鍋爐冷灰斗堵焦原因分析及防范措施

吳忠良

摘 要：燃煤鍋爐是火力發電廠的主要設備之一，燃煤經磨煤機磨制成合格的煤粉，在一次風的攜帶下，噴入爐膛與二次風混合燃燒，煤粉完全燃燒后產生的煤灰、焦渣，下落至爐膛底部的冷灰斗，集中分配到各渣井內遇水冷卻后排除爐膛。在排渣過程中，冷灰斗的內部要經得起爐膛高溫烘烤、積灰磨損、焦渣創擊的考驗。冷灰斗的運行狀況直接關系到鍋爐的經濟性和安全性。

關鍵詞：冷灰斗 鈍體 爐膛

中圖分類號：TK228 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（b）-0051-02

宏偉熱電廠二期工程的#4、5號鍋爐，機組型號為：HG-410/9.8-HM16型，設計6套風扇磨煤機制粉系統。鍋爐運行中經常出現冷灰斗堵渣，引起水冷壁前、后斜墻積渣。隨著時間的增加，積渣也隨之增多而且距離火焰高溫區越來越近，表面逐漸變形、軟化、熔融，使松散的積渣融為一體，形成較大的焦塊，嚴重影響爐膛水冷壁的吸熱和鍋爐正常運行。鍋爐負荷越高堵渣現象越嚴重，必須組織人力排渣，排渣無效被迫停爐，直接影響全廠的發電供熱任務。

1 冷灰斗堵焦原因分析

1.1 冷灰斗結構及運行狀況

HG-410/9.8-HM16型鍋爐配置三門峽金信機械有限公司出品的DQHD型冷灰斗，呈倒梯形，上部長9 980 mm、寬2 200 mm、高2 140 mm的Q235-A鋼板焊接形成一體，由兩個焊接件長2 200 mm、寬500 mm形成間隔，將9 980 mm的冷灰斗均勻分割成3個渣井。焊接件上部設有半徑250 mm、長度1 300 mm的澆注料，形成分流鈍體，分配爐膛焦渣。

在實際運行中，半圓形分流鈍體在溫度800 ℃～900 ℃狀態下工作，受爐膛的高溫輻射及熱膨脹的作用下，它與焊接件膨脹不一，產生離核、龜裂現象，同時爐膛焦塊高空墜落猛烈撞擊，使它被損壞；高空落焦墜入撈渣機水封槽內，槽內的水飛濺而出噴至分流鈍體表面上，其遇水急冷后，又吸收爐膛火焰的輻射熱而熱脹，分流鈍體反復熱脹冷縮，發生碎裂，導致半圓型分流鈍在短時間內被損壞或隨焦塊而消失，遇水冷壁前后斜墻下落大焦塊，發生堵塞，排渣困難（如圖1所示）。

1.2 鍋爐燃燒調整

鍋爐燃用內蒙古東部大雁煤礦、扎賚諾爾煤礦褐煤，燃煤發熱量為11 290 kJ/kg、含灰量為17.1%、灰的變形溫度t1為1 100 ℃、灰的軟化溫度t2為1 196 ℃、灰的熔融溫度t3為1 260 ℃，屬于易結焦煤質。

鍋爐正常運行中，經常采用4套或5套風扇磨煤機同時運行，來滿足燃燒所需的燃煤量；配置合理的送風量滿足煤粉完全燃燒所需的空氣量。在燃燒過程中，鍋爐的配風方式、風扇磨煤機制粉細度、風扇磨煤機制粉量分配等方面，如果調整不當就會引起爐膛火焰中心位置偏斜，導致爐膛結焦。

2 防止冷灰斗堵焦的措施

2.1 冷灰斗分流鈍體改造

在不改變冷灰斗正常使用的狀況下，對冷灰斗半圓形澆筑導流鈍體實施改造，冷灰斗實現有序排渣，鍋爐可以在高負荷工況下穩定運行。

（1）將原設計的DQHD型冷灰斗半圓型分流鈍體拆除。

（2）改造冷灰斗分流鈍體，便于分流排渣。

①采用3塊厚度為10 mm、長1 300 mm、寬500 mm耐火鋼，焊接制作等角60°的三角體。

②三角體的底板中部制作Φ60圓孔，用于安裝冷卻水管道。

③三角體的內腔安裝兩塊厚度10 mm、邊長470 mm的三角形支撐板。

④三角體兩側用厚度10 mm、邊長為500 mm并設有100 mm×50 mm的溢流口的三角形耐火鋼板，與三角體兩側相焊接，組成三角形分流鈍體。

⑤三角形鈍體外部兩個斜面焊接兩根Φ20×480 mm耐火圓鋼，澆注一層厚度為80 mm的耐磨耐高溫搗打料，有效抗擊焦塊的創擊和火焰的高溫輻射。

（3）分流鈍體內腔增加冷卻水，提高金屬強度。

①采用一根1 200 mm長的Φ57 mm×5 mm的#20無縫碳鋼，上部鉆Φ5 mm的圓孔，間隔30 mm一個，制作一個多孔噴頭，中間開孔與另一根Φ57 mm×5 mm的#20無縫碳鋼呈90°焊接成T型噴頭。

②Φ57 mm×5 mm的#20無縫碳鋼管和彎頭及一個DR50閥門與沖灰水管道相連接組成噴淋冷卻水管路。引入沖灰水對三角形分流鈍體內腔噴淋冷卻，有效降低鈍體內腔金屬溫度，保證金屬強度（如圖2所示）。

2.2 鍋爐燃燒調整

設計燃用大雁、扎萊褐煤，屬于易結焦煤質，當前電力燃煤緊張，難以改變燃煤質量。必須從制粉系統和鍋爐配風等方面控制鍋爐結焦。通過調整風扇磨煤機分離器擋板位置來調整制粉細度，使各風扇磨煤機制粉細度均衡。按照給煤機轉數值確定風扇磨煤機制粉量，各風扇磨煤機制粉偏差控制在5%以內，防止火焰偏斜。

按照鍋爐負荷選用風扇磨煤機的運行方式，低負荷選用3臺、經濟負荷選用4臺、高負荷選用5臺風扇磨煤機運行的方式，避免風扇磨煤機強帶負荷出現的火焰偏斜。

根據鍋爐負荷狀態選用鍋爐配風方式，低負荷選用正塔式、經濟負荷選用均衡式、高負荷選用倒塌式配風方式。做到勤檢查、勤分析、勤調整，防止火焰偏斜，預防爐膛結焦。

3 結語

冷灰斗分流鈍體實施改造后，投入運行后觀察，三角鈍體與連接件牢固的焊接，增強抗創擊能力，三角鈍體內腔噴射冷卻水，增加金屬的耐高溫能力，三角鈍體的分流效果非常好，鍋爐正常排渣。鍋爐有效的燃燒調整，提高火焰中心，防止爐膛結焦。避免人工清理冷灰斗堵焦，鍋爐可以在高負荷狀態下連續運行，鍋爐安全性和經濟性明顯提高。

參考文獻

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[2] 李彥林.鍋爐熱管失效分析及預防[M].中國電力出版社，2006.

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