摘要：冷渣器作为循环流化床锅炉高效运行的重要辅助部件之一，它能否长周期稳定运行，关系到锅炉平稳运行。文章针对中化泉州石化有限公司冷渣器由于排渣困难造成锅炉非计划停车的一系列问题进行了冷渣器改造与生产上的调整，改造后冷渣器实现连续排渣，基本实现改造目的。

关键词：循环流化床锅炉；冷渣器；锅炉运行；非计划性停车；节能环保 文献标识码：A

中图分类号：TK227 文章编号：1009-2374（2017）02-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.020

当前，循环流化床锅炉燃烧技术是已基本实现大型化和商业化的洁净煤燃烧技术，由于具有燃烧效率高、燃烧强度高、脱硫效率高、氮氧化物排放低、燃料适应性好、负荷调节范围大、负荷调节快等优点，在世界各主要工业国家得到大力发展和推广应用，并取得了重大的经济效益、社会效益和环境效益。冷渣器作为循环流化床锅炉高效运行的重要辅助部件。它的不正常运行是导致被迫停炉和减负荷运行的主要原因之一，因此冷渣器的可靠运行关乎循环流化床锅炉能否可靠、长周期经济运行。本文从我司循环流化床锅炉冷渣器投运以来所出现的一些问题以及改造状况做一个介绍，以期对循环流化床锅炉冷渣器的改造与运行有所帮助。

1 设备概况

1.1 装置简介

本装置是泉州石化项目的主要系统配套装置，是全厂蒸汽平衡的重要产汽及调节装置，采用的是美国FW公司生产的2台310t/h的高温高压的CFB锅炉，锅炉燃料为正常可燃用100%的石油焦也可掺烧80%的燃煤。

锅炉系统配套烟气脱硫除尘系统，烟气脱硫除尘系统包括为2台310t/h CFB锅炉排放的2×286000Nm3/h烟气配套的除尘装置（包括布袋除尘器和引风机）、湿式洗涤脱硫脱硝装置（包括洗涤塔系统、臭氧发生系统、污水处理系统、NaOH供应系统）。

每台锅炉排放的含有SO2、NOx和烟尘的热烟气通过烟道输送每台锅炉配套的布袋除尘器，除尘后经引风机送至EDV?系统进行脱硫脱硝。EDV?系统在EDV?洗涤塔的入口冷却部分将烟气冷却至它的饱和温度，在洗涤塔的洗涤部分除去SO2、NOx和烟尘。在通过洗涤单元后，烟气进入位于喷雾塔内包含15个旋风单元的旋风组件。每个旋风单元间离心力分离烟气中的残留水滴。脱除水滴后的烟气排放至位于洗涤塔顶部的烟囱，然后排放大气。

1.2 燃料特性

本锅炉实际掺烧的燃料为90%石油焦与10%燃煤。石油焦与燃煤的特性如下：（1）石油焦水分在0～3.5%（重量）之间，燃煤水分在7%～9%（重量）之间；（2）石油焦灰分在0.2%～2.5%（重量）之间，燃煤灰分在15%～25%（重量）之间；（3）石油焦挥发分在9.5%～11.5%（重量）之间，燃煤挥发分在30%～50%（重量）之间；（4）石油焦低位发热量在31.9～34.2（MJ/kg）之间，燃煤低位发热量在18.5～23（MJ/kg）之间。

1.3 冷渣器作用

从循环流化床锅炉排出的高温灰渣会带走大量的物理热，从而恶化现场运行条件，灰渣中残留的S和O仍可以在炉外释放二氧化硫和氮氧化物，造成环境污染。对灰分高于30%的中低熱值燃料，灰渣不经冷却，灰渣物理损失可达2%以上，这部分可通过风冷冷渣器回收利用。

1.4 冷渣器结构

该锅炉配套的冷渣系统为风冷冷渣器。冷渣器位于炉膛两侧，当炉膛内压力高于允许值时，锅炉排出部分炉底的粗渣。排出的高温炉渣在冷渣器内冷却，冷却后的炉渣温度低于200℃，可以满足出渣设备的要求。每台冷渣器被分隔为4个区域。从炉内出来的固体首先进入选择区，在此完成燃烧，更细的煤及石灰石颗粒被带回到炉内。接着是3个冷却区，底渣的冷却在此完成，热空气回到炉内。冷渣器选择区和冷却区的冷却空气由锅炉的一次风机提供，冷一次风取自管式空气预热器之前，在其经过冷渣器后，返回炉内作为燃烧空气。床灰排出速度受控于每台冷渣器出口侧（冷侧）的流量控制回转阀。冷渣器没有其他机械/运动部件，依靠空气流化来运行，有已被证明的低维修工作量的跟踪记录。冷渣器容量的设计标准为在锅炉最大出力和设计燃料的条件下200%的预计底灰流量。

自我司两台CFB锅炉投运以来，冷渣器主要出现以下问题：（1）炉膛内燃料燃烧不充分使冷渣器分离段的底渣含碳量高因而发生二次燃烧，导致冷渣器分离段高温结焦，造成排渣困难，最后因床压太高得不到控制，从而造成锅炉非计划停炉；（2）炉膛往冷渣器进渣管的高压风流量控制不合理，使进渣管的排渣量得不到控制，不是太高就是太低，从而导致结渣堵塞；（3）开工前期，各个运行班组对冷渣器四个风室的流化风量控制有分歧，流化风量过高造成冷渣器氧含量过剩造成冷渣器二次燃烧，风量过小造成冷渣器各个风室的底渣流化不良或者不能把底渣冷却下来，最后使冷渣器排渣困难；（4）经常利用冷渣器的事故排渣阀人工排红渣，这样不但污染环境，更是危及人身以及设备的安全；（5）冷渣器的旋转排渣阀不能连续排渣，造成锅炉的床压升高，为了保持一定床压，往炉膛添加脱硫用的石灰石粉用量必须减少。我厂CFB锅炉脱硫分为炉内脱硫和尾部脱硫，尾部脱硫系统使用的是湿式洗涤脱硫塔，即往脱硫塔加入NaOH溶液，从而达到脱硫效果。因为要保证锅炉二氧化硫的排放量符合国家规定的200mg/Nm3以下，所以导致炉后脱硫的用碱量大幅增加。

2 改造措施

针对以上CFB锅炉冷渣器运行出现的问题，工艺、设备、运行等人员做了如下改造与调整：（1）增加两台烟气再循环风机，风机的烟气由引风机出口抽取，使原来冷渣器分离段与1段冷却器的流化冷却风由一次冷风调整为引风机出口经过升压的低温烟气。（2）调整进入锅炉的石油焦、煤、石灰石的粒径，减少大颗粒燃料所占的比例，使燃料粒径符合锅炉燃料标定的范围。（3）各个运行班组人员加强沟通，统一操作指令：当冷渣器各仓室温度出现异常时及时调整，使冷渣器各个风室的冷却流化风量保持稳定；当分离段温度超过700℃，应逐步关小或关闭冷渣器旋转出闸阀开度，直至温度下降或不再上升，待稳定后再开大。（4）各个运行班组在操作时做到：炉膛物料流化良好，炉墙四周的二次风穿透力较强；在保证流化的情况下，降低一次风量，保证较大颗粒的焦粒在炉膛内进行多次循环；同时调整一、二次风与煤的配比，保证充足的氧量；加强炉内燃烧，保持锅炉的床温在880℃～920℃之间。（5）加强炉膛往冷渣器的进渣管的风量调整，使高压输渣风风量稳定在4～6Nm3/min范围。（6）增加冷渣器的事故排渣阀，即在3个冷却段风室各增加一个事故排渣阀，以保持冷渣器出现问题时能在线疏通，从而保证冷渣器的平稳长周期运行。

3 改造效果

通过以上对冷渣器的改造及运行优化调整，冷渣器运行的可靠性大大提高，基本消除了锅炉因冷渣器超温结焦而停炉的隐患。实际运行优势如下：

第一，改造后，冷渣器分离段底渣因缺氧没有二次燃烧，使得冷渣器没有发生高温结焦而停炉。

第二，改造后，通过调整燃烧底渣含碳量也明显降低，以下是冷渣器改造前后的底渣含碳量对比：（1）改造前冷渣器底渣含碳量為12%（重量），改造后为2%（重量）；（2）改造前冷渣器底渣氧化钙量为54%（重量），改造后为10%（重量）；（3）改造前冷渣器底渣硫酸钙量为14%（重量），改造后为6%（重量）。

第三，锅炉炉外脱硫所用烧碱量大幅降低。我厂CFB锅炉脱硫分为炉内脱硫和尾部脱硫，炉内脱硫用的是石灰石，尾部脱硫用的是浓度32%NaOH，32%NaoH每吨的成本大约为800元，每月的耗碱量大约为4500t，每个月碱液就要消耗360万元左右，石灰石成本大约200元，每月消耗大概8000t，增加了烟气再循环风机以后，冷渣器可以顺畅排渣，可以有效地控制床压，可以加大石灰石的使用量，使炉内的脱硫效果更加明显，进而减少了尾部氢氧化钠的消耗，现在每月的耗碱量降低到2000t左右，石灰石的耗量增加到12000t，碱液每月少用2500t左右，也相当于每月节省200万元左右，一年则是2400万元左右，为公司节省了大笔运行费用。

第四，改造后，人工捅渣疏通冷渣器再也没发生过，使职工的工作环境得到很大改善。

改造后存在的不足主要有：（1）新增2台烟气再循环风机，致使锅炉本身用电消耗量增大；（2）冷渣器分离段温度因燃料、石灰石粒径的变化，有时还是会超温，但只要及时停止冷渣器旋转出渣阀，待温度下降后再开启，问题就能够解决。

4 结语

冷渣器作为循环流化床锅炉的重要辅助设备，它的不正常运行是导致循环流化床锅炉被迫停炉和减负荷运行的主要原因之一，同时它可以保持炉膛灰平衡和床料的良好流化，细颗粒分选回送，提高燃烧和脱硫效率，加热锅炉用风等条件。它能否长周期稳定运行，关系到锅炉平稳运行。经过这次冷渣器改造及生产上的优化调整，冷渣器再没有出现高温结焦致使锅炉停炉的故障，基本达到改造的目的；冷渣器能够连续排渣，使锅炉床压维持在一个稳定范围，并因此节省了脱硫碱液的用量，为公司创造了很大的经济效益。

参考文献

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作者简介：刘云龙（1987-），男，广东揭阳人，中化泉州石化有限公司助理工程师，研究方向：锅炉运行。

（责任编辑：蒋建华）