摘 要：我国是能源消耗大国，尤其是火力发电产业与环境恶化的矛盾日益凸显，顺应国内形势需要，“清洁燃烧”得到了快速发展，而循环流化床锅炉作为一种高效、低污染、燃料适应广、能实现清洁排放，在我国得到非常广泛应用。其中，滚筒冷渣机是循环流化床锅炉必备的排渣设备，它在实现排渣功能的同时，能有效的维持锅炉内物料的正常流化，并能回收高温灰渣的热量，实现热量的有效利用。滚筒冷渣机的稳定运行受到越来越多的关注。针对准能矸电公司二期2×1177t/h循环流化床锅炉滚筒冷渣机系统存在的问题，对滚筒冷渣机及其系统存在的流渣、排渣温度高、除尘器入口烟温高、进渣管堵塞、进渣管膨胀节漏渣和进回水金属软管崩裂漏水等问题进行了原因分析，并结合实际进行了改造，提出了滚筒冷渣机系统的改进方案。通过改造，滚筒冷渣机的故障明显降低，提高了机组运行的稳定性、安全性和经济性。

关键词：1177t/h循环流化床锅炉 滚筒冷渣机 改造 研究

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）12-0-02

一、滚筒式冷渣机系统及工作原理

准能矸电公司二期两台东方锅炉（集团）股份有限公司生产的DG1177/17.4-Ⅱ2亚临界参数循环流化床锅炉。其型式：单汽包自然循环、CFB锅炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、汽冷式旋风分离器、紧身封闭布置、全钢炉架悬吊方式、固态排渣。锅炉为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式。锅炉的底渣采用干式机除渣输送，6个排渣口布置在炉膛后水冷壁下部，相对应6台的变频滚筒冷渣机、两台链斗输送机及两台斗式提升机。链斗输送机本体和传动部分均采用全封闭结构。每台冷渣机出口设有三通分两路，经手动切换可进入任意一台链斗输送机，链斗机将经过冷渣机冷却后的锅炉底渣送入斗提机，斗提机将来自链斗机的锅炉底渣直接输送到渣倉内。设置启动顺序依次是：斗提机、链斗机、冷渣机，停运则相反。斗提机跳闸则触发对应链斗机、冷渣机跳闸。

滚筒式冷渣机的结构由内外两个滚筒组成，两个滚筒形成双层密封套筒，冷却水从密封套筒中间间隙通过实现冷却的目的。滚筒式冷渣机器主要分为百叶滚筒式和多管滚筒式两种。百叶滚筒式冷渣机是在滚筒的内壁上固定规则的螺旋叶片，并且螺旋叶片之间安装着许多纵向叶片，当高温灰渣进入内筒后，随着滚筒的转动，灰渣在螺旋叶片的推动下旋转移动到出渣口，同时由纵向叶片推动灰渣到滚筒顶部，在重力的作用下自然下落，灰渣在运动过程中与密封套中的冷却水换热降温。冷却水流经旋转水接头、水冷筒体、回水管，与灰渣充分换热后将灰渣的热量带走。多管滚筒式冷渣机是在筒内按照一定倾斜度布置多根相互平行的六棱管，高温灰渣进入滚筒后，灰渣在相互平行的管内依靠筒体推动和自身重力旋转着向出渣口缓慢流动，流动的过程中与冷却水进行换热。冷却水在流经旋转水接头、各管间隙中、回水管后将热量带走。矸电公司二期1177t/h循环流化床锅炉选用的是阿尔斯通四洲电力设备（青岛）有限公司生产的GTL-CX系列滚筒冷渣机，滚筒冷渣机由筒体组件、进渣装置、出渣装置、驱动机构、冷却水系统和电控装置组成。用于流化床锅炉的热渣（≤950℃）冷却，冷却后的渣温一般不大于150℃。冷却介质采用凝结水（除盐水），进水温度一般<40℃，出水温度应<75℃。

二、滚筒冷渣机运行中存在的问题和分析

1.滚筒冷渣机出渣温度高

目前冷渣机的结构和冷却系统，仍然存在一些问题。水冷式滚筒冷渣机高达950℃左右的高温炉渣，源源不断的进入换热筒体内部，经过与筒壁及内部翼片的复杂放热，将炉渣从950℃左右冷却到150℃以下。实际情况是2011年9月和11月两台机组相继投产后，锅炉的滚筒冷渣机排渣温度一直不能降至150℃以下。在高负荷下，锅炉燃用劣质煤时，锅炉的排渣量会大幅度增加，炉渣得不到有效冷却就被排出，最高时排渣温度高达260℃，造成了大量的锅炉底渣热量未能有效回收和流失。同时高温灰渣在进入下游输渣设备中，导致这些设备故障率频发，设备维护成本增加，在一定程度上影响了锅炉的安全经济稳定运行。另外高温灰渣从渣仓倒运过程中产生大量扬尘，对环境造成一定的污染。

2.除尘器入口烟温高

为了便于滚筒冷渣机进渣和控制滚筒冷渣机内的灰渣外排，降低现场的环境污染，在进出渣处加装负压吸尘管，吸尘管的一段接到锅炉尾部烟道，靠引风机动力维持滚筒的负压。运行中，排入滚筒冷渣机的热渣，经负压吸尘管吸入尾部烟道，导致尾部烟道烟温升高，布袋除尘器入口烟温升高，大颗粒灰渣未完全燃烧被吸到布袋上，这样引起布袋高温损坏，布袋破损引起除尘器效率降低，造成烟囱烟尘浓度升高，环保指标不达标。锅炉被迫降出力运行。

3.进渣管堵塞和膨胀节漏灰

运行中锅炉的燃用劣质矸石煤，经碎煤机破碎，很难达到规定的粒度，大颗粒煤进入炉膛内燃烧；另外锅炉存在高温结焦现象，导致炉内流化不良，大颗粒矸石和焦块进入滚筒冷渣机进渣管，造成进渣管堵塞；滚筒冷渣机进渣管为水冷式进渣管，疏通起来不方便，而且很难疏通，影响锅炉的安全运行，存在安全隐患。进渣管膨胀节是插入式金属膨胀节，滚筒冷渣机运行过程中由于设计不合理和进渣管膨胀的不均匀，导致膨胀节产生间隙大冒红渣，存在安全隐患，还造成现场环境污染。曾经发生几次因膨胀节漏红渣，导致锅炉被迫压火停炉。

4.进回水软管崩裂

滚筒冷渣机是旋转运行的设备，而进回水母管是静止不动的。所以为了消除动静设备之间的应力，在进回水旋转接头与进回水母管之间加装金属软管。金属软管运行时间长老化和运行中会产生的扭曲应力，容易导致金属软管崩裂，漏水。准能矸电自投产以来发生3次进回水金属软管崩裂现象，造成机组缺水非停和降负荷运行。

三、滚筒冷渣机系统的改造

1.排渣温度高的改造

矸电公司锅炉滚筒冷渣机的实际使用情况统计结果表明，夹套式滚筒冷渣机在满负荷运行时，排渣温度远远超过设计值（保证排渣温度≦150℃）。其主要原因是冷渣机的冷却水采用凝结水，设计压力较高，为了保证冷渣机运行的安全性，设计钢板厚度为20mm，增加了传热热阻，影响了传热效率，同时因设计结构的限制，受热面不足，无法达到设计及使用要求。因此，在夹套式滚筒冷渣机内增加受热面，是解决排渣温度高最有效、最直接的办法。

1.1将滚筒冷渣机内部分螺旋叶片拆除，延圆周方向均匀的布置8组材质为20G、规格为￠89×8mm和￠48×6mm组成的模式水冷管排。在防止堵塞的同时，可以减轻重量，有助于延长滚筒冷渣机驱动机构及支撑部件的使用寿命。

1.2管排一端与冷渣机冷却水进水环型管焊接，另一端与冷渣机端板处的回水管焊接，形成闭式循环冷却水回路。

1.3管排竖立的固定于滚筒冷渣机内部，与螺旋叶片的方向一致，粗管与细管之间焊接有10mm厚的鳍片，避免管排处积渣，保证灰渣能顺利排出。

改造后的滚筒冷渣机排渣温度明显下降，实测平均排渣温度下降到80℃左右，即使锅炉燃用劣质煤且满负荷运行时，冷渣机的的排渣温度也能达到设计温度以下。另外还设置了滚筒冷渣机回水温度高于90℃时，跳闸滚筒冷渣机。锅炉灰渣的热量被凝结水回收后，进入到电厂的热力循环系统之中，减少锅炉物理灰渣热损失，提高了电厂循环热效率；输渣设备的运行过程中维护工作量减少，检修成本降低；湿式双轴搅拌机可以投入使用，减少了灰渣在运输过程中对环境的污染。

2.负压系统改造和调整

针对负压吸尘系统在运行中影响除尘器入口烟温和布袋的安全，进行改造和调整。对锅炉空预器出口水平烟道加装气力输灰系统，不仅可以把尾部烟道的部分细灰输走，还可以把滚筒冷渣机吸尘管的热灰进入尾部灰斗里，高温灰就不会吸到除尘器。另外运行关小吸尘阀门，控制吸灰量。通过改造和调整，布袋除尘器入口烟温降低，灰量减少，除尘器压差降低，布袋也不会烧损，除尘器运行正常，布袋使用寿命延长，锅炉不再限负荷运行。

3.滚筒进渣管的改造

原设计滚筒冷渣机进渣管是水冷式，现改造为耐磨耐火耐热式，膨胀节外部并加装了封闭的金属膨胀节，现改造后进渣管进渣顺畅，热灰渣也不会外漏。原进渣管冷却水回水管道由原来滚筒头部改到尾部，这样优化了系统节省材料，又减少回水阻力。

4.滚筒进回水软管的改造

为了避免滚筒冷渣机进回水金属软管的崩裂漏水，导致大量凝结水外漏，机组缺水停运。采取防断水措施，1、定期检查检查进回水金属软管，定期更换新的金属软管。2、对滚筒冷渣机设置断水保护。滚筒冷渣机进回水门都安装电动门，当冷却水进水流量大于100t/h，延时3秒，跳滚筒冷渣机。当冷却水进水压力低于0.6MPa，跳滚筒冷渣机。

四、结论与展望

1.结论

针对1177t/h循環流化床锅炉滚筒冷渣机系统问题的分析和改造，滚筒冷渣机的故障率明显降低，运行周期也延长，节约了人力、物力和财力，为循环流化床锅炉机组的长周期运行提供了可靠保障，使机组安全性、环保性、经济性运行有了显著提高。也为同类型机组滚筒冷渣机改造提供了科学依据。

2.展望

随着全国节能节能减排工作的持续深入，循环流化床锅炉作为洁净煤燃烧技术必将得到更加广泛的推广，滚筒冷渣机作为循环流化床锅炉必备的排渣设备也将越来越受到重视。滚筒冷渣机在大型循环流化床锅炉排渣工艺中日渐成熟，对减少锅炉非停和降低厂用电有着很大的提升空间。不可否认，滚筒冷渣机在实际运行当中有着一些问题，但这些问题会随着研究的不断深入，不断优化完善，才能使滚筒冷渣机将随着设备机组容量的增加而发挥更大的价值。

参考文献

[1]甘政，陈建斌，代泽华，刘昌旭，陈志远.大型循环流化床锅炉冷渣机优化创新[J].电力设备管理，2018（03）：63-65+81.

[2]温欣颖.煤矿用循环流化床锅炉上煤除渣系统设计[J].煤矿机械，2016，37（05）：28-29.

作者简介：郝志强，男，（1975-），内蒙古呼和浩特，本科，助理工程师，主要从事电厂运行管理。