锅炉放渣管经常堵塞的分析及处理

锅炉放渣管经常堵塞的分析及处理刘兵【摘要】循环流化床锅炉因其具有对燃料适应性好，燃烧效率高等优点而得到越来越广泛的应用。本文详细分析了循环流化床锅炉放渣管堵塞的原因，提出了解决渣管堵塞的措施，取得了较好的效果和良好的经济效益。【关键词】循环流化床锅炉放渣管开孔率措施0引言重庆能投集团松藻煤电公司发电厂3号锅炉是09年4月8日投产运行的75t/h循环流化床锅炉，额定蒸汽流量75t，额定压力3.82MPa，过热蒸气温度为430℃，采用两台水冷式滚筒冷渣机连续放渣，若冷渣机出现故障或出力不够时，使用安装在炉膛底部中间位置的事故放渣管出渣。但我们在运行中发现，渣管内经常结焦造成渣管堵塞，不但缩短了锅炉运行周期，不利于经济运行，也大大增加了员工的劳动强度，经过仔细分析和思考，我们采取了缩小煤炭粒径、减小炉膛面积、缩小风帽开孔率及加强风煤配比等技术措施来解决这一问题，取得了良好的效果。笔者作为其中一员参与了这一技术改造，现将此分析、经验加以总结，希望能够给业界同行提供以资借鉴的经验。1、锅炉运行现象1.1锅炉使用煤质及运行情况锅炉使用的燃料为低位发热量3000大卡（左右）的劣质煤，煤粒粒径组成6mm以下为60%，6-13mm为25%，13-20mm为12%，20mm以上为3%,颗粒偏粗。机组满负荷运行时，密相区床温在850℃到950℃，一次风量为65000m3/h,二次风量为18000m3/h。1.2该厂3号锅炉放渣管在持续放渣的情况下基本能正常放渣，而一旦出现由于外部原因造成冷渣机停用或者定期使用事故放渣管放渣，在很短的时间内渣管就会出现结渣堵塞的现象，非常难以疏通，大大增加了员工的劳动强度。2、原因分析由于灰渣含碳量高，煤粒在炉膛内燃烧不完全，进入放渣管内继续燃烧造成局部高温结渣从而堵塞渣管。其原因与下列因素有关：2.1煤粒在炉膛内的停留时间和燃尽时间公式1：式中τr——煤粒停留时间Hb——静止床料高度Fd——布风板面积ρb——静止料层的堆积密度δ——粗粒子份额B——燃料消耗量表1不同热值煤种粗颗粒在炉膛内的停留时间（75t/h循环流化床锅炉）煤耗值（kJ/kg）4180836012540167202090025080煤耗（kg/h）660003300022000165001320011000粗粒子份额（δ）0.50.4停留时间（min）6.212.418.619.8424.829.76表2燃尽时间与煤粒粒径和床温的关系1.02.03.04.05.08.010.0950τp1.693.776.038.4310.9218.8024.40900τp3.207.1411.4315.6920.6735.6646.19850τp6.0513.5121.1330.2039.1267.4989.42800τp11.4525.5840.9457.1674.05127.73165.47该厂3号锅炉的燃料为热值低于3千大卡（12540kJ/kg）的劣质煤，从表1可以看出其粗颗粒在密相区停留时间在18分钟左右。而3号锅炉目前密相区的运行床温在900℃以下，从表2可以看出，在此状态下，粒径超过10mm的颗粒燃尽时间在50分钟以上。锅炉密相区粗颗粒的燃尽时间远高于其在炉内的停留时间，造成了该厂3号锅炉灰渣含碳量高，放渣管经常堵塞。因此，如何延长粗颗粒在密相区的停留时间，使之尽可能地在炉膛内消耗更多的可燃物，降低灰渣含碳量，是解决问题的关键。2.2风帽开孔率的影响锅炉风帽开孔率指的是锅炉风帽小孔面积的总和与整个炉膛面积的比值。公式2η=（∑f／Ab）×100%式中η——风帽开孔率∑f——各风帽小孔面积的总和Ab——布风板有效面积目前国内循环流化床锅炉的开孔率在2.2%-3.1%，视所使用燃料的比重和粒径而定。该厂3号锅炉设计炉膛面积为11.7m2，754个风帽，每个风帽上面开8个15×6mm的方型小孔，经计算得出开孔率为4.6%，相对于该厂使用含FeS矿的比重偏高、粒径较粗的掺矸煤来说，开孔率偏高，通风横截面积大，风帽出口风速就低，就会造成如下后果：2.2.1经锅炉空板实验得知，该锅炉在工况运行时布风板阻力为1700Pa，与国内同类型的循环流化床锅炉空板阻力一般要求在2500Pa～3000Pa相比，空板阻力明显偏低，当低负荷运行时料层运行不稳定，粗颗粒的煤炭在炉膛内沸腾不好，积压在炉膛底部。2.2.2为保证炉料能够良好沸腾，不至于出现粗细颗粒分层燃烧的非正常运行状况，3号锅炉在运行中只能加大一次风量，降低运行料层，从上述原因2.1可知，料层越低，煤粒在炉内的停留时间越短，不完全燃烧的情况越明显，炉渣的含碳量就越高。同时也增加了一次风机的电耗。2.3二次风的影响对于循环流化床锅炉来说，一次风主要提供流化风量和部分氧，二次风提供大部分燃烧用氧和增加炉内扰动。受二次风的影响，燃烧室在燃料非加入侧存在富氧区，燃烧室中心区缺氧严重，缺氧区煤粒燃烧不完全，造成灰渣含碳量高。该厂3号锅炉由于布风板空板阻力偏低，在运行中只有加大一次风量来保证炉料流化而降低二次风的利用率，灰渣含碳量高的情况更明显，造成放渣管结渣堵塞。2.4由于大量的一次冷风由炉膛底部进入炉内需要消耗热能，致使炉膛沸下温度低于沸中温度80℃，当运行人员试图以降低一次风量，增加二次风量来缩小温差时，炉料沸腾状况恶化，放渣管频繁堵塞。3采取措施3.109年8月10日，该厂用耐火浇注料在炉膛两边均匀堵塞50只风帽，炉膛面积减小到10.5m2。把原设计的8孔15×6mm孔径的方孔风帽更换为8孔9mm的圆孔风帽，通过计算×100%，得到整改后风帽开孔率为3.4%，出口风速提高，降低了临界流化风量，在运行中根据锅炉尾部烟道内可燃气体含量（如CO国家规定的排放标准为200mg/m3）来合理搭配一二次风的比例，降低化学不完全燃烧热损失，提高锅炉热效率。3.2从公式1中可以知道，煤粒在密相区的停留时间与布风板面积和静止床料高度成正比。风帽更换后，风速提高，炉料沸腾效果好，运行人员适当增大炉膛下部密相区的容积，也就是在不影响锅炉正常运行的情况下把料层厚度控制得高一些，达到延长粗颗粒在密相区停留时间使其燃烧更加充分的目的。3.3在运行中适当增加大动量的二次风，增加其穿透深度，改善燃烧效果。另外在加煤侧多加二次风，非加煤侧少加二次风，适应燃料对氧量的不同要求，达到降低灰渣含碳量的目的。4整改后的效果4.1一次风量由整改前的65000m3/h降低到50000m3/h,风机电流由36A减小到29A，电耗降低19.44%；引风机电流由41A减小到36A，电耗降低12.19%。4.2炉渣含碳量由整改前的3.4%降低到1.4%，减小了不完全燃烧热损失，提高了锅炉热效率。全厂发电标煤耗从690g/kw.h降低到640g/kw.h,按该厂每月发电量1500万kw.h计算，每月节约标煤750吨，节约原煤1300吨/月，创造经济效益150万元/年。4.3该锅炉整改运行了两个月的时间，司炉工极少再去疏通放渣管，堵塞的现象得到明显的改善，劳动强度大大降低。锅炉运行的稳定性增强，运行周期延长，安全性提高。