循环流化床锅炉冷渣器运行问题及改进措施
谭斌，聂立，姚本荣
( 东方锅炉( 集团) 股份有限公司，四川自贡643001 )
摘要：根据东方锅炉已经投运的冷渣器实际运行情况，对冷渣器常见的故障进行了原因分析，提出了相应的处理方法。最后，提出了机械式冷渣器和非机械式冷渣器的选型建议。图4 表1 参2
关键词：循环流化床；冷渣器；设计；运行
中图分类号：TK227 文献标识码：B
Operation Problems of Ash Cooler of CFB Boiler
and it's Improvement Measures
TAN Bin， NIE Li， YAO Ben-rong
(Dongfang Boiler (Group ) Co., Ltd.,643001 )
Abstract：As a very important part of the CFB boiler, it's main function is to cool bed ash temperature below 200 ℃.
The normal operation of the ash cooler is related to the stable operation of the bolier directly. Based on
the ash cooler operation condition in our company, the common failures as well as the correspondiong improving
methods of it are analysed. It also gives some comments on the selection of the mechanism and
non-mechanism ash cooler.
Key words：CFB；Ash Cooler；Design；Operation
引言
迄今，我国已有35 ～ 480 t / h 不同蒸发量的循环流化床锅炉2 000 多台投入运行中，总装机容量达到25 000MW。其中蒸发量在410 t / h 以上的高压和超高压中间再过热循环流化床锅炉已有100 多台在建设和运行中。我国已成为世界循环流化床锅炉台数最多、总装机容量最大的国家。据不完全统计，截止2002 年，已有近千台35 ～ 460 t / h CFB 蒸汽锅炉在运行、安装、制造或订货，平均单机容量从37. 41 t / h 上升至178. 86 t / h（见图1[ 1 ]），参数从中压、次高压、高压发展到超高压，单台容量已经发展到670 t / h（见图2[ 2 ]）。目前，国内最大容量的300 MW 循环流化床锅已经在四川内江白马电厂开始安装，即将投入试运行。
作为一种新型的洁净煤燃烧技术，循环流化床锅炉以其独有的优势在国内得到了迅猛的发展。但是随着大批循环流化床锅炉的投运，也暴露出了不少问题，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循环流化床锅炉被迫停炉和减负荷运行的主要原因之一。
冷渣器一般有两种型式，即机械式和非机械式。机械式包括滚筒式冷渣器或螺纹绞龙式冷渣式，非机械式即多仓式选择性排灰冷渣器。东方锅炉目前已投运的CFB 锅炉大都配备按美国FW 公司引进技术设计制造的多仓式选择性排灰冷渣器。一般100 MW 等级以下的锅炉每台锅炉配2 台冷渣器，100 MW 等级及以上的锅炉每台锅炉配4 台冷渣器。
选择性风水冷冷渣器结构见图3。冷渣器一般分为4 个仓室，其上设有1 个进渣口、1 个排渣口和1 个回风口。沿渣的走向，冷渣器的4 个仓室分别为第1 选择室和其后的3 个冷却室，每个仓室之间用耐火砖砌成的分隔墙隔开，在进入下一个仓室之间，渣绕墙流过，以延长停留时间，增强冷却效果。每个仓均有其独立的布风装置。布风装置为钢板式结构，在布风板上布置有“Г”型定向风帽。冷渣器各仓的流化风来自单独配置的冷渣器流化风机。冷渣器配有事故喷水，用于紧急状态下冷却灰渣。喷水通过雾化喷嘴喷入冷渣器，以防止事故喷水进入除灰系统。如果进渣管路上发生堵塞，可用压缩空气进行吹扫。
根据渣量的多少确定在冷却室内是否布置水冷管束。当底渣量较少时，则选用纯风冷的冷渣器，由于没有水冷管束，这种冷渣器结构较简单，检修也较为方便；但如果锅炉渣量多，仅用纯风冷不能将渣温冷却到下一级除渣设备要求的温度，就必须在冷却室内加入水冷管束进行深度冷却。水冷管束的水源一般采用温度较低的冷凝水，即采用风水联合式冷渣器，这种冷渣器结构上较为复杂，而且检修不方便。
东方锅炉冷渣器的设计是根据从FW 公司引进的冷渣器计算程序计算的，冷渣器的面积越大，冷却效果越好，所需要的风量也越大。如锅炉燃用的煤质较差，渣量较多，为了保证冷渣器出口渣温达到要求，就需加大冷渣器布风面积，冷渣器的用风量也相应要增大。由于冷渣器的用风包含在锅炉总风量内，冷渣器的回风设计思路是作为二次风送入炉内，这部分风刚性差，起不到二次风所要求的穿透作用，无法强化炉内的燃烧，这势必会影响锅炉的性能，所以，如何应对目前国内市场上配套循环流化床锅炉的冷渣器便成了一个亟待解决的问题。
1 冷渣器现存在的问题和改进措施
1. 1 炉膛到冷渣器进渣管堵渣

主要发生在东方锅炉早期设计的冷渣器上。进渣管底部从下往上装设有几排流化风管，这些风管高出进渣管底部，当炉膛内出现焦块、“J”阀回料器有耐磨浇注料脱落，因渣块较重沉积在进渣管下方，就会在这些风管处被卡住，从而造成堵渣。
改进措施：将这几排流化风管改从进渣管侧面斜向下插入，同时，对进渣管内的松动风采取单独吹扫的方式，进渣管基本不会出现堵渣现象。
1. 2 选择仓结焦、塌床
风水联合冷渣器实际是一个小的流化床，同炉内的流化一样，只要保证冷渣器的正常流化，就不会出现结焦现象。冷渣器结焦，实际上是冷渣器内的流化出现了问题。
冷渣器内的结焦最容易出现在选择室。当选择室出现大的渣块流化不良时，炉渣在冷渣器各室之间流动不畅，在选择室内形成堆积后导致塌床，而在塌床后未及时疏通继续进渣，最终导致冷渣器结焦。
冷渣器塌床和结焦的主要原因及改进：
(1) 入炉煤粒度偏大导致炉渣粒径过大。冷渣器的排渣粒度一般要求小于10 mm，当渣粒大于30 mm 且数量较多时，就容易出现塌床、结焦，故入炉煤的粒度要求控制在13 mm 以下。但是，现在国内的循环流化床锅炉机组因煤质及破碎设备等因素，基本上不可能完全满足设计粒度的要求，出现很多大的煤颗粒。这样就使冷渣器的工作条件出现了变化，大渣在选择室很容易堆积从而引起塌床和结焦。
(2) 冷渣器进渣量无法精确控制。冷渣器运行中经常发生大量过渣的现象，很容易堵塞冷渣器。
另外排渣量过大，还造成冷渣器出口排渣温度偏高，影响输渣泵的正常工作，严重时造成输渣泵输送不及或输渣管路堵塞，造成冷渣器被迫停运。其原因主要是冷渣器出口没有控制排渣量的手段，而进渣管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，通过对旋转排渣阀转速的调节从而有效控制冷渣器的进渣量。
(3) 气力播煤装置的给煤方式。炉膛内布风板上采用定向风帽，这种风帽的输送能力非常强，如两侧给煤量很大，在炉膛内未经充分燃烧就被吹到排渣口附近，大量煤粒随渣料排入冷渣器。由于渣料温度接近炉膛燃烧温度，约900 ℃，选择室内又有大量空气，所以大量的未燃尽炭颗粒迅速燃烧，从而结渣成块，造成选择室堵塞。
改进措施：减少两侧给煤机的给煤量，并改善冷渣器的投运操作方法，同时适当加大冷渣器的流化风量，选择室结渣的现象得到了很大改善。
(4) 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，如发现选择室出口有堆积现象或选择室塌床时，要及时停止进渣，待冷渣器选择室疏通后再继续进渣，否则，冷渣器就会出现结焦。
1. 3 风水联合冷渣器水冷管束仓检修
水冷管束中心线距布风板仅550 mm 高，该冷却仓不能在侧墙上布置检修人孔。东方锅炉常规设计是在布风板上装设检修人孔，但由于布风板上敷设了耐磨材料且布置有风帽，运行后在布风板上还有一定的床料厚度，实际上该人孔门几乎无法打开，以致该冷却仓难以检修和更换风帽。
改进措施：增加水冷管束与布风板之间的高度，便于水冷管束的检修。