循环流化床锅炉排渣管烧红解决方案比较

杜佳军

（神华集团循环流化床技术研发中心，陕西 西安 710065）

循环流化床锅炉排渣管烧红解决方案比较

杜佳军

（神华集团循环流化床技术研发中心，陕西 西安 710065）

通过调查分析循环流化床锅炉排渣管烧红问题原因，确定了膜式壁水冷排渣管、埋管式水冷排渣管、水冷套式排渣管、内衬耐火材料排渣管及外套管耐火材料排渣管等解决方案，并从排渣管外壁温度、系统复杂性、设备可靠性、改造费用成本等方面进行综合比较分析后，得出内衬耐火材料排渣管及外套管耐火材料排渣管方案优于其他解决方案，进而在解决排渣管烧红问题基础上，保证锅炉设备可靠运行。

循环流化床锅炉；排渣管；烧红；解决方案

循环流化床锅炉入炉燃料在炉内经过复杂的流动及燃烧后，一部分作为飞灰随烟气经尾部烟道排出并由除尘器捕集下来，另一部分较大的颗粒则从锅炉下部排渣口排出成为底渣［1］。由于循环流化床锅炉底渣温度接近于炉膛燃烧温度，流化床燃烧方式必须适时进行排渣，因此其必须配备安全可靠的排渣系统［2］。排渣管作为循环流化床锅炉排渣系统前端的关键部件，其安全可靠性直接影响着锅炉设备的安全稳定运行［3］。现阶段国内大多数循环流化床锅炉排渣管由于设计结构不合理等原因出现了发热烧红等问题，在恶化工作环境、加速周边电子元件老化及增加散热损失的同时，使锅炉设备运行存在严重安全隐患，为此在研究循环流化床锅炉烧红解决方案基础上，通过比较分析确定了适宜的设备改造技术。

1 现状调查

图1 循环流化床锅炉排渣管烧红现象

循环流化床锅炉常见排渣方式有侧墙排渣和底部排渣2种，主要区别是锅炉炉膛排渣口的开孔位置不同，也导致了排渣管的结构形式有所差异［4］。其中侧墙排渣方式一般采用的是L形排渣管，而底部排渣方式则多为直管排渣管，2种排渣方式工程实践使用中各有优缺点，但排渣管大都存在发热烧红等问题［5］（见图1）。现阶段国内循环流化床锅炉排渣管常见的结构形式有光管式、水冷式、绝热式3类，其中水冷式排渣管又分为膜式壁、埋管式和水冷套3种，绝热式排渣管又分为内衬耐火材料和外套管耐火材料2种。目前对侧墙排渣方式循环流化床锅炉光管式、水冷式、绝热式3类排渣管都有使用，而底部排渣方式循环流化床锅炉多采用的是光管式排渣管，其中出现烧红现象的主要为光管式排渣管。

2 问题分析

循环流化床锅炉一般设计采用的多为光管式排渣管，其主要由耐高温不锈钢管道制作而成，当锅炉炉膛排渣口排出的高温底渣（900℃左右）进入排渣管后，在无有效冷却和隔热措施下就使得排渣管出现了发热烧红现象［6］。循环流化床锅炉排渣管一般由上灰渣阀、排渣管、下灰渣阀、膨胀节和锥段5部分组成（见图2），其中出现烧红现象的主要为排渣管和锥段部位。目前国内大多数电厂循环流化床锅炉排渣管均实施过相关设备技术改造，但由于缺乏系统统筹考虑排渣管有时仍存在发热烧红等问题，由此直接影响锅炉设备安全、稳定运行。

图2 循环流化床锅炉排渣管结构

3 解决方案

a.膜式壁水冷排渣管

膜式壁水冷排渣管由多根膜式水冷管围制焊接而成（见图3），每根水冷管外壁向排渣管内侧焊接固定有鳍片，鳍片上整体敷设一定厚度耐火材料后形成圆形通道供高温底渣流通。膜式壁水冷排渣管水冷管管子材质一般采用20G，内壁耐火材料为耐磨浇注料。膜式壁水冷排渣管可彻底解决排渣管烧红问题，但其改造费用较高且易发生漏水现象，漏水后现场处理困难。

b.埋管式水冷排渣管

图3 膜式壁水冷排渣管

图4 埋管式水冷排渣管

埋管式水冷排渣管采用管道内敷耐火材料及埋入水冷管方式制作而成（见图4），多根水冷管以环形纵向方式布置在内侧且上下端接入水冷集箱，同时管子之间布置有抓钉以固定耐火材料。埋管式水冷排渣管水冷管管子材质多选用20G，耐火材料为耐磨浇注料。埋管式水冷排渣管可彻底治理排渣管烧红现象，但设备制造难度较大及工艺复杂，易发生耐火材料脱落进而磨损水冷管问题。

c.水冷套式排渣管

水冷套式排渣管由2根直径不同的圆形钢管嵌套形成（见图5），其夹层为环形水流通道且上下连接有集箱，同时内管内壁敷设有一定厚度耐火材料。水冷套式排渣管选用材质为普通碳钢或不锈钢，耐火材料为耐磨浇注料。水冷套式排渣管可解决排渣管烧红问题，但存在加工制造困难、耐火材料脱落后磨损内管进而出现漏水现象，漏水后现场处理困难。

d.内衬耐火材料排渣管

图5 水冷套式排渣管

内衬耐火材料排渣管一般采用310S耐高温不锈钢管道及其内部敷设有一定厚度耐火耐磨浇注料制成（见图6），由于受耐火材料施工工艺限制，排渣管需根据实际情况分段制作、整体组装，其中重点应做好排渣管接口处耐火材料膨胀与密封等工作。内衬耐火材料排渣管可有效解决排渣管烧红问题，同时现场改造施工简单及造价费用低，但排渣管堵塞后不能使用敲击方式进行疏通。

图6 内衬耐火材料排渣管

e.外套管耐火材料排渣管

外套管耐火材料排渣管是在光管式排渣管外部增加1根外套管及中间夹层灌入耐火保温材料制成，其外套管可选用普通碳钢或不锈钢，但内管必须使用耐高温不锈钢，耐火保温材料采用轻质保温浇注料。外套管耐火材料排渣管可有效治理排渣管烧红现象，同时现场改造施工简单及造价费用低，但排渣管内管由于长期与高温灰渣接触易出现变形等现象，因此对锅炉运行排渣有一定影响。

4 方案比较

针对循环流化床锅炉排渣管烧红问题解决方案，现从排渣管外壁温度、系统复杂性、设备可靠性、改造费用成本、使用寿命及堵渣难以处理程度等方面进行综合比较分析，最终推荐采用内衬耐火材料排渣管和外套管耐火材料排渣管方案解决其烧红问题，由此在解决问题及保证设备长期安全可靠运行基础上，可实现现场改造施工简单及成本费用低目的，排渣管烧红解决方案比较分析见表1。对于循环流化床锅炉排渣管锥段部位烧红现象，鉴于存在问题和原因及设备结构类似，建议结合内衬耐火材料或外套管耐火材料方式进行治理，具体方法可参照排渣管解决方案进行实施。

表1 循环流化床锅炉排渣管烧红解决方案比较

5 结束语

循环流化床锅炉运行中排渣管烧红现象普遍存在，其主要原因是设计采用光管式排渣管无有效冷却及隔热措施，为此从冷却方面得出了膜式壁水冷排渣管、埋管式水冷排渣管及水冷套式排渣管解决方案，从隔热方面确定了内衬耐火材料排渣管、外套管耐火材料排渣管治理方案，由此可有效解决循环流化床锅炉排渣管存在的发热烧红问题。对于上述循环流化床锅炉排渣管烧红解决方案，通过从排渣管外壁温度、系统复杂性、设备可靠性及改造费用成本等方面比较分析，得出内衬耐火材料排渣管和外套管耐火材料排渣管方案优于其他解决方案，并且具有现场改造施工简单及费用成本低等特点。

国内各电厂循环流化床锅炉可结合现场实际情况，在进一步完善改造技术方案基础上实施相关治理工作，最终保证锅炉排渣管设备长周期安全、可靠运行。

［1］蒋敏华，肖 平.大型循环流化床锅炉技术［M］.北京：中国电力出版社，2009.

［2］黄志全，李石德.480 t／h循环流化床锅炉排渣系统改造［J］.广西电业，2013，18（4）：101－102.

［3］连 虎，马云飞，冷 杰.410 t／h循环流化床锅炉排渣系统技术改造［J］.东北电力技术，2009，30（6）：15－16.

［4］路春美，程世庆，王永征.循环流化床锅炉设备与运行［M］.北京：中国电力出版社，2003.

［5］陈海荣，游东馥.循环流化床锅炉常见问题分析及对策［J］.东北电力技术，2005，26（9）：18－21.

［6］李树平，谢东建.2×135 MW循环流化床机组冷渣器排渣管故障排除浅析［J］.现代制造，2009，14（30）：202－204.

Study on Solutions Comparison of Circulating Fluidized Bed Boiler Slag Tube Burning

DU Jiajun
（Shenhua Group CFB Technology R＆D Center，Xi'an，Shanxi 710065，China）

Through investigation and analysis reasons of deslagging pipe burn for circulating fluidized bed boiler，the solutions are de⁃termined by membrane walls water⁃cooled sullage pipe，embedded pipe type water⁃cooled sullage pipe，lining refractory sullage pipe and outer thimble refractory sullage pipe.Sullage pipe is comprehensively compared from outside－wall temperature，system complexity，equipment reliability and improvement cost.The conclusion shows that solutions of lining refractory sullage pipe and outer thimble refractory sullage pipe are superior to others.These solutions can solve the problems of slagging burning，ensure the boiler safe and stable operation.

CFB boiler；slag；burning；solutions

TK229.66

A

1004－7913（2016）10－0027－03

杜佳军（1983），男，学士，工程师，主要从事循环流化床锅炉生产技术研究及管理工作。

2016－06－27）