２０１２年第８期（总第８３期） ＥＮＥＲＧＹ ＡＮＤ ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＮＳＥＲＶＡＴ【（）Ｎ 潦与 钍 ２０１２年８月 技术研究： 典型循环流化床锅炉冷渣器的比较 赵 耀 明 （中煤平朔第一煤矸石发电有限公司， 山西 朔州摘０３６００６） 要： 介绍了近几年来冷渣器在循环流化床锅炉上的应用，阐述了国内几种典型的冷渣器的性能及在实际运行中存在 的问题，并指出实际＿Ｙ－程应用时应结合冷渣器的特点以及混配燃料的实际粒径进行合理选型。 关键字： 冷渣器：优点；问题；选型 中图分类号：ＴＫ２２９ 文献标识码： Ａ 文章编号： ２０９５—０８０２一（２０１２）０８—００９６—０２ Ｃｏｍｐａｒｅｄ Ｉｎ Ｔｙｐｉｃａｌ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｂｏｉｌｅｒ Ｓｌａｇ ｃｏｏｌｅｒ ＺＨＡＯ Ｙａｏ—ｍｉｎｇ （Ｐｉｎｇｓｈｕｏ Ｆｉｒｓｔ—ｇａｎｇｕｅ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｃｏａｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｓｈｕｏｚｈｏｕ ０３６００６，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＣＦＢ ｂｏｉｌｅｒ ｓｌａｇ ｃｏｏｌｅｒ ｄｕｒｉｎｇ ａ ｆｅｗ ｙｅａｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａ ｆｅｗ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｌａｇ ｃｏｏｌｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ａｔ ｌａｓｔ。ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｌａｇ ｃｏｏｌｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｘｅｄ ｆｕｅｌ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌａｇ ｃｏｏｌｅｒ；ａｄｖａｎｔａｇｅ；ｐｒｏｂｌｅｍ；ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ０ 引言 循环流化床锅炉利用煤矸石作燃料，可以降低煤炭 生产成本，综合利用能源，具有良好的环境效益和社会 效益，符合国家发展“环保节约”“循环利用”的经济政 策。循环流化床锅炉在近几年迅速大型化，６００ ＭＷ级 循环流化床锅炉已经在四川Ｉ白马电厂安装建设。冷渣 器作为保证循环流化床锅炉安全高效、运行的重要辅 机设备，其作用是能够自动调整炉膛存料量，确保炉内 处理系统；风水联合冷渣器可以对未燃尽灰进行选择性 回收；同时冷却室内受热介质（水）的温度从５０ 升至 ９０ 左右，可回收利用能源，提高锅炉效率１．０％～３．５％。 风水联合冷渣器没有任何机械传动部件，有效地 避免了机械传动部件在高温固体Ｔ作环境下容易出现 的磨损和卡涩现象，并且冷却能力也较大，另外可以有 效地将大渣里面所夹带的细的颗粒重新送回炉膛，提 高碳的燃尽度和石灰石的利用率，并还可以将大渣的 物理显热有效回收，提高整个机组的经济性。在正确运 行的条件下，可以确保锅炉连续稳定运行。 ２．２风水冷渣器存在的问题及解决方法 炉膛到冷渣器进渣管堵渣，主要发生在早期设计 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” 良好的流化状态，有效地冷却灰渣使其便于输送；同时 最大限度的回收利用灰渣物理热，并将颗粒分选回送， 提高燃烧和脱硫效率。 １ 国内常用的冷渣器 风水联合冷渣器是流化床锅炉大型化后各厂家主 推的配套辅机；滚筒冷渣器是在国内应用广泛而成熟 的主力产晶；而且还有部分生产厂家从国外引进钢带 风冷式冷渣器、气垫床冷渣机等新型产品。 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。将 这几排流化风风管改从进渣管侧面斜向下插入，同时， ２风水冷渣器 ２．１风水联合冷渣器的优点 风水联合冷渣器可使ＣＦＢ锅炉排放的约９００ ｃ（＝ 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。 选择仓有时出现结焦、塌床现象。这是因为风水联 合冷渣器对燃料人炉粒度的要求比较高，冷渣器塌床 和结焦的主要原因是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 的灰渣冷却到１５０ 以下，适用于大型ＣＦＢ锅炉底渣 收稿日期：２０１２－０７—０９ 于３０ ｍｍ且数量较多时，就容易出现塌床、结焦，因 此，入炉煤的粒度要求控制在１３ ｍｍ以下，但是由于 国内煤质及破碎设备等因素，多数时候不能破碎出完 全符合设计粒度的人炉煤，以致出现很多大的煤颗粒， 作者简介：赵耀明，１９７０年生，男，山西山阴人，１９９３年毕业于太 原工业大学应用电子专业，工程师。 ・９６・ ２０１２年第８期 赵耀明：典型循环流化床锅炉冷渣器的比较 这样就使冷渣器的进渣粒径出现了变化，大渣在选择 室很容易堆积并继续燃烧，从而引起塌床和结焦。 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，排渣量过 大，还会造成冷渣器出口排渣温度偏高，影响输渣机的 正常一 作，严重时会使输渣机掉渣或温度过高造成输 渣机脱轨等事故，造成冷渣器被迫停运。 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 冷却水排出管在简外使滚筒安全、可靠和便于维 修。 以滚筒高度可调应对滚筒支承部件长期磨损而导 致滚筒高度下降。滚筒高度下降超限会导致防漏渣装 置失常。通过滚筒高度调节而保持滚筒的正常高度。 包括支承圈、大齿圈在内的全部传动磨损件可更 换。不太大的部件更换容易，但支承圈，大齿圈都是磨 损大部件，磨损失效后能更换是整机长寿命所必需的。 ３．２滚筒冷渣器的问题及解决方法 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。 冷渣器内风帽易磨损。冷渣器风帽的磨损严重的 区域多分布在渣料流动比较集中的地方，如进渣管出 口附近和各仓室绕流孔附近。在运行过程中，为了防止 冷渣器结渣及便于渣的输送，流化风量往往远大于设 计值，使得渣料的流动速度加快，对风帽的冲击加剧， 磨损也加快。另一方面，冷渣器的运行方式也与风帽的 磨损有很大的关系。如果冷渣器在运行过程中不能维 持一定的料位，即出现空床现象，排渣方式类似于气力 输送，不仅渣得不到有效冷却，还将大大加剧冷渣器内 风帽的磨损。针对这种情况，在系统设计上要求在冷渣 器出口增设调节渣阀，通过调整排渣阀的开度，从而维 持冷渣器床面有一定的料位，减少风帽的磨损。 ３滚筒式冷渣机 高效滚筒冷渣器是比较适合我国国情的用于 ＣＦＢ锅炉和沸腾锅炉的冷渣设备，它将高温炉渣间接 冷却，同时将凝结水加热回收部分热量。 ３．１滚筒冷渣器优点 出力调节性能好，炽热灰渣经通径小于２００ ｍｍ 的进渣管进入滚筒端部，并在进渣管端周围堆积，当堆 积到一定高度时其产生的重力与管内渣流的重力平 衡，管内渣流便被阻滞。当由滚筒旋转而推动灰渣向滚 筒出渣端移动时，进渣管端周围渣堆高度随之下降而 打破了管内外灰渣重力平衡，管内渣流又继续。这样， 滚筒转，热渣流进；滚筒停，进渣停；快转快进，慢转慢 进。出力是滚筒转速的函数，且呈线性。滚筒转速由驱 动滚筒的变频电机的变频器控制。冷渣机出力自动跟 踪锅炉渣量。 进渣管通径大而不堵塞，没有灰渣在冷渣机内结 焦的可能。无论灰渣粒度大小和渣量多少，都不会影响 冷渣机的正常运行。 可靠长效的防漏渣装置。进渣密封完善，且其磨损 件更换方便，防止热渣从旋转的滚筒与静止的进渣装 置连接处外漏，且其构件寿命长，更换方便。同时，滚筒 两端的负压吸尘设置有效的防止了细灰外溢，保证了 环境清洁卫生。 滚筒冷渣器的冷却能力较差，充满系数小，转速低， 传热系数不高，冷却渣量较小，适用于低、中灰分燃料的 小锅炉；滚筒冷渣器体积大而重，不利于现场布置。由于 有转动部件，不免有漏水、漏灰及机械故障发生，运行维 护＿Ｉ＝作量大；滚筒式冷渣器不能对未完全燃烧的床料 进行选择性的回收，会降低锅炉的效率，同时它还容易 出现机械故障，降低其运行的可靠性。 ４钢带风冷式冷渣器 钢带风冷式冷渣器是耐高温的钢片制成的钢带， 冷风与钢带逆向运行，逐步冷却，并在进渣口预冷却热 渣。热风可以回收作为热三次风助燃，并可回收部分细 灰。该设备具有出力大，运行稳定，方便维护等优点。 ４．１钢带风冷式冷渣器的优点 性能价格比较高，可靠性好，各项技术指标能较好 地满足各个机组安全、稳定运行的需要。 采用机械输送、空气冷却方式，能够输送大块渣料， 不会因为较大的渣块而造成排渣系统堵塞或故障停用， 能较好地满足机组各种负荷下运行所需要的排渣量。 运行和维护费用低，设计简单，便于安装、维护，密封 效果好，没有环境污染，负荷调节性好。 操作控制灵活，可进行程控、分步控制及就地操作。 高温排渣系统纳入ＤＣＳ的控制系统中，用平均床压信 号控制排渣量，实现床压的自动控制。 钢带冷渣器排渣顺利，工作可靠性高，因无气力输 渣管道，解决了输渣管经常磨穿的问题，确保锅炉在较 高负荷下连续运行。 ４．２钢带风冷式冷渣器的问题以及解决方法 初次设备投资较大，锅炉钢结构要针对钢带风冷 式冷渣器的布置方式进行设计。 冷却风量较大，增加电厂的厂用电。 热风进风管与锅炉衔接处的连接需较高的施工工 艺，以防形成涡流，磨穿水冷壁。 ５气垫床冷渣机 气垫床冷渣机是应用喷泉床和空气斜槽原理对灰 渣进行冷却。特殊设计了气垫槽配送冷却风装置，在床 （下转１１６页） ・９７・ ２０１２年第８期 直径，扬程和机井的出水量等选择合适的水泵。 ２．１流量选择原则 一红潦与芋键 ２０１２年８月 要注意的是，设计扬程与设计流量要求号性能表列出 中间一行的扬程与流量值相一致，或是虽不完全一致， 眼机井，其出水量有无数个，但最佳出水量只有 个。这Ｑ佳（最佳出水量）的确定是通过抽水试验所绘 一但在上下两行工作范围内，仍可认为是合适的。如不能 做到这一点，应另选择泵型。如果再选不到适宜的，可 选用较为接近设计值的水泵。通过改变转速和改变叶 轮外径等以改变水泵性能，使其达到符合要求。另一种 情况，当几种规格型号的水泵能满足需要条件时，应选 用其中效率高，且上下行相差范围大的水泵。 ２．３深井泵的选择 ２．３．１ 选泵需要掌握的资料 制的ｐ—Ｓ曲线找到的，对于无抽水试验的井可用经验 公式计算。 非承压井的计算公式： 一 Ｑ， 式中：Ｑ佳为井的最大涌水量；Ｈ为井中的水深；ｑ、Ｓ分 别表示洗井时，某一稳定水位对应的洗水量和降深；５佳 为井中水位最大降落值。 对承压完整： Ｑ佳＝ Ｑ。 （２） ａ）测量出静水位，机井深度和井孔直径； ｂ）用抽水试验的方法，测出静水位至动水位的降 深和水泵的流量，按下式求出单位流量的水位降深。 单位流量的水位降深＝ 试抽时静水位至动水位的降深 试抽时水泵的流量 ２．３．２选泵的方法和步骤 ａ）根据井管内径的大小，初选深井泵型号； １眼井的最佳出水量，就是保证机井合理使用寿 命，合理利用地层能量的极限条件，也是选择水泵流量 参数的依据。据此所选用水泵的额定流量应与井的最 佳出水量相等。但这种理想情况少，一般非大即小，最 好选小些。 ｂ）根据初选泵的流量和抽水试验时单位流量的水 位降深，求出初选泵用于该井的最大水位降深值。计算 方法如下： 机井的最佳出水量和扬程都应是选用同１台水泵 铭牌标注的流量和扬程，也是水泵的最佳工况点。在满 最大水位降深＝单位流量的水位降深 初选泵的 流量 足这样的条件下，从现有水泵中尽量选用效率高且高效 区宽的水泵，即可称为井与泵配套的最佳方案。但实际 上，要完全做到这一点是很困难的，但尽量接近为好。 ２．２利用“水泵性能表”选择水泵 确定了水泵的流量和扬程，就可利用附录中“水泵 性能表”选择适合需要的水泵。 一所求出的最大水位降深，应小于或等于井中水深的 半，以防止井中水位降落过多造成井的坍塌或淤积。 根据井的最大水位降深，求出实际扬程。 实际扬程：最大水位降深＋静水位至水池水面的 利用“水泵性能表”选择水泵时，首先应该从“性能 表”中查出所列扬程与计算出来的扬程相符合的水泵， 再查看其流量与设计流量是否相符，如果两者都能符 合一致，就可以选择这种型号规格的水泵。在查找时需 ＜＞●◇●０●ｏ●Ｃ＞●０●０‘０●◇●０●◇●０●０●◇●ｔ。：＞●◇●◇●０●＜＞●０●＜＞●－０●＜＞●ｏ垂直高度。 应该指出，实际扬程，如果是将水一次抽到地面以 上的高地或水塔时，其实际扬程还得加上地面到高地 或水塔的垂直高度。 （责任编辑：张●０●◇●ｏ●＜＞●０●０●０●◇●０●０●０●◇●◇●０●◇●（＞●＜＞●◇楠） ‘０●◇● ●＜＞●＜＞●＜＞●０（上接９７页） 内有效地建立温度梯度场，能迅速将进入冷渣机的高 温炉渣吹散并冷却；它没有风帽，不会发生堵渣、结焦 现象。与螺旋冷渣机、滚筒式冷渣机相比，没有机械转 动部件，没有机械故障与安全隐患；与风水联合冷渣机 相比，冷却效果好，又没有风帽，不存在堵渣、结焦和风 帽磨损问题，灰渣流动更通畅，因此运行可靠性更高。 的几种冷渣器的优缺点以及运行调整方式。ＣＦＢ锅炉 冷渣器对机组的正常运行至关重要，在这里我们根据 工程实际给出冷渣器的一般选型原则：当燃用高灰分 或者破碎后粒度较大的煤种时，通常选择对粒度不敏 感的冷渣器。当所有冷渣器同时投运时的用风量不超 过总风量的８％时，采用风冷冷渣器或风水联合冷渣 ６气垫床冷渣机的问题 气垫床冷渣机目前发现的主要问题是冷却风用量 太大，初次设备投资较高。 器；当所有冷渣器的用风量超过总风量的８％时，采用 滚筒式冷渣器。这时主要考虑的是提供流化风所增加 的能耗。可考虑用一次风或二次风来做冷渣器流化风， 不另增加风机，减少初次投资增加锅炉零米的可利用 空间。同时此流化风可以作为热三次风助燃，只要对称 投用就不会对炉内空气动力场造成不利影响。 （责任编辑：高志凤） ７ 结语 通过以上的比较，可以了解现在工程上普遍应用 ・ｌ１ ６・