（山东电力建设第三工程公司 山东青岛 266100）
摘要：主要阐述了流化床冷渣器的工作原理，并对目前流化床冷渣器在运行中出现的故障进行了分析并提出一些解决措施，为以后流化床冷渣器的运行提供了借鉴。
关键词：循环流化床锅炉，冷渣器，工作原理，故障分析
1 引言
作为一种新型的洁净煤燃烧技术，循环流化床锅炉以其独特的优势得到在国内得到了迅猛的发展，但随着大批循环流化床锅炉的投运，也暴露了不少问题，这其中以冷渣器的问题最为突出。冷渣器是保证流化床锅炉安全高效运行的重要部件，冷渣器不能正常工作是导致流化床锅炉被迫停炉和减负荷运行的主要原因。
2 流化床冷渣器的工作原理
2.1流化床冷渣器作用
循环流化床锅炉炉膛下部排放的大渣温度在850℃～950℃之间，如果直接进行排放或进入除渣系统，会危及人生安全，也不利于除渣系统和设备的安全运行，冷渣器的作用是将排渣温度降低到除渣设备可以承受的温度，回收排渣的物理显热，流化床冷渣器还可以将排渣中细的颗粒重新送回炉膛，以提高锅炉的燃烧效率和石灰石利用率。
以一台440t/h中间再热CFB锅炉为例，假定锅炉燃用煤Qnet.ar=15MJ/kg，Aar=46.8%,底渣分额53%，如采用流化床冷渣器将锅炉排渣降到150℃，其热量全部被锅炉或热系统回收，锅炉折算热效率为90.28%，锅炉煤耗为85.58t/h；如直接排高温红渣，则锅炉折算热效率为89.09%，锅炉煤耗为86.72t/h。锅炉热效率相差1.19%，煤耗相差1.14t/h，如按锅炉年运行小时5000小时、煤单价300元/吨计算，采用流化床冷渣器后每年可节约煤耗5700吨，每年节约资金171万元。大型CFB锅炉在燃用高灰分煤时，冷渣器回收的热量显得尤其突出。
2.2流化床冷渣器工作原理
流化床冷渣器就是一个小型流化床换热器，炉膛的高温渣由炉膛布风板经排渣管进入冷渣器，冷却介质（空气或低温烟气）从冷渣器的风室通过布风板送入，流化介质由下而上穿过布风板流化高温炉渣，炉渣在依次流过第1仓、第2仓、第3仓的同时，被流化介质（水或空气）冷却，冷却后的低温渣排入除渣系统，被加热的流化介质携带少量细颗粒由回风管送回炉膛。
2.3流化床冷渣器的优势
通常在中小CFB锅炉上采用铰龙和滚筒冷渣器等机械式冷渣器，机械式冷渣器冷渣能力较小，且运行中容易出现机械传动故障，与机械冷渣器相比，流化床冷渣器具有以下优势：
1） 流化床冷渣器在排渣、冷渣过程中没有机械传动装置，不会出现卡涩和堵死现象，有利于锅炉的安全运行。
2）流化床冷渣器的冷却能力强，冷渣迅速；而机械式冷渣器的单台冷却能力很难达到5t/h以上。
3）降低排渣温度，回收排渣的物理显热，提高锅炉效率。
4）由于炉渣细颗粒中的未燃尽碳和石灰石含量较高，流化床冷渣器能将该部分细颗粒送回炉膛，减低排渣中的含碳量，提高石灰石的利用率。
3.流化床冷渣器运行中常见问题及改进措施
近几年，随着大批循环流化床锅炉的投运，暴露出了不少问题，这其中以冷渣器的问题最为突出。冷渣器是保证循环流化床锅炉安全高效运行的的重要部件，其能否正常工作是导致锅炉被迫停炉和减负荷运行的主要因素。流化床冷渣器在运行中常见的问题有：
3.1 冷渣器进渣管堵塞
冷渣器的排渣控制方式，目前国内的冷渣器有进渣机械控制和出渣控制两种方式，见下图。
冷渣器进渣管、冷渣器内部的结渣和堵塞是相互影响的，当出现结渣时，可造成堵塞；反过来，堵塞也可加剧结渣现象的发生。所以除了措施外，在冷渣器的设计和运行中还可采取以下措施防止在冷渣器进渣管、冷渣器内部出现堵塞。
1）冷渣器进渣管的口径选取要合理，不能太小。
2）冷渣器进渣管采用合适的倾角斜度，通常与水平夹角a=5°～10°。
3）进渣管采用渐扩形式，有利渣的流动。
4）进渣管入口处、进渣管中部布置有风嘴，风嘴不宜伸入排渣管内太长，伸入太长也容易造成堵塞。当排渣管内出现堵塞时，将吹扫风切换为高压吹扫风，用于防堵。
5）在冷渣器进渣管上布置有风嘴起松动作用时，由于风量控制不合理而结渣。当风量过小时，松动作用不明显；风量过大时，该处的渣温较高，在排渣中出现再燃而结渣。
改进措施：运行中严格控制冷渣器进渣管上松动风风量，防止冷渣器进渣管中出现再燃。
3.2 冷渣器选择仓结焦、踏床
冷渣器内的结焦最容易出现在选择室。当选择室内出现大的渣块流花不良时，炉渣在各室之间流动不畅，在选择室内堆积后导致踏床，而在踏床后未及时疏通继续排渣，最终导致冷渣器结焦。
冷渣器踏床和结焦主要原因及改进措施：
1）入炉煤的粒度不符合要求，有大直径的煤或石块送入炉内从而进入冷渣器，由于冷渣器的流化速度较低（通常为1～1.8m/s）,难以使这些大颗粒充分流化，造成局部结渣后蔓延。
改进措施：从煤的破碎、筛选着手，严格控制煤的入炉粒度。
1）冷渣器进渣量无法精确控制，排渣风对排渣量的控制作用有限。
改进措施：在冷渣器出口装设旋转排渣阀，通过旋转排渣阀转速的调节控制冷渣器的进渣量。通过此种方法也可减小风帽的磨损量。
2）设计时流化速度偏低，或冷渣器采用一次风作为流化风，运行时没有有效的调节手段。
改进措施：冷渣器配置单独的流化风机，由于其风机压头高，流量调节灵活，不受一次风的限制，可改善冷渣器的流化质量，增加调节的灵活性。建议采用2×100%容量的风机并联。
3）运行人员监视调整非常关键。运行人员要密切监视冷渣器各仓室的床温、床压，若发现选择室出口有堆积现象或选择室踏床时，要及时停止进渣，待冷渣器选择室疏通后再继续排渣。
4. 结论及建议
3.1 流化床冷渣器的必要性。随着循环流化床锅炉的大型化，要求冷渣器的冷渣能力增大，常规的机械式冷渣器难以满足需要，在燃用低热值、高灰分燃料时表现尤为突出；由于流化床冷渣器能够回收排渣中的部分热量，没有机械传动装置，所以在大型循环流化床锅炉上采用流化床冷渣器将是大势所趋。
3.2 近几年，流化床冷渣器技术还不够成熟，运行中暴露的问题也较多，有设计方面的原因，也有运行方面的原因，出现最多的问题是结渣和堵塞，应在设计和运行调试两方面予以充分重视，从冷渣器进渣、冷渣、排渣以及外围系统等各环节着手，考虑防止冷渣器结渣、堵塞的措施，以确保冷渣器良好流化、排渣顺畅。
参考文件
[1]岑可法，倪明江，骆仲泱，等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京：中国电力出版社，1998.
[2]钱志永，等.大型CFB锅炉风水联合冷渣器运行问题分析及改进[J].中国电力出版社，2006.
作者简介
姓名：马明坤 工作单位：山东电力建设第三工程公司 职务：技术中心锅炉专工
论文作者:马明坤
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/12
标签：流化床论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 措施论文; 结焦论文; 煤耗论文; 炉渣论文; 《电力设备》2016年第14期论文;