CFB锅炉底渣气力输送系统介绍.doc

CFB 锅炉底渣气力输送系统介绍
An Introduction to Pneumatic Bottom Slag Conveying System of CFB Boilers
张国辉1，周若明2，张保瑞2
（1.大唐保定热电厂，河北　保定071051；
2. 河北省电力研究院，河北　石家庄050021）

　　摘　要：针对CFB锅炉底渣系统的选型、设计，结合大唐保定热电厂技改工程的实际情况，对气力除渣系统的特点、系统配置和运行中存在的问题进行了介绍和分析。
　　关键词：CFB锅炉；底渣气力输送；配置
　　Abstract： For the type selection and design of the bottom slag system of CFB boiler in conjunction with actual situation of technical engineering renovation, this paper briefly introduces and analyzes the features, configuration and operational problems of bottom slag pneumatic conveying system of CFB boiler.
　　Keywords： pneumatic conveying system of bottom slag; feature; configuration; problem analysis 

　　随着人们环保意识的日益增强，CFB锅炉技术作为一种清洁、高效、煤种适应性广的燃烧技术，越来越受到世界各国的重视。大唐保定热电厂技改工程（保定工程）2×450 t/h CFB锅炉是目前国内已投运的最大容量的CFB锅炉。它经过一年多实际运行考验，证明机组各部分设备和系统运转良好。
　　由于大容量CFB锅炉的底渣排放具有温度不稳定、排渣量不稳定、底渣颗粒度不均匀等特点，因此作为CFB锅炉枢纽工程的辅助设备——底渣系统极易发生问题，如设计、选型处理不当，容易造成非正常停炉事故的发生。所以，底渣系统的设计与输渣方式的合理选择，成为排渣系统的重要课题。
1系统和设备的选择
　　保定工程在初步设计与设备选型阶段，对国内已投运的CFB锅炉主、辅机设备的配置进行了详细调研，对底渣的输送系统采用气力输渣系统还是机械输渣系统，针对保定工程现场和已有运行设备的实际情况，进行了技术经济比较，见表1。

　　通过比较，结合保定工程现场布置紧凑的实际情况，认为气力除渣系统的技术在许多方面更具优越性，更适合现场的实际情况，因此采用了气力输渣系统。
2气力输渣系统的技术特点
　　针对气力输送床渣技术的系统选型、系统设计、设备制造和运行调试等方面，设备厂家结合大量的工程实践，形成了独具特色的专利技术。
　　a. 对物料的特点和设计参数进行了量化处理，主要考虑关键参数：粒度、容重、出力、距离，同时兼顾物料的温度、安装位置、安装方式等因素，在理论分析的基础上进行了大量的1∶1实物模拟实验，并将实验结果以多维曲线图的形式直观地编制成图表。以此为依据进行的系统设计及设备选型，可保证实际工况的可靠性。
　　b. 采用了专为输送CFB锅炉底渣系统而设计的D泵，在配气点及各点配气量的选择上充分考虑输送大粒径物料、粒度不均匀物料的实际情况。
　　c. 采用独特的少量多次运行方式，即溪流相气力输送系统，D泵上部设置缓冲斗，缓冲斗内布置筛网，阻止超标颗粒进入D泵。床渣可连续排放，不需等待，为锅炉冷渣器运行提供了良好的条件。
　　d. D泵的进料阀、出料阀、平衡阀、排气阀均采用专利技术生产的圆顶阀，最高工作温度可达480 ℃，为适应CFB锅炉床渣温度的变化提供了保证；出口圆顶阀的开度可调，并能够实现PLC程序控制下自动可调运行。由一系列的元器件构成1个闭式反馈回路，当探测到管道内的压力升高到设定值时，出料圆顶阀会暂时关闭，管道不再进料，直到管道内压力下降到安全值，出料圆顶阀再重新打开，整个输送过程压力保持在平稳范围内，使系统始终运行在稳定区域。
3保定工程气力输渣系统配置
　　每台CFB锅炉设计4个排渣口，对称布置在锅炉两侧，底渣采用气力正压输送至干渣仓，系统最远输送几何距离260 m，其中水平输送240 m，垂直提升20 m，90o弯头每套系统14个。系统设计出力≥24 t/h,即正常工况下锅炉最大连续蒸发量时锅炉排渣量的300％。管道采用耐磨管，DN125和DN150 2种公称直径的管道，为了降低输送的出口速度，输送末端采用了扩径。在缓冲仓加装了事故排渣管，以便D泵系统故障时就地放渣，保证冷渣器和锅炉的正常运行。D泵参数和关键阀门的参数见表2、表3。

　　系统控制采用计算机程序控制系统，设独立的除灰渣控制室，除渣控制系统能对整个工艺系统进行集中监视、管理和自动顺序控制，并可实现远方软手操。顺序控制采用以微处理器为基础的PLC，顺控逻辑设计符合工艺系统的控制要求。在控制室采用CRT操作站进行监视控制，不设常规模拟盘。设就地控制箱，控制箱设远方／就地切换开关。

4存在问题及原因分析
4.1输渣管道的磨损
　　保定工程输渣管道全部采用耐磨管道，磨损主要表现在弯头的前端和直管膨胀节法兰的接头部位。原因主要是：
　　a. 耐磨管道本身的材料性能，包括化学成分和硬度，没有达到设计要求。
　　b. 由于受煤质的影响，底渣粒径不均匀，排渣粒径过大和排渣温度过高是造成磨损的重要原因。
　　c. 控制系统没有按照设计工艺的要求正确工作，即底渣系统的实际输送速度比设计速度大，是导致管道磨损加剧的直接原因。
　　d. 溪流相少量多次的气力输送系统，是针对底渣颗粒大、粒径分布不均匀专门设计的，与浓相输送飞灰的磨损相比肯定较大。
　　e. 管道在运行一段时间后，由于热膨胀，管道在法兰连接的膨胀节部位发生一定的变形量，管道就不直了，高速流动的底渣对管道接口法兰的突出部位形成了严重冲刷。这就要求管道安装工艺保证在变形后连接法兰处依然平直，避局部磨损。
4.2D泵
　　a. D泵系统的进料阀、出料阀、平衡阀、排气阀均采用充气密封，由于受气源压力的影响，在出现局部漏气或故障情况下，有的阀门开关不到位，系统程序不能进行；平衡阀和出料阀圆顶的密封圈出现磨损或破损漏汽、阀门黄闪等故障，更换密封圈后系统恢复正常。
　　b. D泵空泵吹扫压力较设计值偏低（设计值为0.03 MPa），运行一段时间后，由于管道内壁日益光滑，本身阻力减小，从而导致了吹扫压力偏低，实际运行过程中吹扫压力在0.012 MPa以上时，合理调节进料时间和循环间隔系统即能正常运行，而不会堵管。
4.3管道堵管
　　管道在运行过程中出现过堵管现象，但不是系统运行的原因。主要是管道弯头部位磨漏后大量压缩空气外漏，输送压力不够或运行操作调整不当造成的。
4．4其他问题
　　a. 由于受现场空间的影响，设备布置过于紧凑,检修空间小。
　　b. 由于锅炉燃烧受燃煤粒径的影响，导致冷渣器运行工况不稳定，造成排渣温度偏高、排渣量不稳定、底渣颗粒度大等，都会给输送系统带来难度。
　　c. 由于燃煤偏离设计煤种较大，造成排渣量大，使系统频繁运行，增大了各阀门的磨损。
　　d. 排渣温度超过设计值，造成缓冲仓料位计烧坏或超出使用范围，指示不准确给缓冲仓的料位程序控制带来不便。
5结论
　　保定工程在全国率先采用底渣气力输送系统，通过自2002年10月调试运行至今的实践证明，系统出力能够满足各种排渣量的要求，系统运行稳定，故障率低，操作简单可靠，维护工作量小。系统的成功运行，也为老厂改造现场布置困难的单位提供了借鉴，同时也为大型CFB锅炉底渣系统的远距离输送提供了实践经验。当然管道弯头的磨损仍是需广大科研院所及材料的生产厂家不断研究解决的重要课题。
河北电力技术２００４.０７