論文-冷渣器故障分析

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冷渣器故障分析吳伯春張國(guó)輝（大唐保定熱電廠，河北，保定，071051）摘要：本文主要針對(duì)影響CFB鍋爐風(fēng)水聯(lián)合式冷渣器安全穩(wěn)定運(yùn)行的因素，進(jìn)行了詳細(xì)的分析總結(jié)，以尋求更好地解決冷渣器對(duì)鍋爐安全運(yùn)行影響的措施。關(guān)鍵詞：CFB鍋爐冷渣器故障分析1前言循環(huán)流化床鍋爐目前已普遍被采用，且已陸續(xù)投入了商業(yè)運(yùn)營(yíng)。鍋爐整體具有運(yùn)行燃燒穩(wěn)定、易于調(diào)節(jié)控制、不存在爐膛滅火等諸多優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，作為一種新型引進(jìn)的鍋爐技術(shù)，設(shè)備和系統(tǒng)在運(yùn)行調(diào)整過(guò)程中仍然存在影響鍋爐安全運(yùn)行的主要因素：冷渣器的運(yùn)行。CFB鍋爐運(yùn)行中冷渣器運(yùn)行正常與否，對(duì)鍋爐運(yùn)行是至關(guān)重要的，鍋爐運(yùn)行中冷渣器故障會(huì)使得鍋爐負(fù)荷下降，物料量增多，爐內(nèi)床壓升高，對(duì)鍋爐安全運(yùn)行影響較大。現(xiàn)結(jié)合保定熱電廠2×450t/h循環(huán)流化床鍋爐配套風(fēng)水聯(lián)合式冷渣器的運(yùn)行情況，對(duì)影響冷渣器正常運(yùn)行的各因素分析如下。2原因分析2.1鍋爐爐膛床溫的影響爐膛床溫的高低直接反映出鍋爐的燃燒水平及爐膛溫度，其對(duì)進(jìn)入爐內(nèi)燃料的燃燒及燃燒速度、著火速度影響較大，爐膛床溫高爐膛溫度高，進(jìn)入爐內(nèi)的燃煤易點(diǎn)燃燃燒，同時(shí)在整個(gè)的燃燒過(guò)程中容易燃盡，這樣使得底渣中含碳量較低，底渣排入冷渣器后，選擇室內(nèi)可燃份額較少，選擇室床溫較易控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。同時(shí)排渣溫度也會(huì)控制在規(guī)定值內(nèi)（設(shè)計(jì)值）。另外，爐膛溫度高，入爐煤易著火燃燒，尤其是第一次性入爐膛的煤更加容易燃燒，使得較高的爐膛溫度容易保持，從而促進(jìn)了煤粒的破碎燃燒，提高了爐內(nèi)可燃物的燃燒效率，給煤的燃失量增大，底渣量減少，且底渣內(nèi)可然成分減少，減少了冷渣器的排渣量。較高的床溫對(duì)爐內(nèi)的燃燒、燒盡（煤）起者較大的作用，但床溫不能過(guò)高，當(dāng)床溫超過(guò)950℃后，密相區(qū)的燃燒份額較大，在流化風(fēng)量不變的情況下，密相區(qū)的還原性加大，灰的熔點(diǎn)則會(huì)大大降低，此時(shí)一旦流化不好（局部流化不良）容易產(chǎn)生高溫結(jié)焦，焦塊對(duì)于冷渣器的影響是可見的。首先，冷渣器選擇室進(jìn)渣溫度升高，床溫升高，爐內(nèi)焦塊堵塞進(jìn)渣管，進(jìn)入冷渣器的焦塊則會(huì)堵塞各倉(cāng)室的出渣口，使得底渣沉積，冷渣器床壓升高，同時(shí)發(fā)生漸進(jìn)性結(jié)焦，流化加劇惡化，底渣內(nèi)的可燃成份加大，進(jìn)入冷渣器內(nèi)沉積、燃燒使堵塞的各倉(cāng)室內(nèi)產(chǎn)生結(jié)渣，造成冷渣器停運(yùn)。743

1床溫較低時(shí)，燃燒速度及燃燒效率降低，底渣可燃成份加大，排渣量增大，排渣過(guò)程中選擇室內(nèi)燃燒份額增大，使得選擇室床溫升高，排渣溫度升高，當(dāng)冷渣器各床溫高于規(guī)定值時(shí)被迫停止冷渣器進(jìn)渣；當(dāng)排渣溫度高于排渣閥及D泵運(yùn)行溫度上限時(shí)（一般在180℃）被迫停止排渣閥運(yùn)行，或停止D泵運(yùn)行就地排渣，而就地排渣量較?。ㄏ鄬?duì)于D泵），冷渣器內(nèi)各倉(cāng)室物料增多，床壓上升，倉(cāng)室內(nèi)灰渣大量沉積不能流化。由于床溫低（爐內(nèi)）排渣可燃成份多，此時(shí)容易產(chǎn)生低溫結(jié)渣，從實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，該結(jié)渣產(chǎn)生后會(huì)大面積惡化，使冷渣器結(jié)渣嚴(yán)重，增大檢修工作量。2.2煤質(zhì)的影響煤質(zhì)的好壞對(duì)鍋爐燃燒有著至關(guān)重要的作用，煤質(zhì)較好對(duì)于鍋爐燃燒而言，燃燒穩(wěn)定，燃燒工況較好，床溫容易維持在較高的值，反之床溫不易維持。當(dāng)給煤的發(fā)熱量較高，煤中的雜質(zhì)（石塊）少時(shí)，底渣量減少，冷渣器排渣負(fù)荷較小，運(yùn)行中冷渣器排渣及排渣溫度較易控制，如：內(nèi)蒙白煤，壽陽(yáng)煤其發(fā)熱量在5000大卡/kg以上。煤質(zhì)較差時(shí)，灰份含量高，當(dāng)然負(fù)荷大時(shí)，爐排渣量自然大，此時(shí)如爐內(nèi)床溫不高，低于820℃以下時(shí)，如鍋爐熱負(fù)荷不變，則給煤量增加，排渣加大，冷渣器排渣負(fù)擔(dān)加大，如排渣量不能維持鍋爐負(fù)荷要求時(shí)，爐內(nèi)床壓升高，物料量增大。由于負(fù)荷限制，流化風(fēng)量的限制，床壓逐漸升高，爐內(nèi)流化質(zhì)量下降，底渣內(nèi)可燃物增多，底渣內(nèi)可燃物增多對(duì)冷渣器的影響是顯而易見的，同時(shí)流化質(zhì)量的下降容易引起冷渣器進(jìn)渣的自流，使進(jìn)渣量難以控制。2.3煤粒徑的大小與分布均勻流化床鍋爐運(yùn)行對(duì)給煤粒徑的要求，從運(yùn)行的角度來(lái)說(shuō)應(yīng)該是很嚴(yán)格的，實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，給煤粒徑較大時(shí)，床溫升高，且排渣中所含可燃物量增大，則排渣進(jìn)入冷渣器后，選擇室床溫升高。造成冷渣器停運(yùn)的一個(gè)原因是因?yàn)榻o煤的粒徑過(guò)大，給煤中石塊過(guò)多、過(guò)大，排入冷渣器后較多的石塊堆積在冷渣器內(nèi)，長(zhǎng)時(shí)間的停留在各倉(cāng)室內(nèi)，因其流動(dòng)性差，使得冷渣器內(nèi)各倉(cāng)室的出渣口石塊堆積堵塞，如果煤粒徑不能控制，則冷渣器會(huì)出現(xiàn)不同程度的堵塞，如給煤粒徑不能及時(shí)改善時(shí)，則所有冷渣器停運(yùn)。另在給煤中較大的石塊排出冷渣器后，也會(huì)使排渣閥和D泵故障停運(yùn)。給煤粒徑過(guò)細(xì)，對(duì)冷渣器而言，容易產(chǎn)生自流現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)加大冷渣器各倉(cāng)室的流化風(fēng)量，同時(shí)注意流化風(fēng)量的保持，防止因流化不良，冷渣器自流，過(guò)細(xì)的煤粒進(jìn)入冷渣器后燃燒劇烈（其相對(duì)于較粗的煤），所以在煤質(zhì)較差時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低給煤的粒徑，較好時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高給沒(méi)煤的粒徑。2.4冷渣器進(jìn)渣風(fēng)冷渣器進(jìn)渣管用風(fēng)，分為J閥風(fēng)機(jī)和壓縮空氣吹掃兩路，作為調(diào)節(jié)進(jìn)渣用風(fēng)和壓縮空氣吹堵用風(fēng)的風(fēng)門應(yīng)保證嚴(yán)密，運(yùn)行中常因兩風(fēng)門不嚴(yán)，使得已停運(yùn)的冷渣器進(jìn)渣，造成選擇室內(nèi)積渣。投運(yùn)的過(guò)程中床壓升高，流化風(fēng)量也較低，各倉(cāng)室積渣過(guò)多，很容易使冷渣器結(jié)渣。各風(fēng)門調(diào)節(jié)的嚴(yán)密性和準(zhǔn)確性差是造成冷渣器進(jìn)渣失控的原因之一，同時(shí)各調(diào)節(jié)門故障也是原因之一。2.5冷渣器用風(fēng)冷渣器各風(fēng)室用風(fēng)應(yīng)合理，風(fēng)量過(guò)大，在排渣量較多時(shí)，進(jìn)入選擇室的熱渣會(huì)很快流到第三冷卻室，排渣溫度較高，當(dāng)溫度上升至規(guī)定值（200℃）時(shí)，應(yīng)停止排渣閥運(yùn)行或就地排渣停止D泵744

2運(yùn)行。當(dāng)就地排渣量較D泵排渣量小，則冷渣器出力降低，如此時(shí)進(jìn)渣控制不好，冷渣器內(nèi)渣量增多，結(jié)渣易產(chǎn)生。冷渣器各倉(cāng)室流化用風(fēng)過(guò)小，則進(jìn)入冷渣器選擇室的灰渣不能良好的流化，同時(shí)產(chǎn)生流化不良，排渣在各倉(cāng)室內(nèi)堆積，較厚的灰渣不能得到良好流化和冷卻。一般運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)給煤粒徑適當(dāng)調(diào)整冷渣器風(fēng)量，但如石塊過(guò)大運(yùn)行調(diào)節(jié)性較小，很難用運(yùn)行調(diào)節(jié)改善，所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)粒徑大時(shí)，應(yīng)及時(shí)3調(diào)整給煤的粒徑，同時(shí)加大冷渣器各倉(cāng)室風(fēng)量。冷渣器用風(fēng)一般在：擇室1900~2500m/h，第一冷333室為2100~2700m/h，第二冷室為0~3500m/h。第三冷室為3400~4000m/h。2.6旋轉(zhuǎn)給料閥及D泵故障，緩沖斗篦子堵旋轉(zhuǎn)給料閥故障則直接造成冷渣器停運(yùn)，如進(jìn)渣風(fēng)關(guān)閉不及時(shí)造成進(jìn)渣量增大，如旋轉(zhuǎn)給料閥故障處理不及，進(jìn)渣失控時(shí)，則造成冷渣器積渣、沉積堵塞，嚴(yán)重時(shí)結(jié)渣。氣力輸渣系統(tǒng)D泵故障，在冷渣器有備用的情況下切換運(yùn)行其它的或通過(guò)緩沖倉(cāng)的事故放渣管就地排渣，如就地排渣量較小，則冷渣器出力下降。當(dāng)給煤粒徑大時(shí)，緩沖斗篦子積渣清理不及時(shí)，造成底渣頂住旋轉(zhuǎn)給料閥的葉輪，導(dǎo)致給料閥卡澀，影響冷渣器的正常運(yùn)行。以上幾種情況發(fā)生，如果渣量控制不好，或自流都會(huì)使冷渣器積渣，對(duì)冷渣器正常運(yùn)行產(chǎn)生隱患。2.7鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)及流化對(duì)冷渣器的影響鍋爐升降負(fù)荷過(guò)程中，風(fēng)量調(diào)節(jié)較大，所以對(duì)冷渣器用風(fēng)的影響較大，在鍋爐調(diào)節(jié)負(fù)荷過(guò)程中應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)冷渣器用風(fēng)的風(fēng)量，以保證用風(fēng)量和風(fēng)壓的正常，避免風(fēng)量過(guò)大過(guò)小對(duì)冷渣器產(chǎn)生的隱患，且鍋爐不應(yīng)在低負(fù)荷下長(zhǎng)期運(yùn)行。爐內(nèi)物料的流化良好，直接影響冷渣器排渣的質(zhì)量，及排渣量的控制。流化不良，底渣可燃成分增大，細(xì)料增多，冷渣器內(nèi)灰渣燃燒份額加大，冷渣器各倉(cāng)室床溫升高。尤其是選擇室難以控制，嚴(yán)重時(shí)高至上千度，則選擇室內(nèi)結(jié)焦、結(jié)渣，倉(cāng)室出口堵塞，隱患加大，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)倉(cāng)室積渣，有大面積結(jié)渣現(xiàn)象。2.8耐火材料的維護(hù)、脫落循環(huán)流化床鍋爐，爐內(nèi)耐火材料較多，鋪設(shè)面較大，耐火材料的質(zhì)量及施工工藝對(duì)鍋爐運(yùn)行極為關(guān)鍵，同時(shí)耐火材料的烘烤與啟停前后的預(yù)熱冷卻，對(duì)耐火材料的安全運(yùn)行又是極為重要的。不論何種原因造成耐火材料脫落都會(huì)使脫落處燒損、磨損，同時(shí)脫落處周圍的耐火材料更容易受損脫落，造成大面積防磨耐火材料受損脫落，直接影響鍋爐運(yùn)行的安全。耐火材料脫落后，排入冷渣器停留時(shí)間長(zhǎng)，不容易排出，脫落較多時(shí)，冷渣器內(nèi)耐火材料碎塊沉積、堆積在各出渣口堵塞各冷渣器，嚴(yán)重時(shí)流化風(fēng)量下降倉(cāng)室內(nèi)結(jié)渣。因此，嚴(yán)格控制澆注料的施工、修補(bǔ)和烘烤質(zhì)量是至關(guān)重要的。2.9床上油槍漏油由于床上油槍處于爐膛密相區(qū)底部投入時(shí)受沸騰物料的影響霧化不良、運(yùn)行中漏油等故障，都會(huì)使得爐內(nèi)床面上局部溫度升高，嚴(yán)重時(shí)局部結(jié)焦，結(jié)焦的渣塊焦塊排入冷渣器，排出冷渣器都會(huì)745

3造成冷渣器故障，輕則進(jìn)渣出渣不暢，嚴(yán)重時(shí)堵塞倉(cāng)室出口，冷渣器停運(yùn)。3結(jié)論綜上所述，冷渣器運(yùn)行中，影響其正常投運(yùn)的因素很多，在運(yùn)行及檢修過(guò)程中應(yīng)積極采取有效措施，否則冷渣器的停運(yùn)對(duì)鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生極大的不良影響，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性下降。保定熱電廠檢修和運(yùn)行人在一年多的運(yùn)行實(shí)踐中摸索出了一套行之有效疏通冷渣器結(jié)焦的有效措施，但對(duì)如何更好的防止冷渣器結(jié)焦，仍需與廣大同行探討，確實(shí)找到一套綜合防止風(fēng)水聯(lián)合式冷渣器結(jié)焦的有效措施。已使循環(huán)流化床鍋爐更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全、穩(wěn)定地服務(wù)于社會(huì)。746