撈渣機在線放水技術探討

黃偉珍

（浙江大唐烏沙山發電有限責任公司 浙江象山）

一、概述

哈爾濱鍋爐有限責任公司與三井巴布科克（MB）公司合作設計、制造的超臨界本生（Benson）直流鍋爐，型號為HG-1890/25.4-YM4。其撈渣設備為GBL20D型水浸刮板式撈渣機，該撈渣機由青島四洲電力設備有限公司設計制造。因撈渣機故障，常需破壞水封進行處理，大唐烏沙山電廠采用的撈渣機在線放水技術，很好解決了鍋爐運行中破壞水封維修撈渣機的問題。

二、GBL20D型刮板撈渣機結構特點

GBL20D型刮板撈渣機，由青島四洲電力設備有限公司設計制造，結構為加強加長型，水槽為加大加深型，具有防濺防爆功能，能承受大焦塊和塌渣時的沖擊力。設備由液壓動力站、機體總成、導輪總成、鏈條總成、驅動裝置、刮板、張緊系統、電氣系統等組成。鏈條張緊形式為液壓全自動張緊,撈渣機動力采用液壓馬達系統,刮板與鏈條采用無螺栓鉸鏈式連接，水室內導輪采用可搖開式內導輪。

撈渣機系統設計有液壓關斷門，可滿足在水封破壞時維持鍋爐正常運行，但這有很大的危險性。首先很難保證液壓關斷門關閉嚴密，鍋爐底部漏風將影響鍋爐燃燒，嚴重時造成鍋爐滅火。其次在缺陷處理完成撈渣機注水完畢，重新打開液壓關斷門時危險性極大，因為液壓關斷門處堆積了大量灼熱的灰渣，灰渣下落時容易造成熱水熱氣飛濺傷人。再次灼熱的灰渣遇水產生大量熱氣，很可能造成爐膛正壓和火檢閃爍而導致鍋爐滅火。

三、撈渣機常見故障及原因分析

撈渣機在實際運行中，液壓張緊裝置的兩側存在不同心的現象，張緊滑塊易傾斜從而將滑道刮傷，造成滑道嚴重磨損；當滑塊滑到螺孔處以及磨損嚴重的地方或是張緊油缸損壞時，滑塊傾斜，造成滑塊經常卡住。撈渣機運行中還暴露出油壓波動大問題，極易造成油泵損壞、鏈條脫扣的嚴重后果，給設備安全運行造成了極大安全隱患，嚴重影響機組除渣系統運行安全。

撈渣機在實際運行中還普遍存在內導輪卡澀、外輪磨損嚴重現象，經解體檢查，發現輪內積渣，軸承損壞嚴重，骨架油封磨損嚴重。撈渣機的四個內導輪，是撈渣機最薄弱的環節，在實際使用中普遍存在著導輪可靠性低、壽命低的問題。其原因基本為軸封損壞→軸承腔進水→潤滑脂被乳化→補充加注潤滑脂困難→潤滑失效→軸承損壞→導輪整體損壞。

四、撈渣機在線放水實施的必要性

因撈渣機液壓張緊裝置故障造成鏈條從內導輪處滑落或內導輪損壞造成的撈渣機故障跳閘，都需要破壞鍋爐水封后才能處理。鍋爐正常運行中破壞水封是一件危險性極大的事情，很可能造成主再熱汽溫飛升，管壁嚴重超溫甚至鍋爐滅火等后果。撈渣機系統設計有液壓關斷門，可滿足在水封破壞時維持鍋爐正常運行，但也很危險。使用撈渣機在線放水技術，在鍋爐正常運行及液壓關斷門正常打開的情況下破壞水封，最大限度地減小了危險性，實施是可行和必要的。大唐烏沙山電廠分別在2013年3月及6月采用這種方式處理撈渣機故障，取得很好效果。

五、撈渣機在線放水操作要點

1.撈渣機在線放水的優劣

撈渣機水室內導輪采用可搖開式內導輪，在處理內導輪缺陷時，人不需要進入水槽內，這為撈渣機在線放水提供了可能性。撈渣機在線放水，液壓關斷門不需要操作，所以不存在液壓關斷門操作過程中產生的危險性。撈渣機缺陷處理完畢，往水槽內注水是緩慢進行的，灰渣與水緩慢接觸，不會瞬間產生大量熱汽造成爐膛正壓和火檢閃爍而導致鍋爐滅火。

鍋爐運行中一般采取微負壓燃燒，負壓維持在-100 Pa左右，而撈渣機在線放水整個過程中鍋爐一直是微正壓，容易造成爐膛向外冒灰煙，污染車間環境，嚴重時則燒壞設備并可能燒傷操作人員。采用撈渣機在線放水技術，期間鍋爐負壓一直維持在+500 Pa左右，并未造成爐膛向外冒灰煙，也沒有燒壞設備。所以采用這種技術處理撈渣機缺陷，爐膛負壓是處于可接受的范圍內的，風險是可控的。

2.負荷問題

按照廠家的說明，撈渣機可以在滿負荷的情況下停運4 h，在300 MW的情況下停運8 h，為給撈渣機處理爭取更多的時間，撈渣機在線放水時負荷維持在300 MW。缺陷處理時應提前調換成優質煤種，保持3臺磨煤機運行，投入等離子助燃，盡量穩定燃燒，防止負壓和負荷的大幅波動。

3.爐膛負壓問題

撈渣機在不關閉液壓關斷門的情況下進行放水，關鍵在于維持鍋爐適當的負壓，以盡量減少鍋爐底部的漏風，保證鍋爐的穩定燃燒。要減少鍋爐底部漏風，最理想的情況是使鍋爐冷灰斗處的負壓剛好為零，這樣就不會漏風。要達到這種狀態，需要了解爐膛沿高度方向的負壓分布情況。

所謂爐膛負壓實質上是爐膛內測點處煙氣的絕對壓力比該測點標高處大氣壓力所低的數值，即為相對值。然而，大氣壓力沿大氣層高度不同而不同，海拔高度越高大氣壓力越低。在冷態下，鍋爐內的空氣與爐外大氣層空氣的溫度和密度均相同，且不流動（引風機、送風機均關閉），各標高層爐內爐外壓力相同，即爐內外無壓差。反之，若在熱態運行中，爐內煙氣處于高溫狀態，煙氣密度低于冷空氣密度，且又處于流動狀態，爐內外便出現了壓差。爐膛下部負壓大，上部負壓小，其決定因素是爐外冷空氣柱與爐內高溫煙氣柱之間有密度差，氣柱重量不同所造成的。

根據壓強計算公式p=ρgh，爐膛上下平均煙氣溫度1300℃，平均煙氣密度0.22 kg/m3，冷空氣密度1.2 kg/m3，若爐膛高度50 m。計算得出爐頂為零壓，鍋爐冷灰斗處負壓值高達+480 Pa。

鍋爐的壓力測點位于爐頂，我們為使鍋爐冷灰斗處的負壓剛好為零，需要保持爐頂處為正壓。先將爐膛負壓緩慢提升至+300 Pa，后將引風機調節擋板置手動位；撈渣機開始放水，期間注意負壓變化，引風機調節擋板維持在正常工況下對應負荷的開度，根據需要小量減少送風量；爐膛負壓最終維持在+450～+500 Pa這與之前的理論推導基本吻合。

為保證撈渣機處理期間爐膛負壓的穩定和人身安全，應提前將全爐（包括空預器）吹灰一次，處理期間則停止吹灰。

4.主再熱汽溫的控制

撈渣機在線放水期間，爐底有冷風進入，這樣會使火焰中心上升，引起主再熱汽溫的劇烈變化，需要加強監視，注意及時調整。大唐烏沙山電廠采用這種方式處理過兩次撈渣機缺陷，期間主汽溫約提高10℃，再熱汽溫約提高20℃。所以為防止超溫，提前將主汽溫降低15℃，再熱汽溫降低25℃，同時保持煙氣擋板展開，以免發生煙溫偏差，這樣主再熱汽溫是可控的。

5.臨時排水措施

撈渣機渣船的水排入渣池，渣池裝有四臺排污泵，正常運行時排污泵的水是重新排入渣船的，為將渣船的水排出，需接臨時管。在排污泵出口外接臨時管，將水排入附近的地溝，同時解除排污泵控制邏輯，保持4臺排污泵同時運行，盡快將水排走，為撈渣機檢修爭取更多的時間。放水期間注意控制放水速度，以免渣池溢流。

6.恢復時需注意的問題

撈渣機重新注水時，因隨著注水情況逐步增加送風風量，以免風量過低而影響燃燒。待水封完全恢復，撈渣機工作正常時，緩慢將爐膛負壓恢復至-100 Pa，將主再熱汽溫調整至正常值。

六、撈渣機在線放水的注意事項

撈渣機在線放水時要注意控制放水速度，以免渣池溢水。減少二次風時要注意控制排煙溫度不超過150℃，否則適當增加送風風量。撈渣機處理過程中液壓關斷門是正常打開的，一直有新的灰渣落入渣船，所以嚴禁檢修人員進入撈渣機內部。整個過程引風機調節擋板是置于手動位的，鍋爐一直處于微正壓狀態，所以盡量減少鍋爐附近的工作。

七、結論

撈渣機作為鍋爐的重要輔機，其可靠性直接影響鍋爐的出力。撈渣機內導輪在實際使用中普遍存在著可靠性低、壽命低的問題。采用撈渣機在線放水技術，很好地解決了鍋爐運行中破壞水封維修撈渣機的問題。在線放水技術操作簡單，風險可控，既很好滿足了撈渣機檢修的需要，又最大限度地保證了檢修人員和設備的安全。經實踐證明，在線放水技術是可行的。