林麗桃

摘 要：某電廠2×300MW 機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐滾筒冷渣器自投運(yùn)后一直存在出力不足，排渣溫度高等問(wèn)題，且運(yùn)行周期短，設(shè)備內(nèi)部已磨損變形，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行拆除內(nèi)層水冷套、增加水冷管排等改造后，基本解決了滾筒冷渣器排渣難、排渣溫度高等問(wèn)題，提高了冷渣器的排渣效率，保證了滾筒冷渣器長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：300MW機(jī)組；滾筒冷渣器；雙層；改造；經(jīng)濟(jì)

0 引言

除灰及除渣系統(tǒng)是火力發(fā)電廠不可缺少的組成部分，隨著鍋爐容量增大，產(chǎn)生的灰渣也相應(yīng)增多，據(jù)有關(guān)資料介紹，一座裝機(jī)容量1200MW（4臺(tái)300MW）規(guī)模的電廠每年產(chǎn)生的灰渣量約100萬(wàn)噸。因此，保證除灰除渣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，開(kāi)展灰渣的綜合利用以及使灰渣處理達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)是目前火力發(fā)電廠灰渣處理面臨的首要問(wèn)題。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)述

某電廠2 ×300 MW 機(jī)組CFB 鍋爐的除渣系統(tǒng)按一臺(tái)機(jī)組為一個(gè)單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用連續(xù)機(jī)械排渣方案。每臺(tái)機(jī)組配有四臺(tái)冷渣器，兩臺(tái)滾筒冷渣器，靠近爐前；兩臺(tái)風(fēng)水冷渣器，靠近爐后。

滾筒冷渣器每臺(tái)處理渣量25t/h，進(jìn)渣溫度860℃，出渣溫度≤150℃，冷卻水采用凝結(jié)水，進(jìn)水壓力2.7MPa（設(shè)計(jì)壓力4.0MPa），進(jìn)水溫度54℃（夏季72℃），流量106m3/h.

風(fēng)水冷渣器每臺(tái)處理渣量37t/h，進(jìn)渣溫度900℃，出渣溫度≤150℃，冷卻水采用凝結(jié)水，進(jìn)水壓力2.7MPa（設(shè)計(jì)壓力4.0MPa），進(jìn)水溫度54℃（夏季72℃），流量100t/h。

從鍋爐冷渣器排出的溫度≤150℃的渣經(jīng)旋轉(zhuǎn)給料閥進(jìn)入鏈斗式輸送機(jī)，再經(jīng)過(guò)斗式提升機(jī)最終提升至底灰?guī)熘匈A存。系統(tǒng)采用連續(xù)運(yùn)行方式，每臺(tái)鍋爐設(shè)有鏈斗式輸送機(jī)2臺(tái)，每臺(tái)出力為85t/h，刮板長(zhǎng)度約45m；斗式提升機(jī)兩臺(tái)，每臺(tái)出力為85t/h，提升高度約30 m；鏈斗輸送機(jī)和斗式提升機(jī)均采用耐磨耐熱型。機(jī)械除渣系統(tǒng)的設(shè)備按滿(mǎn)足鍋爐MCR時(shí)最大排渣量且留有足夠的裕量，其出力按不小于250%的裕量。

2 滾筒冷渣器的工作原理

滾筒冷渣器是CFB 鍋爐的關(guān)鍵輔助設(shè)備之一，其主要分為百葉滾筒式和多管滾筒式兩種。百葉滾筒式冷渣器在滾筒內(nèi)壁上焊接有固定的螺旋葉片，螺旋葉片之間設(shè)計(jì)安裝有許多縱向葉片，熱灰渣進(jìn)入內(nèi)筒，在螺旋葉片的推動(dòng)力下旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，向出渣口移動(dòng)，同時(shí)由縱向葉片攜帶灰渣到滾筒頂部然后下落，移動(dòng)的過(guò)程中與外筒逆流的冷卻水接觸降溫，以增強(qiáng)換熱效果。

滾筒冷渣器其冷卻主體由內(nèi)外2 個(gè)滾筒組成，并形成雙層密封套筒，中間間隙通過(guò)冷卻水冷卻。灰渣主要采用機(jī)械輸送方式，滾筒在驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)下低速轉(zhuǎn)動(dòng)，筒體內(nèi)部的灰渣在旋轉(zhuǎn)葉片或其他作用力下緩慢向低溫端移動(dòng)。冷卻水在水冷筒體、旋轉(zhuǎn)水接頭以及筒體外部回水管形成的冷卻水回路中流動(dòng)，將灰渣的熱量帶走。

3 實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題

該廠2 ×300 MW 機(jī)組CFB 鍋爐采用的滾筒冷渣器原設(shè)計(jì)也為雙層水冷結(jié)構(gòu)（以下統(tǒng)稱(chēng)為外層、內(nèi)層），其設(shè)計(jì)出力為：0～25t/h ；出渣溫度為：≤150℃（最高不允許超過(guò)200℃）。但自2009年調(diào)試運(yùn)行開(kāi)始兩臺(tái)機(jī)組的4臺(tái)冷渣器均存在出力不夠，排渣溫度高等缺陷。截止2014年設(shè)備累計(jì)運(yùn)行5年，設(shè)備內(nèi)部已磨損變形，并發(fā)生泄漏，導(dǎo)致冷渣器內(nèi)層部分堵塞，排渣溫度也隨之升高達(dá)到250℃甚至更高，同時(shí)導(dǎo)致鏈斗輸送機(jī)運(yùn)行溫度超過(guò)額定溫度（150℃） 造成軌道變形嚴(yán)重影響設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

除此之外，因進(jìn)渣端溫度高，4臺(tái)冷渣器內(nèi)層水冷套均不同程度漏水，密封組件開(kāi)裂漏紅渣，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 改造方案論證

（1）拆除外層水冷套及螺旋片。1）增大了冷渣器內(nèi)部冷卻空間，延長(zhǎng)灰渣在冷渣器內(nèi)部的停留時(shí)間，從而提高冷渣器換熱效率；2）減輕冷渣器本體重量，延長(zhǎng)冷渣器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及支撐部分的使用壽命；（2）沿冷渣器筒體軸向均勻布置冷卻水管排（?57×8高壓爐管4根并列，共8組），并用特制U型管卡固定，每組管排間距為580mm，管排與冷渣器筒壁法向成30°夾角，以延長(zhǎng)了灰渣的停留時(shí)間，增加了冷卻水管排的有效換熱面積，降低排渣溫度，提高了換熱效率；（3）在每組冷卻水管排末端安裝一個(gè)U形滑軌，避免冷卻水管排因熱脹冷縮而導(dǎo)致的焊口開(kāi)裂或泄漏現(xiàn)象；（4）將內(nèi)層水冷套上的螺旋片加高100mm，增大冷渣器內(nèi)部換熱面積；（5）進(jìn)渣端用耐高溫澆注料填充，阻斷高溫灰渣與冷渣器端板、密封組件直接接觸，避免端板、密封組件因高溫而開(kāi)裂，延長(zhǎng)其使用壽命；（6）在冷渣器出渣端沿外筒壁制作安裝一個(gè)冷卻水進(jìn)水聯(lián)箱（鋼管?133×6），通過(guò)進(jìn)水聯(lián)箱將旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)水管和管排的進(jìn)水管聯(lián)通；管排回水管穿過(guò)出渣端筒壁并緊貼于外筒壁一直延伸至距冷渣器進(jìn)渣端處與冷渣器水冷層連通，然后通過(guò)冷渣器水冷層流回至旋轉(zhuǎn)接頭回水管）。

5 經(jīng)濟(jì)分析

（1）改造技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（見(jiàn)表1）

（2）運(yùn)行經(jīng)濟(jì)分析。1）設(shè)備重量。改造后的滾筒冷渣器總重量由改造前37t減輕至31t，減輕約6T，這樣不僅有助于減輕設(shè)備支撐結(jié)構(gòu)的載荷，延長(zhǎng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置的使用周期；其次，設(shè)備重量減輕，能耗也隨之降低，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行；2）改造后試驗(yàn)分析。通過(guò)大量試驗(yàn)及實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證，冷渣器改造后出力增大、排渣溫度得到有效降低，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)便排渣溫度也滿(mǎn)足環(huán)保數(shù)據(jù)控制的要求，這樣不僅為生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)方便，而且為后續(xù)鏈斗輸送機(jī)、斗提機(jī)等設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，更重要的是設(shè)備故障率降低，隨之備品備件消耗量一定程度也得到控制，可以為公司在備品備件采購(gòu)方面節(jié)省成本。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)該廠滾筒冷渣器的優(yōu)化改造，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)成本還是運(yùn)行指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)備預(yù)期目標(biāo)，實(shí)際解決了滾筒冷渣器在循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用中常見(jiàn)的排渣量小，排渣困難，排渣溫度高等效率低，運(yùn)行周期短等問(wèn)題，從使用效率與使用時(shí)間上大大地提高了其運(yùn)行質(zhì)量，為機(jī)組機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，滿(mǎn)足了機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行的要求。endprint