什么是冷渣器自流现象

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DG410/9.81-9型CFB锅炉冷渣器常见故障及处理1、前言
冷渣器是保证流化床锅炉安全高效运行的重要部件。冷渣器的不正常工作是导致被迫停炉和减负荷运行的主要原因之一。从操作方式上来讲，冷渣器可以采取间歇和连续运行两种工作方式。虽然冷渣器在设计上都有一定的裕度，但是，如果冷渣器在运行调整中操作不当，就会因为不能排渣导致被迫停炉或减负荷运行，带来很大的经济损失。因此，对流化床锅炉冷渣器故障的分析、处理和预防，是值得相关人员讨论和交流的现实问题。
DG410/9.81-9型流化床锅炉是东方锅炉（集团）股份有限公司根据美国福斯特惠勒公司许可证技术生产制造的国产100MW等级的循环流化床锅炉。石家庄热电厂八期技改工程（河北热电有限责任公司）#21、#22、#23、#24四台锅炉采用了该炉型。出于城市冬季供热的需要，#23、#24炉在2002年11月30日提前由电厂进行代保管。在代保管期间，运行人员克服了冷渣器出现的种种问题，保证了长期连续运行，使#23、#24炉在国内同类电厂中处于领先水平。
DG410/9.81-9型流化床锅炉的冷渣器采用了多仓式流化床风水联合冷渣器。每台锅炉共有四台冷渣器，对称布置在炉膛两侧。每台冷渣器分为四个仓室，其上设有一个进渣口，一个排渣口和两个出气口。沿渣的走向冷渣器的四个仓室分别为选择室和三级冷却室，仓与仓之间用分隔墙隔开，在进入下一个小仓之前，炉渣会沿着定向风帽的布置方向，在风力的作用下绕墙流过，呈S型流动的目的是延长炉渣的停留时间。每个仓均有独立的布风装置，布风装置为钢板式结构，在布风板上设有定向风帽。第一、第二冷却室内布置有用给水冷却的水冷管束。选择室和第一冷却室的流化空气来自一次风空预器后的热风。第二、第三冷却室风源来自一次风机出口的冷风。在冷渣器的进渣管上布置有13根风管，通过风管定向布置及风量的调节来保证渣从炉膛至冷渣器的顺利输送，也可以通过进渣管风量的大小来调节冷渣器的进渣量，进渣管所需的空气由“J”风机的高压风提供。选择室和三级冷却室的排气由炉膛下部侧墙作为二次风送回炉膛。在冷渣器中，设有自动喷水系统，用于紧急状态下灰的冷却。冷渣器的排渣口下面有缓冲仓和地泵，以气力输送的方式将渣送走。为了避免地泵故障导致不能排渣，石家庄热电厂八期技改工程中在冷渣器排渣口下安装了直排门作为备用。
2、冷渣器常见故障及处理
2.1冷渣器床温高的原因与处理
冷渣器正常排渣温度在150℃以内，由于选择室没有受热面冷却，运行温度一般在500℃-700℃之间。冷渣器床温高常常出现在选择室。其主要危害是发生结焦，进而堵塞冷渣器。造成冷渣器床温升高的原因一方面是进入冷渣器各风室的冷却风量低于正常值，导致热量积聚。另一方面是排出渣料中的可燃物增多且二次燃烧。在生产实际中，第二种情况比较容易发生。
造成可燃物增多的原因有：
1）给煤机工作不正常，给煤量突然增大。例如：河北热电有限责任公司#24炉C给煤机曾出现过给煤反馈突然回零的情况，值班员迅速加大其它给煤机的给煤量，由于给煤机逻辑存在问题，C给煤机反馈回零后还在运行，且给煤机转速在几秒的时间内增至最大，造成了总给煤量的迅速增加，导致冷渣器选择室温度突然升高而停运。
2）给煤机运行方式不当，燃料尚未完全燃烧便随炉渣一起排进冷渣器。DG410/9.81-9型锅炉采用前墙给煤的布置方式，每炉共有四台给煤机，六个给煤口，其中中间的两台给煤机每台供两个给煤口。锅炉投运初期，四台给煤机均匀给煤，选择室温度很难控制，经常发生选择室温度高的情况。在降低两侧A、D给煤机的出力后，布置在炉膛两侧的冷渣器选择室的温度控制得到了明显的改善。
3）一、二次风风量配比不当，尤其是下二次风偏小，二次风穿透力降低，密相区燃烧份额下降，造成密相区可燃成份的比例有所增加。
4）床压过高，排渣时大量热渣携带部分可燃物突然进入选择室。
在处理中，除了针对以上原因采取相应措施外，还应结合可燃物含量的多少和冷渣器选择室床温情况综合考虑。
1）如果因给煤量变化引起可燃物增多且床温处于较高水平（东锅410/9.81-9型CFB锅炉冷渣器选择室床温的参照数值在750℃-800℃左右），当选择室床温上升速度很快时，应立即停止向冷渣器进渣并关闭选择室流化风，利用缺氧燃烧的办法扼制床温的上升势头，待床温明显降低后再逐渐开启流化风，缓慢投运冷渣器，防止选择室结焦的发生。
2）非煤量变化原因引起的床温升高，如果床温在700℃以下且上升速度平缓时，应立即加大流化风量，尽快将冷渣器内热量返回炉膛，达到降低床温的目的。同时可用控制进渣量的方法辅助处理。
2.2冷渣器床压高的原因与处理
判断冷渣器床压高与低要视不同的设备而定。在安装了旋转排渣阀的冷渣器中，冷渣器选择室床压可接近炉膛床压；河北热电有限责任公司CFB锅炉由于没有安装旋转排渣阀，冷渣器在运行中工况与设计工况有很大的变化。在连续运行近两个月的生产中，发现冷渣器床压升高是冷渣器堵塞的前兆。尤其是选择室和第一冷却室的床压差值是一个重要参数，差值增大反映了选择室大渣的堆积。冷渣器床压又与一次风母管压力相关，因此需要综合判断。
选择室床压升高的主要原因：进渣量过多，超过冷渣器的排渣能力；选择室积存一定量的大焦块或保温材料，无法排向第一冷却室；冷渣器流化风压低，管道特性等原因导致冷渣器风量不足；第一冷却室堵塞，使选择室的渣无法排出。
处理方法及措施：1）减小或停止进渣；2）在保证第一冷却室流化的基础上（1436m3n/h），适量关小第一冷却室流化风挡板，增加选择室流化风量；3）适当提高一次风母管压力。
第三冷却室床压升高的原因：1）地泵故障，排渣不畅或停止排渣；2）缓冲仓入口篦子被大渣块堵塞；3）第三冷却室风压降低，风量减少。
处理方法及措施：1）立即到就地进行直排；2）检查并调整风量，联系除灰检查地泵运行情况；3）适当降低冷渣器出力，必要时进行缓冲仓的振打。
2.3冷渣器进渣管堵塞的现象、原因与处理
冷渣器进渣管的堵塞主要与炉内是否结焦和是否有大块保温材料脱落有关。常见现象为：冷渣器进渣管温度降低；冷渣器选择室温度降低；脉动风风量变化或压缩空气吹扫时，选择室温度、床压无变化。常见的原因有：冷渣器进渣管被渣块或脱落的大块保温材料堵塞；锅炉运行中，冷渣器长期停运，进渣管发生渐进性结焦堵塞。
在处理进渣管堵塞前应具备一些基本条件。由于冷渣器进渣管疏通时，会造成选择室进渣量突然增多，为防止选择室堵塞，在疏通前应确认选择室及各冷却室床压正常后，方可适当加大脉动风开度，此时应密切注意进渣管温度，选择室床温、床压是否发生变化。如果经以上处理无效，应关闭脉动风门，手动打开压缩空气吹扫门，逐渐增大吹扫门的开度，当进渣管温度、选择室床温、床压等参数开始变化时，应立即减少或保持吹扫门的开度。
2.4冷渣器不排渣
冷渣器不排渣的现象比较明显，主要表现为：1）冷渣器选择室后各室温度偏低；2）运行冷渣器缓冲仓温度低，仓内无渣；3）运行冷渣器直排门打开后无渣。
形成的原因有：1）冷渣器堵塞；2）炉膛床压低，渣量偏小或无渣；3）冷渣器各风室风量过大，将渣以气力输送形式返回炉膛。
常用处理措施：1）疏通堵塞的冷渣器，观察各室床压是否正常；2）适当降低冷渣器各室风量，观察各室温度和渣量是否变化；3）如果炉膛床压过低，应停止该冷渣器运行。
2.5冷渣器的磨损
DG410/9.81-9型流化床锅炉冷渣器在运行两个月停炉检查中发现，冷渣器定向风帽磨损比较严重。其中与冷渣器流向平行布置的定向风帽共有5排，磨损最严重的是中间一排，分析为携带炉渣的气流高速冲刷所致。
从DG410/9.81-9型流化床锅炉冷渣器的设计初衷和冷渣器说明书分析，冷渣器的排渣控制主要由设在排渣口的旋转排渣阀转速控制。依靠冷渣器四个仓室之间存在的差压，据联通器的原理，使处于流化状态的炉渣依次经过四个仓室后排出。针对于某个仓室来讲，紧邻定向风帽的区域应处于鼓泡床或流化床状态，气固混合物的流速较低；去掉旋转排渣阀的冷渣器，因为不能建立床压，排渣方式为气力输送，气固混合物的流速远远高于鼓泡床对应速度。从磨损与速度的三次方成正比的关系不难看出，磨损必然加剧。解决磨损的根本问题是建立一定的床压，即保证冷渣器布风板上有一定的炉渣。其优点有三个：一是可以中和进入选择室的热渣，起到控制床温的作用；二是延长炉渣在冷渣器内的停留时间，增加了第一、第二冷却室炉渣与水冷管束的换热；三是炉渣相对于定向风帽的初始速度降低，从根本上解决了磨损问题。关于在不加旋转排渣阀的前提下建立床压，河北热电有限责任公司发电部进行了有益的探索和实践，该问题妥善解决的方法仍处于试验阶段。
3 结论：冷渣器排渣口是否安装旋转排渣阀，对冷渣器的运行调整有很大的影响。本文是建立在没有旋转排渣阀的前提下对冷渣器问题进行的讨论。异常发现及时、原因判断准确、采取措施正确是保证冷渣器安全运行的主要因素。
1） 坚持预防为主，加强监视和调整，投运冷渣器时应密切注意选择室床压等参数的变化。
2） 炉膛床压和冷渣器床压差值不宜过大，否则初始进渣量不易控制。
3） 合理安排给煤机出力是调控冷渣器床温的有效手段。
4） 运行锅炉冷渣器不宜长期停运。停运后应关严进渣管用风，防止自流现象的发生。
5） 冷渣器选择室床压和第一冷却室床压之差是判断选择室渣量的重要参数，差值增大是选择室堵塞的前兆。
6） 减少冷渣器磨损的主要手段是建立床压，降低炉渣颗粒冲刷的初始速度。