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循环流化床锅炉选择性排灰冷渣器运行故障分析及防止措施

循环流化床锅炉选择性排灰冷渣器运行故障分析及防止措施

2006/2/14 11:09:00
冷渣器是循环流化床锅炉高效运行的重要部件。本文联系我厂实际,对其在运行中出现的问题进行原因分析,提出相应的防止措施,并在实际运行中取得很好的效果。 【主题词】 CFB锅炉 冷渣器 故障 处理 一、 我厂CFB锅炉冷渣器简介   我厂装有两台DG460/13.73-Ⅱ4型CFB锅炉,系东方锅炉(集团)股份有限公司在消化吸收引进美国FW技术基础上,自主开发,为攀枝花三维发电有限责任公司设计制造的具有自主知识产权的国产150MW等级的循环流化床锅炉。在炉膛的两侧墙,各布置有两台选择性排灰冷渣器。炉渣从位于水冷壁侧墙的四个排渣口排出,炉膛排渣口略高于床面。通过旋转排渣阀控制排渣量,维持炉膛床压和冷渣器床压稳定。排渣中部分细颗粒被送回炉膛继续循环,粗渣被冷却后排掉。 冷渣器分为四个冷却仓室,四个仓的流化空气都来自冷渣器风机出口的冷风。后三个仓室内布置有用回热水冷却的水冷管束。   冷渣器还设有自动喷水系统,用于紧急状态下的灰冷却。 二、 出现的问题   2005年5月1日进入商业运行后,冷渣器运行很不稳定,造成锅炉多次被迫停运,出现问题如下:   1、冷渣器选择室结焦严重,许多渣中含有未燃尽煤,且有渣熔化的痕迹,属于高温焦。   2、炉膛床层内、进渣管、落渣管及冷渣器选择室均有大量结构疏松的焦块,属于低温焦。   3、高温焦、低温焦以及耐火保温材料脱落造成冷渣器进渣口堵塞。   4、冷渣器选择仓至冷却一仓不过渣,堵塞。主要由于冷一仓大颗粒堆积造成冷一仓不走渣,各仓室过渣温度急剧下降。特别在床压波动时尤其容易发生。   5、冷渣器停运后存在炉渣自流和烟气反窜现象,炉渣自流经常发生在炉镗床压较高、冷渣器停运吹扫过程中;烟气反窜现象经常发生在冷渣器停运后各流化风门关小后。   6、冷渣器风帽磨损严重,冷渣器选择室流化风量不足。 以上问题造成冷渣器关键参数异常,运行不稳定,直至冷渣器被迫停运。 三、冷渣器非正常运行工况   1、在锅炉床压达到4.5KPa以上时,开始投运冷渣器,建立冷渣器内床压,其中选择仓2KPa,其余1.8~2.0KPa,冷渣器能顺利进、排渣,但进渣风调节门开度较大。   2、运行一段时间后,炉内细灰量不断地增加(这主要是由于冷渣器用风风量、风压过高造成),返料不正常造成床压波动。炉渣会大量进入冷渣器,选择室、冷却室的床压很快上升至5Kp以上,选择室温度达到800℃以上。加强吹扫后,选择室降到3Kp便降不下去,可判断选择室已初步结焦。待重新投入,选择室床温、床压上升较快,而排渣量较小甚至不排渣。   3、停运前,冷渣器床温未超过800℃,但冷渣器选择室床压高于其他室1Kp以上,冷渣器已排渣很少或排不出渣。停止进渣后进行吹扫,仍然降不下去。再投运冷渣器,选择室床压上升很快到4Kp以上,而其他室在2Kp以上,选择室温度上升较快,减少脉动风调节门开度后,选择室温度下降较快,排渣量较小。提高风压几次反复吹扫、反复进渣后有可能使选择室床压突降至与其他室一致。冷渣器投运成功。但选择室结焦较大或者大颗粒沉积就不能成功投运。 四、原因分析 1、由结渣指标判断我厂用煤为结渣煤。 结渣指标:灰渣中硅铝比2SiO2/AL2O3>1.18时,为结渣煤。   我厂12号CFB锅炉灰的成分为:SiO2=56.93% AL2O3=22.81%.   硅铝比为2SiO2/AL2O3=4.99,故为结渣煤。 2、高温结焦:   1)提高床温,有助于燃料燃烧,但床温高于920℃易造成高温结焦。   2)粗细煤粒的分布不合理,造成密相区燃烧份额加大,床温提高。   3)炉膛爆燃后投入的冷渣器,冷渣器选择室床温较高,排渣量较大,可能造成冷渣器高温结焦。   4)用脉动风门或压缩空气引渣,瞬时进渣量过大,可能发生煤粒进入冷渣器内再燃,造成高温结焦。   5)如果A、F给煤机给煤量较大,而床压又较低低于4Kp,易发生给煤落入冷渣器内,煤粒再燃造成高温结焦。 3、低温结焦: 1) 闷炉或MFT后,床料内煤未完全烧尽,煤夹裹灰在炉内形成低温结焦,焦块进入冷渣器内。 2) 炉膛内流化风量较小而床压较高,易造成炉膛流化不良,局部低温结焦。 3) 炉膛内流化不好,存在部分死区,易使低温焦结块生长。 4) 床压波动后,造成炉渣大量进入冷渣器,选择室、冷却室的床压很快上升,吹扫无效,堆积在选择室造成结焦。 5) 随着负荷升高,炉膛床压持续上升,个别冷渣器进闸管内的热渣料的流动性较好,存在炉渣突然大量自流,可能产生高温焦和低温焦共存现象。 6) 低温焦块进入冷渣器中,在冷渣器停运或吹扫过程中,以其为内核,滚雪球似的长大,形成低温焦。这种现象最常见。 4、 其他原因造成的冷渣器堵塞   1) 锅炉本身缺陷造成的冷轧气度塞:如炉膛内有渣块、落渣管处的风帽堵赛落渣关中耐火材料脱落、选择室风帽堵塞、选择室至冷一室果渣不畅、冷渣器选择室风量较低等。如果以上问题不处理,在运行过程中,冷渣器进不了渣或者冷渣器瞬时排渣量过大时,易使选择室床压过高,即使吹扫,已不能使选择室床压降低,冷渣器投运开始就使用压缩空气引渣,造成选择室床温、床压过高,难以控制。   2) 运行调整过程中,冷轧起运行关键参数的监视不到位。如选择室床温、床压的瞬时增大;炉膛床压波动引起冷渣器床压升高等,都需要运行人员及时调整或处理。 五、 防止措施 1、锅炉正常运行时,炉膛床压控制在4-5.0Kp之间,到6Kp以上炉膛床压不易控制,冷渣器有自流情况发生,易发生堵塞。尤其在床压波动时,造成两侧床压不平衡,应使流化风量适当加大,待逐渐平衡后调回。单侧给煤机断煤时,应加强冷渣器关键参数的监视。 2、冷渣器关键参数的监视: 1) 四个风室应建立合理的风室风量,这是冷渣器稳定运行的基础。 2) 冷渣器选择室床压及三个冷却室床压反映排渣量的多少,特别是冷渣器选择室床压反映冷渣器是否堵塞,选择室床温反映选择时是否发生煤里再燃、堵塞时可辅助判断是高温结焦还是低温结焦,冷渣器选择室床压、床温过高是应果断停止冷渣器运行,进行个风室的吹扫,待床压、床温恢复正常后再重新投入冷渣器运行。 3) 第一、二冷却室床压,反映排渣量的多少。 4) 第三冷却室床压、床温。反映冷渣器旋转排渣阀运行状况,床温过高对冷渣器旋转排渣阀、刮板机运行不利,第三冷却室床压、床温过高都需要冷渣器开直排。 5) 此外可以把冷渣器水冷管束温度、冷渣器落渣管温度、“J”阀风机母管压力(排渣管用风由“J”阀风机提供)作为辅助监视手段。 3、 冷渣器运行方式: 1) 冷渣器各室内流化风量、床压的建立,使排渣顺畅。 2) 冷渣器投运时,选择室床温达到600℃时,应平缓投入,以便冷渣流化风流化好床料并使灰渣中的煤粒得以燃尽,同时可冷却床料,使冷渣器不致受到过度热应力的损害。 3) 四个冷渣器多台小流量连续运行,建立2.4Kp左右的冷渣器床压最好;尽量不用压缩空气引渣,不得以使用压缩空气引渣后,关掉压缩空气手动门,用脉动风手动门选择合适的开度来代替,避免冷渣器运行中的恶性循环。 4) 冷渣器停运时应将排渣风门关闭,防止进渣管结焦堵塞。冷渣器各室流化风门应适当关小,可以容忍热烟气少量反串。 5) 如果冷渣器各室有低温焦块集存,应加强吹扫。 6) 给煤机A,F给煤量应尽量小一些,特别是床压较低时,容易造成冷渣器进煤。床压低于3Kp时,应果断停一台冷渣器,防止床面吹船。 4 点火过程中,尽量不投运冷渣器,停运时或MFT后,如床料中煤未完全燃尽,又不能及时热态启动,则按冷态停炉处理。 5 停运后,对运行不好冷渣器风室风帽角度进行校正,及时消除冷渣器设备缺陷,如落渣管风帽堵塞,耐火材料脱落,冷渣器硫化风量不足等。如有必要作以下冷渣器排渣试验。 6 缩短风室至返料口高度,减小J阀返料阻力,避免床压波动。 六 经过采取以上措施,冷渣器床压能够建立,选择室床温稳定运行在800℃以下,杜绝高温焦产生,产生低温结焦后,经过吹扫可以重新投入,冷渣器能够长期运行,取得较好的效果。 总之,冷渣器的故障原因与诸多因素相关,有些措施需进一步完善,为今后循环流化床锅炉的稳定运行打下坚实的基础。 参考文献 [1] 岑可法,倪明江,骆仲泱等著,循环流化床锅炉理论设计与运行,北京:中国电力出版社,1997。 [2] 沈祥智,吕太,王擎等,流动密封阀结渣与堵灰的原因分析和防止措施,锅炉技术,2001,32(4):25~19。 [3] DG460/13.73-Ⅱ4型循环流化床锅炉说明书,东方锅炉(集团)股份有限公司
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