旋转给料阀在CFB锅炉上的应用.doc

旋转给料阀在CFB锅炉上的应用
    摘 要：介绍了大唐保定热电厂技改工程CFB锅炉冷渣器排渣管上装设旋转给料阀的必要性、给料阀的技术性能和在设计安装过程中的注意事项，指出目前设备运行存在的问题并提出了解决措施。
    关键词：CFB锅炉；旋转给料阀；排渣
Application of Rotatory Feeder Valve on CFBBoilers
    Abstract：This paper introduces thetechnical performance of ro－tatory feeder valve，worth－noticing problemsin design and in－stalling period，and the necessity of installing rotatory feeder valvein the slag－discharging piping of CFBboilerslag coolerin thetechnicalreformation project of Datang Baoding Cogeneration Power Plant．The problems encountered in operation are also pointed out．
    Keywords：CFBboiler；rotatory feeder valve；slag discharge
    大唐保定热电厂技改工程2×450 t/h CFB锅炉是由东方锅炉(集团)股份有限公司生产的，说明书中介绍了有关冷渣器排渣管设置旋转给料阀的作用：冷渣器出口应设有旋转阀，以精确控制排渣量，保持炉膛床压和冷渣器床压稳定。但是按照合同，此给料阀不在锅炉厂的供货范围内。于是针对装设 旋转给料阀的必要性、安装位置及选型等问题，与锅炉厂家、设计院等相关专业人士进行了详细的讨论，并对给料阀的配置和运行情况进行了调研。

1　设置给料阀的必要性
　　调研组考察了重庆某电厂、韶关某热电站、宁波某自备电站、镇海某热电站的应用情况，调研结果见表1。

　　通过与锅炉厂家设计、研究人员进行技术交流，认为装设旋转给料阀是有必要的。
　　a．旋转给料阀为FW公司CFB锅炉的典型标准配置，东方锅炉厂引进技术中含有对旋转给料阀的技术要求。
　　b．锅炉排渣量是通过调节排渣管上所配的6只定向风帽的风量来实现粗调节的，精确控制是通过调节安装在冷渣器排渣管上的旋转给料阀的转速来实现的。
　　c．由于从炉膛到冷渣器排渣管内的排渣温度较高，在该部位直接设置给料阀成本高，易出故障；而在排渣侧设置给料阀较容易，设计温度为150℃，考虑到偏差等因素，不会达到260℃，这种低温工况下的阀门设计选型较为容易，可降低对阀门的要求。　　
    d．锅炉运行需要控制一定的床压，冷渣器要保持一个合适的料位。通过调节旋转给料阀的转速，可以使渣室内的渣连续、顺利地流动，从而较精确地控制炉膛的排渣量，进而控制炉膛的床压稳定。考虑到大型CFB锅炉自动化控制及环境的要求均较高，以及控制床压和排渣的需要，配备旋转给料阀是必要的。

2　旋转给料阀的选型配置
　　考虑到设备的交货期不能影响机组的整体进度，以及现场布置位置的实际情况，决定采用国产设备，并要求设备厂家根据现场的实际安装位置进行设计。
　　经调研选定无锡华电电力设备有限公司生产的旋转给料阀，其主要技术指标如下。
2．1　设备主要参数
    型号：THG－3规格：DN200
    灰渣排放量：2．2～9 t/h
    运行方式：连续排渣
    正常物料粒度：0～15 mm
    最高工作温度：550℃(带超温保护)
    电机调速型式：变频调速功率1．5 k W
    主轴转速：2～19 r/min
    重量：300 kg
    壳体：RTCr(耐热耐磨铸铁，耐温600℃)
　　叶轮：ZG45 Mn2(添加铬元素，硬度HRC45～50，耐温550℃)。
2．2　主要技术性能
　　a．在运行中允许物料粒度在0～30 mm的较大范围内波动。
　　b．转子与壳体间的间隙在不解体阀体的情况下可做调整，间隙调整不影响旋转给料阀的密封性。　　
    c．可在紧急情况下转为手动。
2．3　控制功能
　　a．就地和远方控制功能　能够实现就地、远方启停，就地监视电源、设备运行、堵转报警等状态。
　　b．转速控制功能　控制室内DCS输出4～20mA的控制指令控制旋转给料阀的转速，转速反馈4～20 mA信号到DCS。
　　c．具有堵转报警信号　给料阀输出无源开关量接点至DCS，由DCS输出开关量接点至厂供就地 控制箱，实现电机反转，就地控制箱具有反转操作功能。

3　装设与否运行情况比较
　　装设旋转给料阀的冷渣器在炉膛达到排渣条件开始往冷渣器排渣时，冷渣器很容易建立起一定的床压，并且各室的流化风量和床压与设计值非常接近，如：选择室设计流化风量1 811 m3/h(标准状态下)，实际运行风量为1 900 m3/h(标准状态下)；第一冷却室设计流化风量1 953 m3/h(标准状态下)，实际运行流化风量为2 050 m3/h(标准状态下)，并且排渣温度较易控制。
　　另外，停炉检查各室风帽的磨损情况较轻，只有1台冷渣器在排渣管处的12只风帽磨损较大，背部已磨透，其它部位风帽未见明显磨损。
　　对于不装设给料阀的冷渣器，排渣时必须用比设计风量大2～3倍的风量才能把炉渣吹着往排渣口的方向走，床层上建立不起稳定的床压，炉渣在冷渣器各室内的冷却过程近似于炉渣的气力输送，炉渣绕分割墙排渣口走过的绕行区域内的风帽磨损相当严重，背部全部有明显的磨损痕迹，甚至磨透，而且还直接导致排渣温度调节性能差，排渣温度经常在200℃左右。

4　运行情况及建议
4．1　运行情况
　　大唐保定热电厂2台CFB锅炉共装设了8台旋转给料阀，目前均已全部投入运行，给料阀的装设实现了冷渣器的自动连续排渣，在冷渣器正常运行的前提下，很好地实现了对冷渣器床压的的控制，起到了对炉膛床压的调节作用。另外旋转给料阀运行一年来，叶轮及壳体的磨损十分轻微。
　　旋转给料阀转速与排渣量的关系如图1、图2所示。

4．2　存在的问题及建议
4．2．1　温度问题
　　a．由于给料阀经常运行在150℃左右，叶轮两侧的压盖密封维护量较大，在密封没有被损坏之前需要经常检查压紧，密封损坏后需更换，因此应寻找更好的密封方式，避免漏风。
　　b．当冷渣器排渣温度较高时，由于漏灰和热传递的双重作用，叶轮的轴承易出现卡死现象，影响叶轮正常转动。采用耐温200℃的轴承后，轴承卡死现象消失。
    c．运行时应尽量降低冷渣器的排渣温度，以使旋转给料阀能够更好地运行，减少锅炉热耗。
4．2．2　燃煤颗粒度及炉内异物的影响
　　由于燃煤颗粒度和炉内异物的影响，给料阀运行初期也出现过多次卡涩现象，经调整入炉煤颗粒度和除铁器的工作状态，保证了燃煤粒度和煤中铁件的清除，卡涩现象明显减少。另外，由于燃煤颗粒偏大或卡涩造成运行电机堵转的问题，通过采用加大叶轮链轮直径的措施得到了解决。

5　结束语
　　按照生产厂家的设计要求，在冷渣器排渣管上装设旋转给料阀，可实现对排渣量的精确调整，对冷渣器运行的床压也可实现很好的调节，使锅炉炉膛的床压处于良好的受控状态，保证了锅炉的安全稳定运行。
　　为了保证旋转给料阀能够正常运行，严格控制冷渣器的排渣温度、保证合格的燃煤粒径、控制底渣中的异物等都是至关重要的因素。