锅炉冷灰斗堵焦原因分析及防范措施

吴忠良

摘 要：燃煤锅炉是火力发电厂的主要设备之一，燃煤经磨煤机磨制成合格的煤粉，在一次风的携带下，喷入炉膛与二次风混合燃烧，煤粉完全燃烧后产生的煤灰、焦渣，下落至炉膛底部的冷灰斗，集中分配到各渣井内遇水冷却后排除炉膛。在排渣过程中，冷灰斗的内部要经得起炉膛高温烘烤、积灰磨损、焦渣创击的考验。冷灰斗的运行状况直接关系到锅炉的经济性和安全性。

关键词：冷灰斗 钝体 炉膛

中图分类号：TK228 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0051-02

宏伟热电厂二期工程的#4、5号锅炉，机组型号为：HG-410/9.8-HM16型，设计6套风扇磨煤机制粉系统。锅炉运行中经常出现冷灰斗堵渣，引起水冷壁前、后斜墙积渣。随着时间的增加，积渣也随之增多而且距离火焰高温区越来越近，表面逐渐变形、软化、熔融，使松散的积渣融为一体，形成较大的焦块，严重影响炉膛水冷壁的吸热和锅炉正常运行。锅炉负荷越高堵渣现象越严重，必须组织人力排渣，排渣无效被迫停炉，直接影响全厂的发电供热任务。

1 冷灰斗堵焦原因分析

1.1 冷灰斗结构及运行状况

HG-410/9.8-HM16型锅炉配置三门峡金信机械有限公司出品的DQHD型冷灰斗，呈倒梯形，上部长9 980 mm、宽2 200 mm、高2 140 mm的Q235-A钢板焊接形成一体，由两个焊接件长2 200 mm、宽500 mm形成间隔，将9 980 mm的冷灰斗均匀分割成3个渣井。焊接件上部设有半径250 mm、长度1 300 mm的浇注料，形成分流钝体，分配炉膛焦渣。

在实际运行中，半圆形分流钝体在温度800 ℃～900 ℃状态下工作，受炉膛的高温辐射及热膨胀的作用下，它与焊接件膨胀不一，产生离核、龟裂现象，同时炉膛焦块高空坠落猛烈撞击，使它被损坏；高空落焦坠入捞渣机水封槽内，槽内的水飞溅而出喷至分流钝体表面上，其遇水急冷后，又吸收炉膛火焰的辐射热而热胀，分流钝体反复热胀冷缩，发生碎裂，导致半圆型分流钝在短时间内被损坏或随焦块而消失，遇水冷壁前后斜墙下落大焦块，发生堵塞，排渣困难（如图1所示）。

1.2 锅炉燃烧调整

锅炉燃用内蒙古东部大雁煤礦、扎赉诺尔煤矿褐煤，燃煤发热量为11 290 kJ/kg、含灰量为17.1%、灰的变形温度t1为1 100 ℃、灰的软化温度t2为1 196 ℃、灰的熔融温度t3为1 260 ℃，属于易结焦煤质。

锅炉正常运行中，经常采用4套或5套风扇磨煤机同时运行，来满足燃烧所需的燃煤量；配置合理的送风量满足煤粉完全燃烧所需的空气量。在燃烧过程中，锅炉的配风方式、风扇磨煤机制粉细度、风扇磨煤机制粉量分配等方面，如果调整不当就会引起炉膛火焰中心位置偏斜，导致炉膛结焦。

2 防止冷灰斗堵焦的措施

2.1 冷灰斗分流钝体改造

在不改变冷灰斗正常使用的状况下，对冷灰斗半圆形浇筑导流钝体实施改造，冷灰斗实现有序排渣，锅炉可以在高负荷工况下稳定运行。

（1）将原设计的DQHD型冷灰斗半圆型分流钝体拆除。

（2）改造冷灰斗分流钝体，便于分流排渣。

①采用3块厚度为10 mm、长1 300 mm、宽500 mm耐火钢，焊接制作等角60°的三角体。

②三角体的底板中部制作Φ60圆孔，用于安装冷却水管道。

③三角体的内腔安装两块厚度10 mm、边长470 mm的三角形支撑板。

④三角体两侧用厚度10 mm、边长为500 mm并设有100 mm×50 mm的溢流口的三角形耐火钢板，与三角体两侧相焊接，组成三角形分流钝体。

⑤三角形钝体外部两个斜面焊接两根Φ20×480 mm耐火圆钢，浇注一层厚度为80 mm的耐磨耐高温捣打料，有效抗击焦块的创击和火焰的高温辐射。

（3）分流钝体内腔增加冷却水，提高金属强度。

①采用一根1 200 mm长的Φ57 mm×5 mm的#20无缝碳钢，上部钻Φ5 mm的圆孔，间隔30 mm一个，制作一个多孔喷头，中间开孔与另一根Φ57 mm×5 mm的#20无缝碳钢呈90°焊接成T型喷头。

②Φ57 mm×5 mm的#20无缝碳钢管和弯头及一个DR50阀门与冲灰水管道相连接组成喷淋冷却水管路。引入冲灰水对三角形分流钝体内腔喷淋冷却，有效降低钝体内腔金属温度，保证金属强度（如图2所示）。

2.2 锅炉燃烧调整

设计燃用大雁、扎莱褐煤，属于易结焦煤质，当前电力燃煤紧张，难以改变燃煤质量。必须从制粉系统和锅炉配风等方面控制锅炉结焦。通过调整风扇磨煤机分离器挡板位置来调整制粉细度，使各风扇磨煤机制粉细度均衡。按照给煤机转数值确定风扇磨煤机制粉量，各风扇磨煤机制粉偏差控制在5%以内，防止火焰偏斜。

按照锅炉负荷选用风扇磨煤机的运行方式，低负荷选用3台、经济负荷选用4台、高负荷选用5台风扇磨煤机运行的方式，避免风扇磨煤机强带负荷出现的火焰偏斜。

根据锅炉负荷状态选用锅炉配风方式，低负荷选用正塔式、经济负荷选用均衡式、高负荷选用倒塌式配风方式。做到勤检查、勤分析、勤调整，防止火焰偏斜，预防炉膛结焦。

3 结语

冷灰斗分流钝体实施改造后，投入运行后观察，三角钝体与连接件牢固的焊接，增强抗创击能力，三角钝体内腔喷射冷却水，增加金属的耐高温能力，三角钝体的分流效果非常好，锅炉正常排渣。锅炉有效的燃烧调整，提高火焰中心，防止炉膛结焦。避免人工清理冷灰斗堵焦，锅炉可以在高负荷状态下连续运行，锅炉安全性和经济性明显提高。

参考文献

[1] 康纪仪.电厂金属材料[M].水利电力出版社，1985.

[2] 李彦林.锅炉热管失效分析及预防[M].中国电力出版社，2006.

[3] 白国亮.锅炉设备运行[M].中国电力出版社，2005.