300 MW CFB機組近年來在我國快速發展。由于該類型機組的運行經驗較少，在處理大型CFB鍋爐給煤與排渣不暢等常見多發的故障方面，運行人員需要不斷地摸索和積累經驗。本文結合安徽某電廠300 MW CFB項目2號機組鍋爐冷渣器運行中結焦問題的分析，探討防范和處理大型CFB鍋爐運行中冷渣器回路故障的措施。
1、設備概述
1.1 鍋爐概況
安徽某電廠一期CFB機組項目，共建設有2臺300 MW機組，2009年3月投入商業運行。機組鍋爐型號為HG1025/17.4-L.MN36型，汽水系統采用亞臨界參數、自然循環設計、一次中間再熱。
1.2冷渣器型號及參數
每臺300 MW CFB鍋爐配備4臺風水聯合冷卻式冷渣器，布置在爐膛下部，采用旋轉閥控制排渣量，另外還配置了2套埋刮板輸送機和斗式提升機為底渣輸送設備。冷渣器型號為FAC-3-30/150，參數見表2c2，單臺冷渣器結構示意見圖1。
2、冷渣器結焦原因分析
2.1 故障現象
2號機組投產初期，機組出力達不到額定值，通常為額定負荷的50%~ 60%，排渣熱損失超過1%，鍋爐熱效率低于85%，機組供電煤耗最高時達到了380 g/(kW．h)。鍋爐排渣系統經常出現故障。其中，冷渣器的故障有進排渣不暢、內部結焦、運行不穩定等。主要表現為：①冷渣器主排渣門處經常有焦塊卡澀，排渣門動作不靈活；②冷渣器進渣控制閥上段有大量焦塊堵塞，進渣不正常；③機組運行中冷渣器內焦塊無法完全清理干凈，排渣口處時常有焦塊堵塞，不能正常排渣；④冷渣器進渣門集散控制系統(DCS)計算機上輸入指令與反饋值偏差較大；⑤有從爐膛向冷渣器內漏渣現象。問題嚴重時2號鍋爐1個月內連續10余次被迫處于低負荷運行狀態，甚至停爐停機，因非計劃停運后鍋爐重新點火啟動，每月多耗燃油200 t，還發生了2次因疏通堵塞的冷渣器而導致人員燙傷的事故，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
2.2原因分析
2009年7月，在設備制造廠家人員的指導下，建設單位和保障運行方共同對2號鍋爐冷渣器運行情況進行分析。重點進行了以下幾方面的工作：
(1)在冷渣器排渣控制閥上加裝捅渣口門，及時清理結焦，減少控制閥的卡澀。
(2)加強對冷渣器內部情況的巡回檢查，運行中及時清理冷渣器內部焦塊。
(3)熱工儀表人員及時校核冷渣器進、排渣閥的控制執行機構的參數，使反饋值與DCS控制指令接近一致，在無卡澀的情況下滿足DCS操作要求。
(4)調整冷渣器運行風量、料層差壓，檢查不同參數下的冷渣器內部結焦情況。
(5)找到了爐膛向冷渣器漏渣的原因，是冷渣器進渣手動桿未完全處于“關閉”狀態所致。
經過為期1個月的調查、分析認為導致2號鍋爐冷渣器內部結焦嚴重的原因：①冷渣器內進渣量過大，料層厚度較高，經常超過報警值，穿過布風板的風量減小；渣在冷渣器內沒有及時排出，高、低溫室局部不流化，導致冷渣器內結焦嚴重。②4臺冷渣器都存在進渣口澆注料脫落現象，D冷渣器最為嚴重，且脫落的澆注料塊較大，使冷渣器內局部不流化現象進一步惡化，加重了D冷渣器內的結焦故障。
3、運行調整和設施改進措施
3.1 運行上采取的措施
(1)冷渣器在運行狀態時，應適當調整進／排渣門以控制進出渣量，保持進、出渣連續，控制冷渣器風量在18 000~ 20 000 m3/h，當冷渣器內進渣量較大時(料層差壓大于7 kPa)，應適當提高冷渣器風量，加速流化。
(2)一般情況下，可以保持1~2根進渣閥手動插桿全開，當冷渣器不進渣時，方可將另外2根手動插桿開啟，進渣正常后，應立即恢復原狀態。氣動進渣閥的開度應根據高、低溫床溫度和出口水溫等進行調整，高溫床溫度應控制在750 0C以下，出水溫度不得超過90 0C，否則，應立即關閉進渣閥。
(3)冷渣器內料層的差壓在正常運行時應控制在(4±0.5) kPa，料層差壓不得大于7 kPa，當冷渣器內料層差壓大于6 kPa時應加大冷渣器排渣量，冷渣器排渣門至最大位置，料層差壓還無明顯下降時，應先關閉冷渣器進渣門（控制閥），待冷渣器內料層差壓低于4 kPa時，方可開啟冷渣器進渣門。
(4)冷渣器排渣控制閥正常開度應控制在20%~35%，如果此時冷渣器內焦塊未完全清理干凈，根據巡回檢查情況應不定期開大排渣控制閥開度，但最大開度應小于50%，冷渣器內焦塊清理干凈后應盡快使冷渣器排渣控制閥的開度恢復到調整前的狀態。
(5)將冷渣器風室就地手動小風門開度從高溫段到低溫段重新調整，由原100%、75%、50%、75%、75%依次對應調整為100%、100%、100%、90%、85%，并修改運行規程；當冷渣器相鄰倉室間的床壓偏差大于5.0 kPa時，采用迅速關閉或開啟的方式，調整相應位置的手動小風門3～5次，待床壓正常后，將風門開度恢復至調整前狀態。應特別注意：現場無特殊情況，不得調整手動小風門，更不允許將其關閉。
(6)冷渣器進渣控制閥和排渣控制閥輸入指令和反饋值偏差大時應及時通知熱工儀表人員進行調整校對。
(7)及時修訂運行管理制度，增加對排渣系統的巡回檢查次數，發現結焦或排渣異常，應及時就地查明原因，防止故障擴大。針對清渣工作中的安全管理需要，制定和發布了《鍋爐運行中冷渣器清堵工作的安全技術方案》。
3.2對冷渣器設施進行改進的措施
(1)重新校對安裝進渣控制閥與氣動執行機構，添加密封棉，檢查控制執行機構并校正DCS就地反饋信號。
(2)對4臺冷渣器內部進行全面徹底清理，包括水冷管束上方的焦塊，對水冷套體進行解體檢查和技術處理。
(3)修補冷渣器內澆注料脫落部位，在施工工藝上采取防止澆注料再次脫落的措施。
(4)在鍋爐排渣口處（即進渣控制閥前端）加裝自上而下的運行過程中的捅渣裝置。
3.3改進效果
3.3.1 運行效果
采取了上述運行和設施改進措施，自2009年9月，2號機組沒有再次發生因鍋爐冷渣器結焦故障而使機組被迫停運的問題。機組負荷率和利用小時數有所增加，負荷率可達到額定負荷的90%左右，并且正常、連續運行超過100夭。
3.3.2經濟效益
鍋爐排渣熱損失由1%下降至0.4%左右，加上其他方面改善因素的共同作用，鍋爐熱效率由85%提高至90%，接近設計值。機組供電煤耗降為約330g/(kW．h)，較投產初期下降了50 g/(kW．h)，相當于月節約標煤約10 000 t。另外，因減少了非計劃停運次數，平均月減少燃油消耗約160 t。
3.3.3遺留問題
①鍋爐負荷在額定值的90%以上時，冷渣器出口渣溫很難達到“< 150℃”的設計值，導致物理熱損失增大。②排渣量較大時，為促進流化，冷渣器運行風量須超過設備廠設計值，是否會引發設備磨損加重的問題有待論證。
4、結語
大型CFB機組鍋爐排渣系統運行不穩定是其運行中常見的多發故障之一。可通過采取相應的運行調整和設施改進并及時的檢修維護措施，使冷渣器系統故障率降低，機組非計劃停運次數大幅減少，機組運行可靠性和經濟性得到提高。針對遺留問題，現正在籌劃對2號鍋爐冷渣器進行全面的技術改造。
相關生物質鍋爐顆粒機產品：
1、生物質壁爐
2、秸稈顆粒機
3、木屑顆粒機
