循环流化床锅炉冷渣器结焦原因分析
大唐保定热电厂#8、#9炉是2台DG450/9.811型循环流化床（CFB）锅炉，采用多仓式流化床风冷选择性排灰冷渣器。每炉配有4台，布置在炉膛两侧。每台冷渣器分为4个小仓，其上设有1个进渣口、1个排渣管和2个出气口。沿渣的走向，冷渣器的4个小仓分别为第一级的选择仓和之后的三级冷却仓。每个仓有自己独立的布风装置，流化风来自一次风的冷热风，进渣管上的进渣风来自J阀风机，另外进渣风还有来自空压机的压缩空气。冷渣器中设有自动喷水系统，每个小仓设有4个喷头。机组移交生产后，锅炉冷渣器多次因结焦造成排渣困难或堵塞。
根据结焦机理，结焦分高温结焦和低温结焦。高温结焦是由于运行中温度过高，床料燃烧异常猛烈，温度急剧上升，当温度超过灰的熔化温度时就会发生高温结焦。低温结焦是因为流化不良使局部达到着火温度，但此时的风量足以使物料迅速燃烧，致使该处物料温度超过灰熔点，如不及时处理就会发生结焦。
1 结焦原因
a.当炉内燃烧不良，会使排渣中的含碳量增加，炉渣在选择室内会继续燃烧，致使选择室内床温急剧升高，当温度超过灰熔点时，就会造成结焦。2002-11-14#8炉甲前冷渣器选择室床温最高达到1 024.28℃，之后第6d#8炉停炉消缺，打开#8炉甲前冷渣器选择室发现室内结满高温焦块。2002-12-09#8炉乙前冷渣器选择室床温最高达到 1 010.22 ℃。随后冷渣器故障退出运行。次曰停炉消缺，乙前冷渣器选择室内结满了高温焦。
b.炉内物料较多，床层压力和床层压差较大，风室风压高，流化风相对较小，会使炉内流化不良，密相区达不到还原性气氛，不能保证密相区一定的燃烧份额，物料在缺氧状态下燃烧，燃烧效率不高，较大的颗粒易沉积，炉渣中含碳量增高，排渣不易控制，大量炉渣堆积在进渣管入口及管内，有时进渣风不能使炉渣进入冷渣器，不得以用压缩空气吹扫进渣，冷渣器一旦进渣，渣量相当大，即使关闭压缩空气，大量的炉渣继续进入冷渣器，造成冷渣器各仓内聚集大量的炉渣，由于炉渣不能被及时排走，炉渣中的碳继续燃烧，造成冷渣器结焦。此外，由于炉膛床层压力较高，一般能达到7.5～10 kPa，而冷渣器选择室的床压一般只有2～6 kPa，两者存在较大的压差，有时即使不用进渣风，炉渣在压差的作用下会自行进入冷渣器。进渣量不能自由控制，各室不能建立起稳定的床压，使各室温度及排渣温度升高，容易造成某一区域的大渣继续燃烧，温度超过灰熔点温度而造成结焦。2003-11-03#9炉燃烧效率低，炉渣含碳量较高。00：07乙后冷渣器排渣温度高，自流严重，00：15左右第三冷却室床温最高达到1 038.68 ℃，停止排渣后逐渐冷却。再次启动发现第三冷却室堵塞，不能排渣。11月8曰停炉消缺，打开乙后冷渣器第三冷却室检查发现，有大量焦块。从11月25曰至 12月7曰冷渣器多次结焦，#8炉在运行中多次掏渣，停炉4次进行掏渣。
c.炉膛内和回料器内浇筑料脱落，燃料中石块较多，碎煤机很难破碎，入炉煤中片状石头较多，容易造成冷渣器堵塞，部分仓室渣量较大且流化不良，冷渣器出风口会从炉膛返回高温烟气及细灰，使局部物料温度达到着火温度，当遇有足够的氧气时，则发生剧烈燃烧。温度超过灰熔点时，就会发生低温结焦。这种情况在#8、#9炉比较常见。多次由于排渣困难停炉，打开冷渣器都会发现有的仓室有盖状焦块。
d.原冷渣器选择室有5排风帽，定向布置。后来由于种种原因，将两侧的2排风帽堵死。这样冷渣器的两侧流化质量差，存在流化死区的可能，炉渣堆积在两侧，由于选择室的温度较高，一般在750 ℃左右，如果炉渣中的含碳量较高，此时又有合适的风量，炉渣会继续燃烧，造成冷渣器的两侧结焦。风帽的减少对流化也有一定影响，是造成冷渣器自流的原因之一。
2 解决措施
2.1保证良好的燃烧
保证良好的燃烧工况是防止冷渣器结焦的前提。经过分析研究，对一次风和二次风进行了合理配比，一次风量满足密相区燃烧的需要，使密相区主要处于还原性气氛，二次风保证燃料的完全燃烧。在燃用劣质煤时，采用较高的一次风率；燃用高挥发分燃料时，采用较低的一次风率。同时尽量保持较高的床温，合理组织燃料在密相区和稀相区的燃烧份额，减少灰渣中的含碳量。
2.2维持合理的床压
床压的大小代表炉膛内物料的多少，CFB锅炉有较大的负荷调节能力。根据CFB锅炉的特点，床压和锅炉负荷是相对应的。经过调节将床压由原来的8～10 kPa降到现在的4～6kPa。炉内的流化良好，床压与冷渣器内的床压之差减小了，消除了冷渣器自流现象。
2.3加强碎煤机的调整
为了保证较合理的燃煤粒径，碎煤机飞锤的调整由原15 d改为5 d调整一次，并可根据实际燃煤的颗粒分布随时调整。较大的煤矸石及石块明显减少，排渣较畅通。
2.4控制冷渣器各仓室的床压及温度
由于消除了自流现象，冷渣器的进渣量也得到很好控制。各仓室床压一般维持在约5 kPa，与炉膛内的床压维持在同一水平，可以用进渣风自由控制进渣量，避免灰渣在仓室大量堆积，防止灰渣再次燃烧，进而控制各仓室温度，避免冷渣器结焦。
2.5完善冷渣器的结构
经过一年多的运行，冷渣器堵塞经常发生在冷渣器的过渣口。经过研究，在冷渣器过渣口外墙做了一个掏渣孔，当冷渣器过渣口有大的石块、浇筑料、焦块等杂物堵塞时，可以打开掏渣孔进行掏渣。自掏渣孔投入运行后，获得了很好的效果。
3 结束语
冷渣器无论是高温结焦还是低温结焦，都是由于燃料燃烧效率低、炉渣中的含碳量高、炉渣中的碳在冷渣器内发生二次燃烧引起的。所以要防止冷渣器结焦，首先要提高燃烧效率，合理配风，尤其是流化风和二次风的使用，降低炉渣中的含碳量；其次是严格控制冷渣器各仓室的床温，使其在设计范围内，必要时可使用事故喷水，控制好排渣量的大小，尽量保持排渣均匀，各仓室维持一定的床压，维持一定流化床层高度，使炉渣得到充分冷却。
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