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1、3#循环流化床锅炉底渣系统优化改进单位：动力生产管理部锅炉车间姓名：魏斌日期：2012年7月18日随着循环流化床锅炉的迅猛发展和环保与节能的要求，从循环流化床锅炉中排出的高温灰渣如何更好的处理的问题与冲突日益突出。针对3#循环流化床锅炉底渣系统长期存在的运行问题，通过对循环流化床锅炉底渣系统的落渣管和冷渣器的分析和优化，结合3#循环流化床锅炉的实际状况提出了有效的改进方案。关键词：循环流化床锅炉；结焦；落渣管；冷渣器；优化改进13#循环流化床锅炉底渣系统简介21.1底渣系统275目2冷渣器22落渣管改造22.1落渣管高度和入口开度改造22.2其他改进措施5水冷壁绕弯管弯度设计5落渣管膨胀节膨胀
2、量小6落渣管材质缺陷63冷渣器优化63.1一种新型底渣冷却的方法6冷渣器的工艺流程7冷渣器的原理8可*9冷渣器的优点9结论101致谢10随着人们环保意识的日益增加，CFB锅炉技术作为一种清洁、高效、煤种适应性广的燃烧技术，越来越受到世界各国的重视。循环流行化床锅炉技术是近十几年来快速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的探讨、开发和应用也渐渐兴起，已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。将来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。由于大容量CFB锅炉
3、的底渣排放具有温度不稳定、排渣量不稳定、底渣颗粒度不匀称等特点，因此作为CFB锅炉枢纽工程的协助设备一一底渣系统极易发生问题，如设计、选型处理不当，简洁造成非正常停炉事故的发生。所以，底渣系统的平安平稳运行，成为锅炉长期平安平稳运行的重要课题。3#循环流化床锅炉底渣系统长期存在落渣管堵渣和冷渣器不下渣问题，本文通过对3#循环流化床锅炉落渣管和冷渣器现状的分析与介绍，针对3#循环流化床锅炉的实际状况提出切实可行的优化改进方案。以达到对底渣系统运行问题的处理，从而保证锅炉的平安平稳运行。1 3#循环流化床锅炉底渣系统简介1.1 底渣系统锅炉底渣冷却采纳的是水冷螺旋式冷渣器。底渣系统最重要的是落渣管
4、和冷渣器，因此要改进底渣系统就的从落渣管和冷渣器下手。1.1.1 落渣管落渣管是底渣系统最主要的设备，底渣系统主要的问题就是落渣管堵塞，解决了落渣管堵塞问题也就相当于解决了底渣系统一大半的问题。1.1.2 冷渣器3#循环流化床锅炉运用的是水冷螺旋冷渣器，螺旋冷渣器是水冷夹套式的，在夹套内由冷却水进行冷却。螺旋冷渣器的速度由床压来调整，冷却后灰渣的温度将低于200C。冷渣器也是底渣系统的重要设备，冷渣器的正常运行对底渣系统长期平稳有重要意义。2落渣管改造2.1落渣管高度和入口开度改造循环流化床锅炉作为一种清洁煤燃烧新技术近几年在我国得以快速发展，很多循环流化床锅炉设计制造单位在极力探究诸如冶理水
5、冷壁磨损、提高高温分别器效率、冶理布风板风帽磨损等影响循环流化床锅炉平安经济运行的突出问题的同时却往往忽视了锅炉设计中的一些细微环节问题。然而这些细微环节问题有时却对锅炉的平安运行是致命的。这其中就有循环流化床锅炉落渣管因设计不当，造成堵渣停炉或落渣管从布风板上脱落造成落渣管穿孔处的水冷壁严峻磨损。3#循环流化床锅炉就存在循环流化床锅炉因落渣管堵渣而长时间无法排渣最终导致停炉的事故以及落渣管从布风板上脱落导致一次风室积渣和水冷壁管严峻磨损的事务。从固体流淌的特点我们可以知道粗大的固体颗粒在管道里流淌易堵塞。粒度越大堵塞的可能性越大。固体颗粒在有锥度的管子里流淌时从大管端流向小管端易堵塞，而从小
6、管端流向大管端时则不易堵塞。依据这一原理，我们要削减循环流化床锅炉落渣管堵渣的可能性应从两方面入手：（一）阻挡床料中粗大的杂物（诸如炉内脱落的耐火材料、运行中产生的局部小焦块等）进入落渣管；（二）避开排渣过程形成类似从大管流向小管的状况存在。要阻挡循环流化床中粗大杂物进入落渣管我们应首先分析循环流化床锅炉运行中，布风板上粗大杂物的运动情形。从流态化理论我们知道气固两相处于快速流化状态时固体颗粒有类似于液体的特征，密度大的固体颗粒会沉入底部并有向容器底部最低点运动的趋势。利用这一理论我们不难想象，流化床中粗大杂物的运动状态，它就像烧开的水里面的鸡蛋一样沉在锅底向锅底的最低点不停的运动。利用这一原
7、理我们只要将落渣管的开口开在比布风板稍高的地方就能保证床层中的粗大杂物不能进入落渣管形成堵渣。另一方面要防止排渣过程形成类似从大管流到小管的情形，则只需在落渣管的入口处进行缩口即可。改造结构图如下图所示。其中图一为改造后的设计，图二为改造前的设计。从未改造前的图二我们可以望见，落渣管的上端口与布风板水冷壁管鳍片平齐，并与鳍片焊接在一起。落渣管之上是耐火材料。未改造前因落渣口水平位置低，且常常因落渣口处的耐火材料损坏，形成一个上大下小漏斗状的落渣口，所以常常因床层中的粗大杂物堵渣。改造前的落渣管不仅易堵渣，且因入口处的耐火材料脱落造成焊口暴露在外磨损脱焊，易造成落渣管从布风板上脱落事故。改造过后
8、将落渣管伸到布风板之上，床层内的焦块等杂物无法进入落渣管构成堵渣，同时在落渣管入口形成缩口进一步减小了堵渣的可能性。并且改造过后的落渣管与布风板水冷壁鳍片之间的连接焊口不再暴露在高温床料中，这就保证了落渣管不会从布风板上脱落。须要留意的是这一技改中伸入炉膛内的部分落渣管材质必需是可以耐100OC以上高温的金属材料，否则会因落渣管烧断而技改失败。当选用的落渣管材料为耐磨金属时可以不考虑在伸入炉膛内的落渣管外敷设耐磨浇注料对落渣管进行防磨爱护。瞩炉炉腺2. 2其他改进措施CFB锅炉常常发生落渣管堵塞，在疏通过程中，落渣管与水冷壁焊口开裂,水冷风室内的高压风通过焊口开裂处进入落渣管，与炉渣一起形成管
9、内喷渣,易烫伤人员，喷渣严峻时无法疏通落渣管，进而无法维持床压；而且由于落渣管与水冷壁焊口开裂，将水冷壁管撕裂泄漏，被迫停炉处理。2.1.1 2.1水冷壁绕弯管弯度设计落渣管处的水冷壁采纳绕弯设计，现场可测绘落渣管入口处水冷壁的绕弯弯度和水冷壁管子之间翅片宽度。假如设计安装不良，绕弯弯度不够，则会造成落渣管与水冷壁间距不足，而绕弯另一侧翅片宽度过大，落渣管与水冷壁间距较小没有达到规定的要求。因此翅片没有足够的膨胀量，锅炉开车运行时落渣管在向下膨胀作用力下，极易撕裂水冷壁，造成水冷壁泄露。依据锅炉运行中落渣管、水冷壁绕弯及连接翅片的膨胀量重新测绘计算，设计合理的水冷壁绕弯弯度，落渣管与水冷壁间距
10、应在50.5mm左右。改造后保证了足够的膨胀量。2.1.2 落渣管膨胀节膨胀量小在不影响冷渣器运行、便于维护的基础上，可以在原膨胀节下方增加一个小膨胀节来确保足够的膨胀量。2.1.3 落渣管材质缺陷要对落渣管进行质量检测，对落渣管的设计材质和实际材质主要化学成分进行对比。其中Mn含量过大使材质脆性增大，极易造成落渣管断裂。Ni含量过低降低了材质的柔韧性，易断裂，这是造成落渣管发生裂纹的重要缘由。3冷渣器优化冷渣器是CFB锅炉平安、高效运行的一个重要辅机。假如冷渣器在运行中出现故障不能排渣，干脆导致炉膛内料层厚度增加，被迫调整多元燃料配比（提高入炉燃料发热量）、风机风量（使空气与入炉燃料匀称混合
11、达到完全燃烧）甚至减负荷运行，给操作人员在运行操作中增加了较大难度,也给CFB锅炉平安运行带来了很大的平安隐患和经济损失。所以对冷渣器故障的分析、处理和预防是特别重要的。冷渣器是保证流化床锅炉平安高效运行的重要部件。冷渣器的不正常工作是导致被迫停炉和减负荷运行的主要缘由之一。也是制约着CFB锅炉大型化发展的重要因素。因此，冷渣器的牢靠运行是CFB锅炉连续、牢靠、经济、平安运行的必要条件。3.1 一种新型底渣冷却的方法为了使冷渣器不受底渣粒度的限制，既具有热量干脆被锅炉回收利用，又能够对灰渣具有选择功能，本文提出一种安装在炉底一次风室内，利用锅炉一次风来冷却底渣。为循环流化床底渣冷却供应一种新的
12、思路。3.1.1 冷渣器的工艺流程冷渣器的结构如图1所示I炉膛；2排渣阀；3-落清管：4一迷宫档板：5次热风道；6冷渣室.7冷风管道.8冷风风率,9一出渣U“。一分离装次风室；】2一风帽；13一定向风喷嘴图1冷清器结构示意图从图中可以看到，锅炉底渣从炉膛通过排渣阀中定向风帽的流化空气量来限制，底渣经过落渣管进人炉底一次风室内，一次热风从热风道进人一次风室与底渣在混合，为了增加底渣与热风混合效果，在风室内安装有增加大渣停留时间的迷宫结构，迷宫由多孔板组成，热风携带底渣通过分别装置时，大颗粒渣被分别下来落人底渣冷却室，底渣冷却室用锅炉一次冷风或高压流化风来流化底渣，把底渣进一步冷却到要求的温度，携
13、带细颗粒的空气通过分别装置后由风室通过流化风帽进入炉膛。分别装置依据须要可以选用槽形分别器、百叶窗分别器、多管旋风分别器、筛分分别和旋风分别器或其它形式的分别器，其主要目的是把粗渣分别，而未燃尽的细颗粒碳和大量未完全反应的CaO粒子通过风帽进入炉膛，尽量削减风帽的磨损。3.1.2 冷渣器的原理（一）冷却对于CFB锅炉，锅炉的一次风量一般是底渣流量的1020倍，热风温度通常也在2025C的范围内，当然，随着锅炉参数的提高一次风温度要高，通常也在30C以下，因此只要大量的一次热风与底渣混合良好，完全有可能把底渣冷却到250350C左右，然后再用冷风把底渣冷却到满意底渣输送系统所要求的温度。为了使底
14、渣在进人风室后与热风混合，满意大颗粒底渣有足够的停留时间，我们采纳迷宫形式设计，大渣在进入风室后与迷宫板多次接触碰撞，增加大渣与热风接触的时间，同时迷宫板起到中间蓄热片的作用，强化大渣的冷却效果。（二）分别为了减轻返回炉膛细渣对炉膛流化风帽的磨损，我们在风室内装有分别装置，该分别器可以选用槽形分别器、百叶窗分别器、多管旋风分别器、筛分分别和旋风分别器或其它形式的分别器，分别效率的设计要依据锅炉燃煤状况和风帽的磨损来进行考虑，对于高灰低硫燃料，分别效率可以设计得高一些，对于低灰高硫煤，如石油焦，为了提高锅炉效率和石灰石的利用率，分别效率可以设计得低一些，以增加细灰的返回量。图2迷宫结构示意图3.
15、1.3 磨损问题为了防止风室的磨损，整个风室敷设浇注料或耐磨材料，迷宫板采纳耐磨铸铁或其它耐磨材料制成。3.1.4 冷渣器的优点（一） 底渣蓄热干脆被锅炉回收利用，提高了锅炉热效率，降低锅炉煤耗。（二） 这种底渣冷却器，完全是利用风来冷却，系统简洁，节约投资，节约水资源。（三） 运用风室底渣冷渣器使锅炉可用率大大提高。（四）降低厂用电。（五） 具有选择和细灰返回到炉膛的功能，未燃尽的细颗粒碳和大量未完全反应的CaO粒子从炉底风帽匀称返回炉膛进行循环燃烧，更有利于提高未反应的Cao细颗粒的利用率和未燃尽炭的燃烧效率。通过大渣不断排出和细灰不断返回，降低炉膛密相区颗粒的粒度，有利于减轻密相区的磨损。（六） 运行维护便利而简洁。3.1.5结论以上所提出在一次风室中利用一次热风和一次冷风来冷却CFB锅炉底渣的一种方法，该方法目前还处在设想和探讨阶段，但从冷却、磨损和分别等方面分析得出该种冷渣器是完全可行的，经过理论计算分析，这种形式的冷渣器几乎可以适应全部煤种，这种冷渣器一旦胜利运行将会产生巨大的经济效益。参考文献1徐宁，郑永利等.热电站
