捞渣机在线放水技术探讨

黄伟珍

（浙江大唐乌沙山发电有限责任公司 浙江象山）

一、概述

哈尔滨锅炉有限责任公司与三井巴布科克（MB）公司合作设计、制造的超临界本生（Benson）直流锅炉，型号为HG-1890/25.4-YM4。其捞渣设备为GBL20D型水浸刮板式捞渣机，该捞渣机由青岛四洲电力设备有限公司设计制造。因捞渣机故障，常需破坏水封进行处理，大唐乌沙山电厂采用的捞渣机在线放水技术，很好解决了锅炉运行中破坏水封维修捞渣机的问题。

二、GBL20D型刮板捞渣机结构特点

GBL20D型刮板捞渣机，由青岛四洲电力设备有限公司设计制造，结构为加强加长型，水槽为加大加深型，具有防溅防爆功能，能承受大焦块和塌渣时的冲击力。设备由液压动力站、机体总成、导轮总成、链条总成、驱动装置、刮板、张紧系统、电气系统等组成。链条张紧形式为液压全自动张紧,捞渣机动力采用液压马达系统,刮板与链条采用无螺栓铰链式连接，水室内导轮采用可摇开式内导轮。

捞渣机系统设计有液压关断门，可满足在水封破坏时维持锅炉正常运行，但这有很大的危险性。首先很难保证液压关断门关闭严密，锅炉底部漏风将影响锅炉燃烧，严重时造成锅炉灭火。其次在缺陷处理完成捞渣机注水完毕，重新打开液压关断门时危险性极大，因为液压关断门处堆积了大量灼热的灰渣，灰渣下落时容易造成热水热气飞溅伤人。再次灼热的灰渣遇水产生大量热气，很可能造成炉膛正压和火检闪烁而导致锅炉灭火。

三、捞渣机常见故障及原因分析

捞渣机在实际运行中，液压张紧装置的两侧存在不同心的现象，张紧滑块易倾斜从而将滑道刮伤，造成滑道严重磨损；当滑块滑到螺孔处以及磨损严重的地方或是张紧油缸损坏时，滑块倾斜，造成滑块经常卡住。捞渣机运行中还暴露出油压波动大问题，极易造成油泵损坏、链条脱扣的严重后果，给设备安全运行造成了极大安全隐患，严重影响机组除渣系统运行安全。

捞渣机在实际运行中还普遍存在内导轮卡涩、外轮磨损严重现象，经解体检查，发现轮内积渣，轴承损坏严重，骨架油封磨损严重。捞渣机的四个内导轮，是捞渣机最薄弱的环节，在实际使用中普遍存在着导轮可靠性低、寿命低的问题。其原因基本为轴封损坏→轴承腔进水→润滑脂被乳化→补充加注润滑脂困难→润滑失效→轴承损坏→导轮整体损坏。

四、捞渣机在线放水实施的必要性

因捞渣机液压张紧装置故障造成链条从内导轮处滑落或内导轮损坏造成的捞渣机故障跳闸，都需要破坏锅炉水封后才能处理。锅炉正常运行中破坏水封是一件危险性极大的事情，很可能造成主再热汽温飞升，管壁严重超温甚至锅炉灭火等后果。捞渣机系统设计有液压关断门，可满足在水封破坏时维持锅炉正常运行，但也很危险。使用捞渣机在线放水技术，在锅炉正常运行及液压关断门正常打开的情况下破坏水封，最大限度地减小了危险性，实施是可行和必要的。大唐乌沙山电厂分别在2013年3月及6月采用这种方式处理捞渣机故障，取得很好效果。

五、捞渣机在线放水操作要点

1.捞渣机在线放水的优劣

捞渣机水室内导轮采用可摇开式内导轮，在处理内导轮缺陷时，人不需要进入水槽内，这为捞渣机在线放水提供了可能性。捞渣机在线放水，液压关断门不需要操作，所以不存在液压关断门操作过程中产生的危险性。捞渣机缺陷处理完毕，往水槽内注水是缓慢进行的，灰渣与水缓慢接触，不会瞬间产生大量热汽造成炉膛正压和火检闪烁而导致锅炉灭火。

锅炉运行中一般采取微负压燃烧，负压维持在-100 Pa左右，而捞渣机在线放水整个过程中锅炉一直是微正压，容易造成炉膛向外冒灰烟，污染车间环境，严重时则烧坏设备并可能烧伤操作人员。采用捞渣机在线放水技术，期间锅炉负压一直维持在+500 Pa左右，并未造成炉膛向外冒灰烟，也没有烧坏设备。所以采用这种技术处理捞渣机缺陷，炉膛负压是处于可接受的范围内的，风险是可控的。

2.负荷问题

按照厂家的说明，捞渣机可以在满负荷的情况下停运4 h，在300 MW的情况下停运8 h，为给捞渣机处理争取更多的时间，捞渣机在线放水时负荷维持在300 MW。缺陷处理时应提前调换成优质煤种，保持3台磨煤机运行，投入等离子助燃，尽量稳定燃烧，防止负压和负荷的大幅波动。

3.炉膛负压问题

捞渣机在不关闭液压关断门的情况下进行放水，关键在于维持锅炉适当的负压，以尽量减少锅炉底部的漏风，保证锅炉的稳定燃烧。要减少锅炉底部漏风，最理想的情况是使锅炉冷灰斗处的负压刚好为零，这样就不会漏风。要达到这种状态，需要了解炉膛沿高度方向的负压分布情况。

所谓炉膛负压实质上是炉膛内测点处烟气的绝对压力比该测点标高处大气压力所低的数值，即为相对值。然而，大气压力沿大气层高度不同而不同，海拔高度越高大气压力越低。在冷态下，锅炉内的空气与炉外大气层空气的温度和密度均相同，且不流动（引风机、送风机均关闭），各标高层炉内炉外压力相同，即炉内外无压差。反之，若在热态运行中，炉内烟气处于高温状态，烟气密度低于冷空气密度，且又处于流动状态，炉内外便出现了压差。炉膛下部负压大，上部负压小，其决定因素是炉外冷空气柱与炉内高温烟气柱之间有密度差，气柱重量不同所造成的。

根据压强计算公式p=ρgh，炉膛上下平均烟气温度1300℃，平均烟气密度0.22 kg/m3，冷空气密度1.2 kg/m3，若炉膛高度50 m。计算得出炉顶为零压，锅炉冷灰斗处负压值高达+480 Pa。

锅炉的压力测点位于炉顶，我们为使锅炉冷灰斗处的负压刚好为零，需要保持炉顶处为正压。先将炉膛负压缓慢提升至+300 Pa，后将引风机调节挡板置手动位；捞渣机开始放水，期间注意负压变化，引风机调节挡板维持在正常工况下对应负荷的开度，根据需要小量减少送风量；炉膛负压最终维持在+450～+500 Pa这与之前的理论推导基本吻合。

为保证捞渣机处理期间炉膛负压的稳定和人身安全，应提前将全炉（包括空预器）吹灰一次，处理期间则停止吹灰。

4.主再热汽温的控制

捞渣机在线放水期间，炉底有冷风进入，这样会使火焰中心上升，引起主再热汽温的剧烈变化，需要加强监视，注意及时调整。大唐乌沙山电厂采用这种方式处理过两次捞渣机缺陷，期间主汽温约提高10℃，再热汽温约提高20℃。所以为防止超温，提前将主汽温降低15℃，再热汽温降低25℃，同时保持烟气挡板展开，以免发生烟温偏差，这样主再热汽温是可控的。

5.临时排水措施

捞渣机渣船的水排入渣池，渣池装有四台排污泵，正常运行时排污泵的水是重新排入渣船的，为将渣船的水排出，需接临时管。在排污泵出口外接临时管，将水排入附近的地沟，同时解除排污泵控制逻辑，保持4台排污泵同时运行，尽快将水排走，为捞渣机检修争取更多的时间。放水期间注意控制放水速度，以免渣池溢流。

6.恢复时需注意的问题

捞渣机重新注水时，因随着注水情况逐步增加送风风量，以免风量过低而影响燃烧。待水封完全恢复，捞渣机工作正常时，缓慢将炉膛负压恢复至-100 Pa，将主再热汽温调整至正常值。

六、捞渣机在线放水的注意事项

捞渣机在线放水时要注意控制放水速度，以免渣池溢水。减少二次风时要注意控制排烟温度不超过150℃，否则适当增加送风风量。捞渣机处理过程中液压关断门是正常打开的，一直有新的灰渣落入渣船，所以严禁检修人员进入捞渣机内部。整个过程引风机调节挡板是置于手动位的，锅炉一直处于微正压状态，所以尽量减少锅炉附近的工作。

七、结论

捞渣机作为锅炉的重要辅机，其可靠性直接影响锅炉的出力。捞渣机内导轮在实际使用中普遍存在着可靠性低、寿命低的问题。采用捞渣机在线放水技术，很好地解决了锅炉运行中破坏水封维修捞渣机的问题。在线放水技术操作简单，风险可控，既很好满足了捞渣机检修的需要，又最大限度地保证了检修人员和设备的安全。经实践证明，在线放水技术是可行的。