅炉来说，耐火耐磨材料的理化性能、施工及最终的烘烤，将在很大程度上决定着CFB锅炉能否安全可靠运行。耐火耐磨材料的各项理化性能指标必须达到设计要求，这是耐火耐磨材料性能保证的前提条件；合理的配浆、支模、捣打及配置合适的膨胀缝是耐火耐磨材料安装成型的基础，最终的烘烤（通过合理的干燥和烘烤，使墙衬中的水分蒸发、墙体固化并被烧结成高强度的耐火耐磨衬里）是使耐火耐磨材料烧结成型并使之达到耐火、耐磨、耐压、抗折、热震稳定性、高温耐压性能的关键。
　　大型CFB锅炉的炉膛、冷渣器和床下点火风道燃烧器，均比原有的小型CFB锅炉要大很多且复杂，大型CFB锅炉运行的可靠性和烘烤质量要求也不尽相同。采用传统烘炉方法进行烘烤，一方面烘烤质量达不到要求，另一方面也难于控制和实现。
　　结合大型CFB锅炉烘炉的实际现状，认为大型CFB锅炉烘炉的关键在于：制定切实可行的烘炉措施、要有合理的烘炉手段、采用可靠的监视设备，保障烘炉过程能够按照控温要求实现。
2．4　床下点火风道燃烧器的配风及保护
　　由于床下点火具有较好的传热效率且启动速度快等诸多优点，因此，CFB锅炉一般均设置床下风道点火燃烧器进行锅炉的启动点火。但随着CFB锅炉容量的增加，床下风道点火燃烧器的油枪出力也逐步提高，100 MW等级的CFB锅炉床下点火油枪的出力一般在1 600～2 000 kg／h范围。如此大的油枪出力，燃烧器的配风及燃烧器壁面的保护就很重要，因为需要通过配风调整火焰的形状，避免火焰直接刷墙，并保证燃烧器出口的烟气温度在合适的范围内。同时，必须要保证有足够的壁面冷却风以保证燃烧器的壁面不烧损。所以，在床下点火风道燃烧器的使用中，一要设置看火孔，能够通过配风调整火焰的形状；二应保证点火风道燃烧器在使用前是彻底烘烤合格的，否则会在使用中发生塌落。
2．5　CFB锅炉特征量在线测量和监视可靠性低下
　　在CFB锅炉的运行中，除了需要煤粉锅炉所常用的测量装置外，还有许多数据需要监测和控制。例如：炉膛布风板上密相区的床温、布风板的料层厚度、布风板的床层压力、炉膛流化风量、J阀回料温度和料位、冷渣器的进渣温度、冷渣器的料层厚度、冷渣器的床温、冷渣器的冷却风量等。
　　因此，在CFB锅炉中设置了许多的床压、风量、床温等在线检测装置。但在实际使用中却经常发生所测数据不可靠的问题，容易造成运行人员的误判断。造成数据不可靠的主要原因是：
　　a．安装位置受到所测环境的影响，易堵塞，但所安装的吹堵装置吹堵效果又不明显，形同虚设。如：床层压力测点、床层密度测点及床层差压测点等；
    b．测点的连接管或其接头漏气；
　　c．在管道设计中没有考虑预留足够的直管段或离风门较近等；
    d．测量装置本身存在问题；
　　e．考虑耐磨后，温度测点的灵敏性较差或反应迟钝，不能及时反映温度的变化情况。
　　为保证监测数据的可信与可用，需要从测量装置的选型、管道设计、部件安装等环节抓起，避免出现监测故障，影响运行人员的正确判断。
2．6　给煤机的堵煤与断煤及燃煤粒径的控制
　　炉膛给煤口位于炉膛的密相区，由于CFB锅炉为微正压运行，当发生断煤或烧空仓时极易造成给煤机的烧损事故。
　　在运行中，必须密切监视给煤机落煤管的温度。
当发现此温度有异常时，应及时停用该给煤机，并迅速关闭给煤机落煤管的出口速断阀。维修人员一定要保证给煤机落煤管出口速断阀的灵活可用，并能够可靠关断。运行人员要定期检查煤仓的煤位情况，及时通知燃料上煤，一定要避免出现烧空仓的情况，否则后果不堪设想。
　　对于CFB锅炉来说，燃煤的颗粒度是一个很重要的控制指标，运行中必须要严格加以控制，绝不能将细碎机清理时的粗煤块直接输送到煤仓中，“宁细勿粗”这是保证CFB锅炉安全稳定运行的前提。因为燃煤颗粒的变粗，将影响冷渣器旋转给料阀的正常工作，并造成炉膛排渣量的增大：冷渣器旋转给料阀的卡涩将导致冷渣器的停用；锅炉底渣量过大将造成输渣系统的停用，使得炉渣直接外排，造成环境的严重污染和清理工作强度的增加。
2．7　辅机存在的问题
2．7．1　一次风机的振动及噪声
　　在100 MW等级的大型CFB锅炉中，许多电厂都选用了豪顿华公司的一次风机，该风机在运行中可以满足锅炉的需要。该风机结构上较特殊，风机的进风口为狭长形，风机轴系振动较小，但风机的机壳振
动较大，且引起风道的振动，风机噪声严重超标。
2．7．2　引风机出力选型偏小
　　在锅炉满负荷运行时，引风机的风门开度在90％左右，在煤质变差时，引风机出力略显不足，在燃用设计煤种时，不能满足110％额定蒸发量的需要。
　　从引风机本身看，在引风机开度为100％时，其工作电流没有超过额定最大电流，但引风机已经没有调节余地。
　　从引风机的入口负压看，设计值为－5 500 Pa，运行值为－5 600～－6 000 Pa，实际烟气系统的阻力高于设计值，故可能是锅炉厂提供的阻力偏小造成设计选型偏小。
　　对CFB锅炉而言，由于分离器部位的阻力较大，故引风机的出力应有一定的裕度。
2．7．3　声波吹灰效果不理想，排烟温度偏高　　在450 t／h CFB锅炉的尾部竖井烟道设置了18台声波吹灰器，声波吹灰器分为5组，每组每次吹扫时间为15～30 s，吹扫时间间隔为15～30 min，由程序控制顺序执行。锅炉稳定运行过程中，当声波吹灰器投用后，锅炉对流受热面管子上应无明显积灰。
　　但吹灰效果没有达到预期值，在尾部受热面各部位参数与设计值相差不大的情况下，锅炉的排烟温度比设计值偏高20～40℃左右。
3　结论
　　a．冷渣器的运行必须要建立进渣与出渣的平衡，保持选择室床压的稳定与可控。配备旋转给料阀的选择式风水联合冷渣器，在建立了进渣与出渣的平衡后，能够实现连续排渣并稳定运行。
　　b．炉膛漏渣是由诸多因素造成的，布风板阻力设计偏小和回料量过于集中是主要的原因，应采取合理的方式予以改进。
　　c．耐火耐磨材料的选择、施工及烘烤是大型CFB锅炉所面临的重大难题，没有经验可循，必须引起足够的重视，并应尽快制定相应的标准和检验方法，以保证CFB锅炉的使用寿命。
　　d．在床下点火风道燃烧器上设置看火孔，是进行合理配风和保护燃烧器的必要措施。给煤机系统中的速关阀应能动作灵活、保证可靠关断，要及时上煤，严防出现空仓现象。要保证各在线测量监视参数的准确可靠，这是保证锅炉稳定可靠运行的基础。
　　e．应在优先保证锅炉长期稳定运行的基础上，解决其它影响锅炉经济运行的问题，使大型CFB锅炉机组能够安全、稳定、经济运行。

河北电力技术

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毛鸿禧 李涛峰 张吉堂 靳炳生 付敏社 [深圳天士达能源有限公司、石家庄市经济技术开发区煤气热电公司] 2003-07-28

1、前言：?     流化床锅炉灰渣的冷却与综合利用始自六十年代末，由烧劣质燃料(800～2500Kcal /kg)的中小型流化床锅炉(FBC)的灰渣余热利用开始，发展到九十年代适应大中型流化床(FB C&CFBC)锅炉燃烧多种煤种。已经历近三十年探索、研究和试验，研制出不少类型的冷渣机 。归纳起来，流化床锅炉的灰渣冷却与提高锅炉效率、资源综合利用和环境保护密不可分。 ?    首先，利用灰渣余热，以提高锅炉效率或作它用。? ·    加热锅炉给水，作省煤器用。有单管水套式、搁管式、螺旋式、旋转筒式和流化床式等。 ? ·    预热空气，作空气预热器用。有旋转筒式、气力输送式、立式分配板逆流式和流化床式等 。? ·    干燥煤，以利破碎与筛分。有螺旋式、流化床式和气力输送式等。? ·    含尘热风底饲，改善流化质量，改善燃烧。有气力输送式和流化床式等。?           作生活热水用。?     其次，将冷却后的灰渣进行资源综合利用：如回填坑道、洼地和铺筑路基等，但有效的用途 是生产建筑材料。为此，需要保证灰渣具有好的反应活性，故灰渣不能被水直接喷淋冷却， 或用水力冲灰输送，而要求使用干式冷却和输送。?     第三，减轻工人劳动强度，减少粉尘污染，保护环境。?     表1列出了我国近三十年来研制的几种冷渣机的性能，可见，这些产品仍有待提高。可是， 现在国际供货商又对中国的冷渣机市场虎视耽耽。在这种形势下，我们借鉴以往的宝贵经验，开发了SCT型冷渣输渣机。? 表1    各种冷渣机性能及消耗指标比较表 序?号 冷渣机名称 型号 外形尺寸长×宽×高 冷渣量?(t/h) 出口渣温(℃) 冷却风?(m2/h) 出口风温(℃) 冷却水?(t/h)    出口水温(℃ ) 传热系数?(kcal/m2℃) 钢耗?(t钢/t渣) 电耗?(KW/t渣) 1 多管搁管水冷式 10～16 ～400 23.4 / 2 螺旋水冷式 LLZ600 8.86*1.59*1.76 4 4 <200 / / 28.0 <65 2.75 3 滚筒风冷式 1 200 1613 <300 / / 276* 3 .4 4.1 4 滚筒风水冷式 FS-2 8.725*1.5*1.65 5 <190 1500 70～85 15.0 ～55 1.2 0.88 5 风水冷滚筒式 FSG0770 8.525*1.6*1.56 5 <200 1500 ～7 0 20.0 ～55 ～1.2 1.1 6 旋转抛洒式风水冷 XPL-3 4.96*1.22*1.76 3 <150 800 ～200 12.0 ～ 75 0.73 7 密孔板浅床式 QL 0.83 21 4926 113 / / 31.5 0.5217 >5.9 8 塔式密孔板式 4.6 259 6312 283 / / 45.21 2.1 9 气力输送式 4.4 〈130 / / >6.5 注：表中2-6项所列数据为设计值，1、7-9三项所列数据为实测值。*为容积放热系数，Kcal/m3h℃? 2、开发原则的确定：?     在这世纪之交，纵观近三十年我国流化床锅炉冷渣设备的探索、试验和实践，已积累了十分宝贵的经验，应该说我国发展自己的冷渣机产品，从技术经济各方面的条件已经成熟。现在需要企业家们与科技人员密切合作，开发出中国的冷渣机名牌产品出来，不但要占领中国市场，还应打进国际市场。为此，我们着手这项工作，并确立了下述开发原则：? ·    选用传热系数高的热交换方式。由于冷渣机安装在锅炉下面，空间有限，只有传热系数高的冷渣机的体积小，才能在有限的空间内布置足够的传热面积吸收灰渣的余热，使灰渣冷却到符合要求的温度。同时，高的传热系数材料消耗少，投资省。? ·    运行稳定、安全、可靠。由于冷渣机的工作环境恶劣，应选用转动部件少、磨损少的冷渣机。? ·    应参与燃烧，改善流化质量，提高燃烧效率。? ·    电耗低，运行费用少。? ·    无粉尘污染，环境清洁。? ·    便于实现自动化与智能化。应配备自动排渣装置。?     根据这些原则，我们研制和开发出SCT型冷渣输渣机。我们也希望国内同行们能开发出更多更好的这类产品投放市场。? 2、SCT型冷渣输渣机的工作原理：流化床( 包括FBC&CFBC)锅炉排出的灰渣，均系颗粒状物料。它可分为细灰(包括除尘灰和沉降灰)及大渣(包括冷渣和溢流渣)两大类。细灰与大渣的温度与颗粒直径大致是：?·细灰：Dcp<0.8mm,T<150～450℃；? ·    大渣：Dcp≥2.5mm，T<850～900℃?     由于大渣的温度高达850～900℃，我们不但要将其冷却到80℃或150℃以下，而且还要将其输送出锅炉房。?     国内外的理论与实践都已证明，流化床是冷却颗粒状物料的最理想的设备一，它具有传热系数大，冷却效率高、冷却量大、体积小、无转动部件等优点。过去应用於沸腾锅炉的灰渣的冷却，如表1所示，风帽式的电力消耗较高，而密孔板流化床冷渣机的电耗较低。?     密孔板流化床在流态化技术领域中叫喷泉流化床(Sponts Fluidizetion Bed)，又称为气槽。其特点是布风板阻力小，床内没有明显的床层上界面，气泡的直径比鼓泡内的气泡要大，床层的稳定性也不如鼓泡床。由于灰渣冷却无化学反应，对冷却效果无大的影响，但可大大降低电力消耗。过去的密孔板式冷渣机，要么只加热空气，作空气预热器用，如表1中的7、8两种，它们的空气量很大，导致阻力大，电耗高。过去，也有作省煤器用的，由于布置的受热面不合理，床层温度仍较高，被加热的空气又排至烟道，未充分利用其余热，显得不经济，其优越性未能充分显示出来。此外，过去没有考虑与输渣相结合。针对这些情况，我们在密孔板流化床的基础上，利用颗粒状物料的流化及流动特性，进行特殊设计，使其既具有良好的冷渣功能，又具有输渣功能，而且阻力小，电耗低，开发出气槽式(SCT型)冷渣输渣 机，简称SCT型冷渣输渣机。? 喷泉流化床的最低流化速度W??msf?和压降△P可由下列公式计算：? W??msf?=0.6～0.65(W??ms?-W??mf?)(m/Sec) (1)? △P=L(γ-γ?f)(1-ε?0)(Kg/m) (2)??/P> 式中W??ms?、W??mf?L、γ、γ?f和ε?0分别为喷泉床的最低流化速度(m/sec)、鼓 泡床最低流化速度(m/sec)、床高(m)、颗粒比重(Kg/m?3)、流体比重(kg/m?3)、和床层空 隙率。? 可见，喷泉流化床的最低流化速度要比鼓泡床的最低流化速度低很多。这就有利于用较少的 空气进行起动。它的压力降主要决定于床层高度，所以浅床运行可以降低阻力，减少电耗。 过去，国内也有一些同行做过类似的装置，分析他们当时的设计参数与运行记录，关键还是 这两个数值选取不合理，造成阻力大，电耗高。? 3、应用SCT型冷渣输渣机对改进CFBC锅炉燃烧的作用：? 有资料和实践表明，对于宽筛分的气-固流化床，当含有宽筛分中的某颗粒组分d? X??cp?的工作气流通过床层时，不但可以改善流化质量，它还具有过滤作用：使进入床 层的宽筛分颗粒中的d?X??cp?颗粒组分，被捕集在床层中，不被气流带走。这一现象在 过去某厂进行气力输送溢流渣的冷却试验中，曾短时间停止送含尘热空气，结果炉温急剧从 890℃降至800℃，这是重要原因之一。根据这一原理，通过SCT型冷渣输渣机的工作气流， 一定会带走大渣中的细小颗粒组分d?X??cp?，若将其从一次风中送入风室进入流化床锅 炉的床层中，便可改善流化质量，并捕集进入流化床层燃煤中的细小颗粒组分d?X??cp? ，使其停留在床层中燃烬，提高燃烧效率，对此机理，当然还有待进一步进行研究。? 4、SCT型冷渣输渣机作用与功能：? SCT型冷渣输渣机一方面利用大渣的余热加热水，充当省煤器。由于在床层中固体 颗粒与钢管的传热系数很高，可达100～250Kcal/m?2h℃，这就有可能使进入床层的空气减 少到最低的流化空气量，进而减少布风板的阻力。另一方面，仅仅作流化介质的通过床层的 空气，夹带着大渣中的细小颗粒被加热后，送入风室，进入床层，改善流化质量，改善燃烧 工况，提高燃烧效率，而用于流化的空气，则可取自一次风或二次风，从而不需增加电力消 耗。? SCT型冷渣输渣机的主要技术经济参数见表2。与表1比较，它的各项指标都达到先进水平。 ? 表2SCT型冷渣输渣机的主要技术经济参数表 　 序?号   项目名称   符?号   单位   参数 SCT4-900/150   SCT4-900/80 1   冷渣输渣量   GZ   t/h ≤4   ≤4 2   冷渣后温度 tZ"   ℃   150   80 3   冷渣段：冷却风量   Q1 Nm3/h   1750   2400 冷却水量   Gls ? t/h2   15.8   16.0 进口水温 tls′   ℃   ～30   ～30 出口水温 tls"   ℃   ～65   ～65 4   输渣段：输渣风量 Qsz ? Nm3/h   1730   1730 5   总风量   Q Nm3/h   3480   4130 6   总阻力   P   mmH2O ～206 ～206 7   总出口风温   tk"   ℃   170   170 8   电机功率：总功率 N KW   4.6   5.6 单耗   n Kw/t渣 1.15 1.4 9 重量：总重   G   t   1.013   1.208 单重   g   t/t渣   0.253   0.302 综上所述，SCT型冷渣输渣机的作用与功能有：? ·无旋转部件，因而运行故障少。? ·传热系数高，冷却效果好。因而体积小，投资省；布置方便、灵活、易於大型化? ·可改善燃烧条件，可回收灰渣物理热，提高锅炉热效率。? ·利用一、二次风机的鼓风作工质，勿需增加电力消耗，若现场条件需要增加独立的鼓风机 时，其电力消耗也很低，包括输渣的功能在内，其电耗仍低于目前市场上销售的螺旋水冷式 和旋转筒水风冷式两种冷渣机。? ·具有冷渣与输渣的双重功能，易於实现渣的冷却与输送机械化和自动化。? ·密封，无粉尘污染，属环保设备。? ·干式冷渣，且出渣温度低，不破坏灰渣的活性，有利於实现灰渣的综合利用。?SCT型冷 渣输渣机可以应用於冷却与输送除尘灰与大渣。但在一般的情况下，两种灰渣应分别选用不 同型号的SCT型冷渣输渣机。此外，对於不同的煤种，它们的灰渣比重也不相同，因而要求 选用SCT型冷渣输渣机的机型号及其连接系统不尽相同。? 5、结束语：? SCT型冷渣输渣机是由深圳天士达能源有限公司研制并做出了样机，在石家庄市经 济技术开发区煤气热电有限公司进行调试并改进。同时，还得到热电专委会的支持。这是新 产品得以成功的保障。科技人员的创新，企业的支持与奉献和社会的响应是高新技术成功的 必由之路。?我们期望同行们对我们的产品提出宝贵的批评与建议，更期待着同行们继续给 与更大的支持。? 参考资料：? 〔1〕浙江大学热能教研组溢流式石煤沸腾锅炉溢流 渣的余热利用1976。? 〔2〕毛鸿禧沸腾锅炉湖南科技出版社1978。? 〔3〕 还博文、朱桂根沸腾燃烧破碎-干燥-气力分选试验台进展和沸腾燃烧试验 台设想沸腾燃烧锅炉论文集劳动人事出版社1986。 ? 〔4〕刘焕彩流化床锅炉原理与设计华中理工大学出版社1988。? 〔5〕 唐惠芬等新型接触式冷渣器鉴定资料无锡市能源研究所、东南大学热能工 程研究所、张家港市化肥厂1989。 ? 〔6〕 康燕陈文七循环流化床锅炉在热电联产中的应用及发展循环流化床锅炉 学术交流会论文选编1993。 ? 〔7〕 祝兴久关于循环流化床锅炉的几个问题循环流化床锅炉学术交流会论文选 编1993。 ? 〔8〕 王润年流化床锅炉燃烧系统存在的主要问题循环流化床锅炉学术交流会论 文选编1993。 ? 〔9〕 刘明月张杰YG-75/5.29型循环流化床锅炉的试运行循环流化床锅炉学 术交流会论文选编1993。 ? 〔10〕 吕俊复吴恩旭国产75t/h循环流化床锅炉的现状及其发展前景循环流化 床锅炉学术交流会论文选编1993。 ? 〔11〕M..李伐流态化科学出版社1964。? 〔12〕国井大藏O.列文斯比尔流态化工程石油化学工程出版社1977。? 〔13〕J.F.戴维森D.哈里森流态化科学出版社1981。? 〔14〕化学工程手册第20篇流态化化学工业出版社1987。? 〔15〕陆厚根粉体技术导论同济大学出版社1998。?〔16〕张荣善散料输送与贮存 化学工业出版社1994。

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项目简介 (机电类-机电工程技术) 完成单位： 武汉市高雄科技发展有限责任公司 主要完成人员： 汪闻表 董文广 李汉珠 组织鉴定单位： 武汉市高雄科技发展有限责任公司 鉴定内容： 1）项目的主要内容本项目的理论基础是：煤燃烧后，除部分灰随烟气排至大气外，其余均由除灰渣系统排放，燃烧化石后的所有污染基本上全从排渣口泻出，让含有NH3、NO的烟气在炉内有一定的停留时间，则两者浓度都会下降。我们的冷渣机就是遵循这个理论，让冷却灰渣的风再回到炉膛中去，让含有NH3、CO、H2等烟气在炉内重复与进炉的碳、已生成NO发生还原反应，达到降氮的目的。冷渣机的设计是将渣用风和水（间接）冷却后，冷风成为热风包含所有的有害气体，沿着我们设计的增压器进风道返回锅炉，它是一台小型的循环流化床,经过特殊设计的布风板,在一定的气流的推动下,使布风板上的热渣产生流化。倾斜式的气流，在将热渣向前输送的同时，使热渣与气流、气流与冷却器、热渣与冷却器三者之间进行强烈的热交换，使机体内的流化床形成梯形的温度变化,冷却效果好，从而达到冷渣的目的。输渣的冷空气可利用锅炉一、二次风源的富余空气，冷却水可利用凝结水或软化水，换热后也可以回收。冷渣直接可做水泥原料。没有任何可浪费能源和污染物、气的排放。2） 关键技术内容冷渣机安装在循环流化床锅炉的底部出渣口，从锅炉排出的900℃左右的红渣，经过冷渣机的进渣控制阀进入冷渣机后，冷风、冷水（间接）与热渣进行强烈的热交换，形成气垫，热渣在气垫上跳动，再经射流风将渣跳动地输送到出渣口，热量被热风、热水带走（回收），热渣被冷却至80℃以下排出。由于是高温换热过程，热交换系统设计和各方位热膨胀的设计是非常重要的环节，否则，将发生重大的事故。每台锅炉需根据煤种计算排渣量，再选用适合吨位的冷渣机，我们则根据现场进行设计布置。3）关键工艺它的主要结构由进渣控制阀、进渣器、事故排渣阀、进渣口、出渣口、进风装置、换热室、布风装置、冷却器、出风口组成。水冷气力输送冷渣机结构紧凑,体内设有布风板和冷却器, 布风板选用耐热材料制成，在冷渣机内壁涂有耐高温远红外涂料，以提高冷渣机使用寿命和保证机体外壳温度达到规定的要求。机体的上盖与箱体之间采取了卡盖式密封结构,提高了机体的密封性，从而改善了锅炉房的环境卫生。机体的两端盖、上盖和降温器都采取了可拆式装配，设有检修门和观察门，以便维修和保养。本机还设有结焦处理门和事故排渣阀，以及热膨胀补偿措施，以确保设备安全运行。4）项目的技术来源： 本项目属企业自主开发，拥有自主知识产权5）技术路线对循环流化床锅炉，目前市场上使用冷渣机基本采用铰龙和滚筒等机械式冷渣器，由于冷渣能力较小，运行中容易出现机械传动故障，泄漏、磨损也较严重，流化床冷渣器的技术也不够成熟，结构方面设计不够合理，运行调整较难控制，在运行中暴露的问题较多，冷渣器已成了制约锅炉安全可靠运行的主要因素之一。本项目产品采用流化床的原理，相当于一台小型流化床换热器，设计新颖，推向市场，必须市场的欢迎。

发布时间： 2006-11-07 15:54:28.0 过期时间: 联 系 人： 魏松，刘岩 联系方式： 027—85836586转208

asiawei

谢谢楼主的资料，收藏了

klw4587

介绍的很全,很专业.

feiyinglove

学习学习，流化床冷渣器这方面的东西少呀。

wenxinying

简单说说嘛   一点针对性都没有

leo0451

太牛逼了！谁知道干渣机链条的材质是什么啊。耐磨耐热的那种~

空灵雨

是不锈钢  304或314

lgq121

最好能给个WORD形式，方便大家下载

liqing_7608

关键工艺它的主要结构由进渣控制阀、进渣器、事故排渣阀、进渣口、出渣口、进风装置、换热室、布风装置、冷却器、出风口组成。水冷气力输送冷渣机结构紧凑,体内设有布风板和冷却器   不太明白

lmh0622

学习了，正需要这方面知识，感谢各位！