循環(huán)流化床鍋爐冷渣器結(jié)焦原因分析
大唐保定熱電廠#8、#9爐是2臺DG450/9.811型循環(huán)流化床（CFB）鍋爐，采用多倉式流化床風冷選擇性排灰冷渣器。每爐配有4臺，布置在爐膛兩側(cè)。每臺冷渣器分為4個小倉，其上設有1個進渣口、1個排渣管和2個出氣口。沿渣的走向，冷渣器的4個小倉分別為第一級的選擇倉和之后的三級冷卻倉。每個倉有自己獨立的布風裝置，流化風來自一次風的冷熱風，進渣管上的進渣風來自J閥風機，另外進渣風還有來自空壓機的壓縮空氣。冷渣器中設有自動噴水系統(tǒng)，每個小倉設有4個噴頭。機組移交生產(chǎn)后，鍋爐冷渣器多次因結(jié)焦造成排渣困難或堵塞。
根據(jù)結(jié)焦機理，結(jié)焦分高溫結(jié)焦和低溫結(jié)焦。高溫結(jié)焦是由于運行中溫度過高，床料燃燒異常猛烈，溫度急劇上升，當溫度超過灰的熔化溫度時就會發(fā)生高溫結(jié)焦。低溫結(jié)焦是因為流化不良使局部達到著火溫度，但此時的風量足以使物料迅速燃燒，致使該處物料溫度超過灰熔點，如不及時處理就會發(fā)生結(jié)焦。
1 結(jié)焦原因
a.當爐內(nèi)燃燒不良，會使排渣中的含碳量增加，爐渣在選擇室內(nèi)會繼續(xù)燃燒，致使選擇室內(nèi)床溫急劇升高，當溫度超過灰熔點時，就會造成結(jié)焦。2002-11-14#8爐甲前冷渣器選擇室床溫最高達到1 024.28℃，之后第6d#8爐停爐消缺，打開#8爐甲前冷渣器選擇室發(fā)現(xiàn)室內(nèi)結(jié)滿高溫焦塊。2002-12-09#8爐乙前冷渣器選擇室床溫最高達到 1 010.22 ℃。隨后冷渣器故障退出運行。次曰停爐消缺，乙前冷渣器選擇室內(nèi)結(jié)滿了高溫焦。
b.爐內(nèi)物料較多，床層壓力和床層壓差較大，風室風壓高，流化風相對較小，會使爐內(nèi)流化不良，密相區(qū)達不到還原性氣氛，不能保證密相區(qū)一定的燃燒份額，物料在缺氧狀態(tài)下燃燒，燃燒效率不高，較大的顆粒易沉積，爐渣中含碳量增高，排渣不易控制，大量爐渣堆積在進渣管入口及管內(nèi)，有時進渣風不能使爐渣進入冷渣器，不得以用壓縮空氣吹掃進渣，冷渣器一旦進渣，渣量相當大，即使關(guān)閉壓縮空氣，大量的爐渣繼續(xù)進入冷渣器，造成冷渣器各倉內(nèi)聚集大量的爐渣，由于爐渣不能被及時排走，爐渣中的碳繼續(xù)燃燒，造成冷渣器結(jié)焦。此外，由于爐膛床層壓力較高，一般能達到7.5～10 kPa，而冷渣器選擇室的床壓一般只有2～6 kPa，兩者存在較大的壓差，有時即使不用進渣風，爐渣在壓差的作用下會自行進入冷渣器。進渣量不能自由控制，各室不能建立起穩(wěn)定的床壓，使各室溫度及排渣溫度升高，容易造成某一區(qū)域的大渣繼續(xù)燃燒，溫度超過灰熔點溫度而造成結(jié)焦。2003-11-03#9爐燃燒效率低，爐渣含碳量較高。00：07乙后冷渣器排渣溫度高，自流嚴重，00：15左右第三冷卻室床溫最高達到1 038.68 ℃，停止排渣后逐漸冷卻。再次啟動發(fā)現(xiàn)第三冷卻室堵塞，不能排渣。11月8曰停爐消缺，打開乙后冷渣器第三冷卻室檢查發(fā)現(xiàn)，有大量焦塊。從11月25曰至 12月7曰冷渣器多次結(jié)焦，#8爐在運行中多次掏渣，停爐4次進行掏渣。
c.爐膛內(nèi)和回料器內(nèi)澆筑料脫落，燃料中石塊較多，碎煤機很難破碎，入爐煤中片狀石頭較多，容易造成冷渣器堵塞，部分倉室渣量較大且流化不良，冷渣器出風口會從爐膛返回高溫煙氣及細灰，使局部物料溫度達到著火溫度，當遇有足夠的氧氣時，則發(fā)生劇烈燃燒。溫度超過灰熔點時，就會發(fā)生低溫結(jié)焦。這種情況在#8、#9爐比較常見。多次由于排渣困難停爐，打開冷渣器都會發(fā)現(xiàn)有的倉室有蓋狀焦塊。
d.原冷渣器選擇室有5排風帽，定向布置。后來由于種種原因，將兩側(cè)的2排風帽堵死。這樣冷渣器的兩側(cè)流化質(zhì)量差，存在流化死區(qū)的可能，爐渣堆積在兩側(cè)，由于選擇室的溫度較高，一般在750 ℃左右，如果爐渣中的含碳量較高，此時又有合適的風量，爐渣會繼續(xù)燃燒，造成冷渣器的兩側(cè)結(jié)焦。風帽的減少對流化也有一定影響，是造成冷渣器自流的原因之一。
2 解決措施
2.1保證良好的燃燒
保證良好的燃燒工況是防止冷渣器結(jié)焦的前提。經(jīng)過分析研究，對一次風和二次風進行了合理配比，一次風量滿足密相區(qū)燃燒的需要，使密相區(qū)主要處于還原性氣氛，二次風保證燃料的完全燃燒。在燃用劣質(zhì)煤時，采用較高的一次風率；燃用高揮發(fā)分燃料時，采用較低的一次風率。同時盡量保持較高的床溫，合理組織燃料在密相區(qū)和稀相區(qū)的燃燒份額，減少灰渣中的含碳量。
2.2維持合理的床壓
床壓的大小代表爐膛內(nèi)物料的多少，CFB鍋爐有較大的負荷調(diào)節(jié)能力。根據(jù)CFB鍋爐的特點，床壓和鍋爐負荷是相對應的。經(jīng)過調(diào)節(jié)將床壓由原來的8～10 kPa降到現(xiàn)在的4～6kPa。爐內(nèi)的流化良好，床壓與冷渣器內(nèi)的床壓之差減小了，消除了冷渣器自流現(xiàn)象。
2.3加強碎煤機的調(diào)整
為了保證較合理的燃煤粒徑，碎煤機飛錘的調(diào)整由原15 d改為5 d調(diào)整一次，并可根據(jù)實際燃煤的顆粒分布隨時調(diào)整。較大的煤矸石及石塊明顯減少，排渣較暢通。
2.4控制冷渣器各倉室的床壓及溫度
由于消除了自流現(xiàn)象，冷渣器的進渣量也得到很好控制。各倉室床壓一般維持在約5 kPa，與爐膛內(nèi)的床壓維持在同一水平，可以用進渣風自由控制進渣量，避免灰渣在倉室大量堆積，防止灰渣再次燃燒，進而控制各倉室溫度，避免冷渣器結(jié)焦。
2.5完善冷渣器的結(jié)構(gòu)
經(jīng)過一年多的運行，冷渣器堵塞經(jīng)常發(fā)生在冷渣器的過渣口。經(jīng)過研究，在冷渣器過渣口外墻做了一個掏渣孔，當冷渣器過渣口有大的石塊、澆筑料、焦塊等雜物堵塞時，可以打開掏渣孔進行掏渣。自掏渣孔投入運行后，獲得了很好的效果。
3 結(jié)束語
冷渣器無論是高溫結(jié)焦還是低溫結(jié)焦，都是由于燃料燃燒效率低、爐渣中的含碳量高、爐渣中的碳在冷渣器內(nèi)發(fā)生二次燃燒引起的。所以要防止冷渣器結(jié)焦，首先要提高燃燒效率，合理配風，尤其是流化風和二次風的使用，降低爐渣中的含碳量；其次是嚴格控制冷渣器各倉室的床溫，使其在設計范圍內(nèi)，必要時可使用事故噴水，控制好排渣量的大小，盡量保持排渣均勻，各倉室維持一定的床壓，維持一定流化床層高度，使爐渣得到充分冷卻。
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