摘 要：对国内引进技术设计制造的大型循环流化床锅炉配套的冷渣器的运行状况、改进措施以及保证安全稳定运行的经验进行了总结。
关键词：CFB锅炉；冷渣器；运行状况 Abstract： In this paper, the operational status, improving measures and some experiences for safe and stable operation of slag coolers for homemade large CFB boilers using imported technology are summarized.
Keywords： CFB boiler; slag cooler; operational status
1锅炉概况
大唐保定热电厂现装有2台由东方锅炉(集团)股份有限公司引进美国FW公司技术生产的DG450/9.81－1型自然循环CFB锅炉，分别于2002-11-14和2003-04-16移交生产投入运行。
该型锅炉设有6台给煤机（6个给煤口）和4个石灰石给料口，沿前墙水冷壁下部收缩段宽度方向均匀布置。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，通过膨胀节与风道相连，炉膛左右两侧各设置2台多仓式风水冷选择性排灰冷渣器和1个飞灰再循环燃烧接口。
炉膛与尾部竖井之间，布置有2台汽冷式旋风分离器，其下部各布置1台J阀回料器。在尾部竖井中从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器、螺旋肋片管省煤器和空气预热器。过热器系统中设有两级喷水减温器。
锅炉用风主要由2台一次风机、2台二次风机供给。从一次风机出来的风又分成两路，一路由风机直接向冷渣器第二、三冷却室供冷风，作为这两个室内渣料的深度冷却流化用风；另一路经预热器加热后，又将热风分成3部分，分别引入炉膛下部风室作为床料流化用风、冷渣器选择室和第一冷却室内渣料的冷却、流化用风及经增压风机增压（2台）的6个给煤口播煤用风。进入冷渣器的二路出风作为二次风引到炉内。
二次风也分为两路：一路经空气预热器后，直接引入炉膛上二次风箱进入炉膛；一路将二次风机鼓出的冷风直接作为给煤皮带的密封用风。
另外， J阀回料器还设有2台高压头罗茨风机，作为回料器内循环物料的松动、流化用风。每台风机出力为100%，正常运行时，1台运行、1台备用。
锅炉主要性能参数（设计煤种）见表1。 
2冷渣器运行分析
大唐保定热电厂2台CFB锅炉设备整体运行情况基本正常，但作为当时国产最大容量的CFB锅炉，在设计、安装和运行调试等各方面，难免存在诸多欠缺和不足，特别是底渣排放系统运行的可靠稳定性，直接制约了机组的安全稳定运行。
2.1冷渣器简介
该型CFB锅炉共设有4台多仓式流化床风水冷联合选择性冷渣器，每台冷渣器由4个灰渣流化床仓室组成。每台冷渣器上设1个进渣口、1个排渣管和2个与炉膛上部相连的出气口。炉膛排出的高温灰渣首先进入选择室，然后依次流过第1、第2和第3冷却室，第1和第2冷却室床层内布有水冷受热面，冷却水来自给水，最后由第3冷却仓室的排渣管排出。选择室和第1冷却室的流化空气来自一次风空气预热器后的热风。第2、第3冷却室流化空气来自一次风机出口的冷风。送入冷渣器选择室的热风可将未燃尽的碳颗粒继续燃尽，并分选出炉渣中的细颗粒，以及未反应完全的石灰石细颗粒，从水冷壁侧墙送回炉膛上部区域，以提高燃烧效率和石灰石的利用率。
冷渣器的4个仓室之间采用分割墙，高温灰渣在进入下一个仓室之前绕墙流过，以延长停留时间，每个仓室均有其独立的布风装置，由Γ形定向风帽形成的高压流场，推动灰渣依次流过4个仓室进入排渣口。
2.2存在的问题
CFB锅炉燃烧过程中，在维持一定床内物料量的同时，还需排出燃尽的灰渣和杂质，使给煤与排渣处于平衡状态，以保证床料温度和正常的流化。对应于锅炉的不同运行工况，需调整到与燃煤量相适应的平衡点，因此，排渣操作是CFB锅炉最频繁的运行操作之一，也是最易出现故障的设备之一，保证冷渣器可靠、合理、稳定运行，排渣顺畅，是实现锅炉稳定运行的基础。
通过一年多运行情况看，冷渣器存在的突出问题是结焦、堵塞现象较严重，当冷渣器启停、负荷调整、床压过高、流化不良、燃煤杂质多且粒径大时，极易发生冷渣器结焦堵塞故障。冷渣器结焦多发生在选择室，主要是锅炉排渣失控所致。所谓排渣失控包含两层含义，既排渣量多少和所排渣中可燃物含量多少。因为冷渣器是按一定的物料平衡设计的，当锅炉排渣失控时，大量的热渣快速进入冷渣器，未燃烧的煤粒随着渣流涌入选择室，在渣层较厚的情况下局部不能流化，流化风不足以将热渣冷却到设计温度，引起可燃物的再燃结焦，造成选择室堵塞。
2.3主要影响因素
2.3.1燃煤煤质及粒度
燃煤品质对冷渣器稳定运行的影响尤为突出。在燃用接近设计煤种和燃煤粒度的煤时，冷渣器工作正常，基本不发生堵塞现象，运行床压曲线为一直线。但当灰分或燃煤粒度变大，燃煤中石块、杂质较多时，冷渣器的正常运行将受到严重影响。
当燃煤中含石块较多时，粒径较大的石块进入冷渣器不能形成良好的流态化流动，发生堆积堵塞，造成排渣不畅；同时，煤质次时，使燃煤量加大，导致排渣量增加，冷渣器负载加大，形成恶性循环，危及锅炉稳定运行。
2.3.2炉膛床料厚度（料层压力）
运行中床料的高低，不仅影响锅炉燃烧效率，而且危及冷渣器的可靠运行。投运初期，由于缺少运行经验，床层压力维持在8～10 kPa，床温只有780～800 ℃左右，冷渣器频繁发生进渣失控自流、结焦现象，排出的底渣可燃物含量达15％左右。分析认为，当床料过高时，料层阻力加大，受风机出力的制约，床料难以达到较好的流化状态，造成排渣困难。且因为流化风量不足，燃烧不充分，排渣可燃物含量升高，在冷渣器内二次燃烧结焦；另外，床料过高时，与冷渣器选择室压差加大，引起排渣失控形成自流，大量热渣快速进入冷渣器，导致冷渣器堵塞结焦。通过运行调整，将床层压力降至5～6 kPa后，流化风量加大，床温升高至820～850 ℃，排出的底渣可燃物含量降到7％左右，基本不发生进渣失控自流现象，结焦现象明显减少。
运行中可根据布风板阻力、风室静压来估计料层厚度（风室静压=布风板阻力+料层阻力）。
2.3.3炉内浇筑料
在CFB锅炉内，水冷壁、屏式过热器、旋风分离器、回料器等处，设计布置了大量耐磨浇筑料，以防止循环物料的冲刷磨损。因此，耐磨料质量及施工工艺质量的好坏，不仅影响机组正常运行，而且对冷渣器正常运行影响更为突出。
由于浇筑料质量或施工工艺质量不良，造成浇筑料局部磨损脱落，既使是未能直接影响机组运行，但当脱落的浇筑料块较大或数量较多时，由于其重度大，流动性差，将会造成进渣管或冷渣器堵塞，排渣不畅，间接影响机组正常运行。因此，应高度重视耐磨料的质量及施工工艺质量要求。
2.3.4底渣输送系统
锅炉排渣经冷渣器冷却后，排入气力输渣系统，在每台冷渣器下设置英国克莱德公司专为CFB锅炉设计的溪流相D泵。底渣经由旋转给料阀后落入缓冲斗，然后再进入仓泵，同侧的2台泵串联，组成1个双泵组，共用1根耐磨管道送往渣仓。
该套D泵系统运行基本正常，主要问题发生在输渣管道上。表现为耐磨性能差，寿命短，磨损泄漏较严重。当输渣管道泄漏后，由于同侧2台D泵共用1根输渣管道，该侧气力输渣系统将停止运行，只能利用缓冲斗事故排渣管进行排渣。为保持冷渣器内正常的料层厚度，需对冷渣器进渣量进行调整，建立新的进渣与排渣的平衡点，在调整操作过程中，极易引起冷渣器故障。因此，对冷渣器进渣进行调整时，应做到谨慎平稳调整，逐步过渡，防止进渣量失控；同时，应重视输渣管道材料的选用，采用高质量的耐磨材料，延长使用寿命，减少因输渣系统故障引起的对冷渣器的操作调节。
2.3.5炉膛输渣风的调控性能
炉膛向冷渣器的排渣是通过输渣管上的输渣风来控制的，在输渣管通畅且炉膛床压一定的情况下，输渣风压的大小决定排渣量的大小，进渣风门的调控性能，直接影响到对排渣量的控制。当输渣风门不严密或调节失控时，易造成排渣失控。但实际运行中情况较为复杂，受到各种因素的制约，需要运行人员通过摸索进行综合判断。
2.4监视调整
由于CFB锅炉排渣直接排到冷渣器，没有其他旁路，因此，冷渣器工作正常与否将直接影响锅炉的正常稳定运行，在运行操作上必须注意监视冷渣器的工作状况，尤其应密切注意以下几项指标。
2.4.1床压
冷渣器在运行中必须保持一定的初始床压（约2 kPa），以利于保持冷渣器内物料的均匀流化，并能在冷渣器初始进渣时，使热渣得以与一定的冷渣进行混合，从而得到初步冷却，避免冷渣器内结高温渣，减轻冷渣器内的磨损。
冷渣器的床压正常运行时以保持4～5 kPa为宜。当床压过高时，表明冷渣器内料位过高，对流化不利，需加大排渣量，直到冷渣器内的床压恢复正常为止。为使冷渣器排渣能够调控，在冷渣器的排渣口设置安装了旋转给料阀做为排渣控制装置，以保持冷渣器内合理的工作床压。在连续排渣情况下，排渣速度是由给煤量、燃料灰分和底渣灰分确定的，并要与冷渣器的工作条件相适应，旋转给料阀的排渣量应维持该床压值基本不变。
2.4.2进渣风压
在锅炉向冷渣器的排渣过程中，进渣风的开启应平稳缓慢，切忌大起大落而造成冷渣器内积渣过高。通过进渣温度、冷渣器各点床温和床压的变化综合判断进渣量，保持冷渣器内的进渣量与出渣量的平衡。
2.4.3床温
运行中应控制冷渣器的各点床温在各自的控制值附近，从而控制冷渣器排渣温度低于150 ℃。当排渣温度高于250 ℃时，应停用底渣输送系统。在尽快进行调整处理的同时，可通过事故排渣管进行就地排渣，维持运行。
2.4.4运行方式
锅炉正常运行中冷渣器宜采用少量进渣，连续运行方式，并根据锅炉负荷及煤质情况确定冷渣器投入的数量，一般以对称投入为宜。 3改造措施
由前所述，当燃煤接近设计煤种和粒径时，冷渣器运行正常，基本不发生故障。但在当前发电燃煤所处的供求关系状况下，燃煤品质很难得到保障，因为来煤中掺有大量石块及杂物，且变化范围大，故需采取一些改进措施，保障冷渣器的稳定运行。
3.1增加专用流化风机
现冷渣器流化用风和炉膛床料流化用风全部来自一次风机，在运行调整中，存在相互制约、干扰，调节灵活性能差等问题。当冷渣器发生轻微堵塞、结焦，需加大风压及风量进行疏通时，受到风机出力和床料流化用风的制约，难以进行疏通工作。增加冷渣器专用风机后，成为独立的2套系统，运行调节互不干扰，并将风机设计风压提高至30 kPa，当发生轻微堵塞时，可加大流化动力进行疏通；同时，由于流化动力提高，又可防止渣块堆积，流化不良造成的结焦、排渣不畅等故障。
3.2加装隔绝阀
现冷渣器进渣管、选择室及3个冷却室的返风管均与炉膛直接连通，当冷渣器发生故障时，不能与炉膛有效隔绝，对冷渣器进行处理，只能退出运行。因此，根据现场的实际结构、场地位置情况，与生产加工单位合作，设计专用的隔绝阀，以便在冷渣器故障时，能与炉膛有效隔绝进行处理，保障正常运行。
3.3增设掏渣孔
根据冷渣器结构及位置情况，在适当的位置增开掏渣孔。运行中冷渣器发生堵塞时，可关闭输渣风停止排渣，关闭相应的流化风门，在采取有效的安全保护措施的情况下，对冷渣器进行掏渣疏通工作，将渣块或焦块等引起堵塞的杂物清理出冷渣器，从而保障排渣的畅通，维持冷渣器的正常运行。 4结束语
一年多的运行情况表明，冷渣器能否可靠工作，对锅炉的稳定运行有直接影响。如果冷渣器不能正常排渣，锅炉只有降负荷运行或停炉，因此合理控制冷渣器的运行方式，保证连续稳定运行，是实现锅炉稳定运行的前提条件。对大型CFB锅炉来说，实现排渣的可控性是实现床压可控的前提，也是进行连续排渣的基础。只有实现了排渣的连续运行，才能使CFB锅炉的床压得到可靠控制，才能实现长期稳定运行。
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