返料器堵灰的原因分析.doc

从论坛里看到很多朋友谈及分离返料方面的困惑和故障求救，从我好几年的工作经验以及理论学习，谈谈这方面的体会心得。欢迎大家指教。这里涉及主要是常见的旋风分离器与密封通流阀返料器，罗茨高压风机，应用比较普遍。
回料系统是两个主要部分组成的，分离器与返料器。回料系统的工作流程是烟气从炉膛出来后切向进入旋风分离器中分离，符合分离器设计颗粒度的颗粒从桶壁面向下流动，其余颗粒则随烟气从桶中心位置向上往尾部烟道流动；物料在连接分离器与返料器的立管中堆积，其堆积高度与锅炉压力动态平衡有关；返料装置中设计成与炉膛流化床工作原理一样的小流化床，但下部风室被分成两个部分即流化风室与返料风室，然后在高压风机保证其流态化流动与克服炉膛入口高差的下稳定返料。
　分离器本体是三层材料构成：内层是耐磨层，中间是保温层，外面是结构层既钢板。其中耐磨层最重要，保证磨损率在可控范围内是其起码要求。目前分离器的工作性能或者说是故障很多与这层材料的材质，安装，设计有关，例如返料器堵塞就是比较常见的回料系统的故障，其实质就是耐磨层材料脱落造成的。从运行分析防止返料器堵塞不能决定安装，设计等不可控因数，运行中主要从控制进入分离器的烟气流速人手，减小对耐磨层的磨损率，增加其使用寿命；启动停止过程中控制其温度升降速率，避免较大的耐磨材料内外部温度差引起材料应力不可控变化，进而产生裂纹等破坏形式。还有一点是关于分离器负荷的问题长期超负荷或者分离器没有达到设计负荷标准，会使分离器磨损变大，分离器分离效率与设计的颗粒度有关，就是大于这个颗粒度才能被分离下来，引申出物料循环倍率的概念。如果出现堵塞的情况，必须立即采取紧急停炉处理，因为分离的物料不仅不能进入炉膛维持正常工作，而且很多的物料堆积在分离器中对其强度也是很大的威胁。
　　立管是连接分离器与返料器的部件，其主要作用不仅是连接件，还是从分离器出口负压区向炉膛入口正压区流动的动力源，物料分离下来形成一定高度的料位，料位高度由锅炉整体压力动态平衡决定的。从目前常见的通流密封阀结构与工作原理，料位是在锅炉设计中就已经决定了其高度范围，也就是说料位高度不是靠其他手段如高压风调节而是自动跟随整体压力平衡回路做调整。立管管径比较小，容易被从分离器中落物堵塞，其实我们说的回料系统堵塞很多就发生在立管中，处理方法见上。这里特别声明一点是：保证返料量不是由高压风决定的而是由立管里料位高度形成的压差决定的，也就是说调节高压风对返料量是没有任何效果的。这也是很多朋友经常无法绕开的认识误区，总是认为进入炉膛的物料量由高压风量决定的。
　　返料器其实是由两个功能独立的部分组成的，就是流化风室与返料风室。都知道返料器中有与炉膛中一样的布风板和风帽结构，从功能上来讲是一样的，但风室是两个部分：流化风室保证与强化物料的流态化能力，就是让物料更像流体一样具有流动的特性，这点就像汽机中轴封加热器中的水封筒工作原理要达到的效果一样，实在不明白就讨教汽机。返料风室保证克服物料从小风帽到入炉膛斜管进口的高度的压力损失，保证物料能顺利进入斜管进口然后进入炉膛，为什么要设计斜管呢？其实就是防止炉膛与回料部分的短路的，就是烟气从返料器向锅炉尾部流动了。工作原理明白，分析问题就比较容易了。这里也是最多发生故障的地方，特别是返料风源可靠性与稳定性问题。目前比较常用的是罗茨风机充当高压风源，双台布置成一台运行一台备用，也比较符合返料器的工作特性：高压头低风量。高压头是对流化返料的作用都是克服物料的重力，前者侧重使其立管下部分物料流化，使流动性加强；后者侧重克服斜管入口高度，使物料顺利进入。从所需压力相对大小来看，后者比前者压头更大点，当然与设计很大关系，这里说明一点是：前者只要保证立管下部有部分物料流化便与流动就行，而后者就必须保证返料风能克服高度带来的压力损失，否则就不能保证回送装置的正常工作。从整个回料系统观察就发现，返料器就是中间托举作用的环节，并不是物料流动的动力来源而是保证物料正常顺利流动的辅助作用。
　　　那么为什么很多朋友说通过调节高压风就能调节返料量呢？肯定从工作实践中得到了验证的，例如高压风机的调高（变频增加调速），明显感到回料量在增加呀。我们具体分析这个现象，从上面分析可以看出，返料风对风压要求是可以确定的，保证其克服高度压力损失就行，太低就无法进入斜管，太高对其也无作用，反而是浪费；流化风是保证立管底部部分物料的流化，那么增加风压是否使立管里的物料被流化的高度增加呢？假设三种情况：极端情况是立管内部没流化与全部流化，正常流化，前两种正常运行中出现可能性很小，正常流化时加大风压从理论上讲强化了物料流动，更接近于流体的特性。由于风量影响很小，不讨论对回送装置的影响。从分析中我感觉增加高压风风压使返料量增加是不能被确证的，从实际情况也无法观测，就是说不成立的。同时从锅炉整体压力动态平衡角度也说明：料位高度是分离器分离量与进入炉膛回送量的平衡结果，也就是说设计好的料位高度才是控制回料量的多少。
　　回送装置故障比较突出的是高压风源的稳定与可靠性问题，目前比较多的就是提供的风源不符合返料器工作要求或者风源不稳定不可靠，影响返料器正常工作。运行中主要监视高压风的风压与风量，如果发现运行风机的风压风量不满足要求，就应该立即启动备用高压风机提高压头，保证流化返料正常；或者降低负荷，改变锅炉整体压力动态平衡，就是改变分离器进入的烟气量，这个方法比较难操作，实用性差。