锅炉炉排风仓细灰排放问题分析及改进方案

贾东生

(浙大宁波理工学院,浙江 宁波 315100)

0 前言

阜康冶炼厂隶属于新疆新鑫矿业股份有限公司，是以喀拉通克铜镍矿及和鑫矿业等为资源依托，集铜、镍、钴及新型材料于一体的新疆有色金属冶炼生产基地，发展至今，主要产品电解镍规模达到1.3万t，电解铜规模达5 000 t，电钴规模达100 t。

冶炼厂建厂初期，设计安装了两台CG-35/39-MI 型电站锅炉，用于厂区冶炼工艺的生产供汽、生活用汽及厂区冬季采暖等。自开车调试以来，锅炉本体设备及锅炉辅机设备陆续发生了一些设备故障，经过相关专业人员的精心调试，锅炉设备在低负荷运行期间的运行基本正常，但当锅炉负荷大于85%运行时，炉排下部风仓细灰排放系统经常出现故障，导致锅炉不能正常供汽。本文通过分析锅炉炉排下部风仓细灰排放系统存在的问题及原因，针对性地提出整改措施，解决了锅炉热态时风仓排灰门操作机构出现故障的问题，使锅炉保持稳定运行。

1 锅炉炉排下部风仓细灰排放系统问题分析

1.1 存在问题

在锅炉运行过程中[1-2]，炉排下部风仓细灰排放系统存在如下问题：

1)炉排煤层分片燃烧不充分且不均匀；2)炉排下部风仓积灰严重，防碍锅炉正常送风；3)锅炉炉排燃烧面出现异常的扭曲拱起，不能正常运转；4)炉排下部风仓排灰门不能正常关闭，导致锅炉送风时炉体局部漏风严重，锅炉周边的工作区域烟尘较大。

以上问题严重影响了锅炉设备的正常运行，导致锅炉供汽不足，时常有停炉的危险。

1.2 问题分析

两台CG-35/39-MI 型电站锅炉采用的是链条炉排，炉排的形式为鳞片式炉排，送风形式为分段式左右两侧对称送风，原设计炉排下部风仓的细灰排放通过手动完成(正常情况下，每班每台锅炉排灰门操作机构排灰1～2 次)。锅炉投运初期，由于锅炉燃煤煤质的水分含量＜8%，且燃煤颗粒度超出了锅炉的设计值(6 mm 的细煤量＞50%)，导致炉排细灰漏量明显加大[3-4]，细灰中时常夹杂一定比例未烧透的暗红色细煤颗粒，若不及时排放，在风仓内极易造成二次燃烧，导致细灰达桥结渣，致使排灰门手动排灰无效，炉排风仓不能正常送风影响锅炉燃烧；锅炉尾部的从动轴不能通风冷却，导致锅炉从动轴与轴套受热被卡住，不能自由转动，长时间的高温加热，使从动轴扰度加大，出现明显的弯曲现象，从而导致炉排异常，锅炉设备无法正常供汽。

2 整改措施及效果

2.1 初步措施

针对上述问题，通过研究锅炉风仓细灰的漏灰量及细灰烧结搭桥的规律，制定了以下整改措施：

1)分时段检查锅炉炉排的运行状况，及时更换补齐缺损的鳞片式炉排，充分保证鳞片式炉排平整均匀地运行。

2)严格把控燃煤的质量，包括燃煤热值、颗粒度及水分含量，保证燃煤达到锅炉原设计的要求。

3)仔细查找炉体漏风点位，选用有弹性且热胀冷缩相对较小的耐高温混合材料，对漏风部位实施严密的封堵。

4)完善锅炉现有的操作规程，将每班每台锅炉每个排灰门开启、关闭的次数调整为15 次/h。

通过以上技改，风仓积灰的问题迅速得到了改善，解决了锅炉运行过程中供风不足等一系列的问题，大大改善了锅炉的运行工况。随着供汽工作的进一步推进，锅炉大负荷运行一段时间后，又暴露了新的问题：排灰门反复手动开启、关闭，每个班的操作次数约为960 次，大大增加了司炉运行人员的工作强度，最后致使排灰门销钉脱落，排灰手柄操作机构失效，排灰门不能处于正常工作位置，而且在锅炉运行时，风仓内温度较高，排灰门无法及时修复。若损坏的排灰门处于闭合状态，为保证锅炉的正常送风，炉排下部风仓的积灰只能由人工清除，给工作环境带来了较为严重的污染，同时增大了风仓细灰排放工作的劳动强度；若损坏的放灰板处于开启状态，则造成锅炉炉排下部漏风严重，影响了锅炉的燃烧工况，造成细灰大量窜出炉体，污染了工作区域的环境。

2.2 措施调整

针对锅炉二次投运后频繁手动操作排灰门，导致排灰门损坏、工人劳动强度增大等问题，锅炉的技改方案重新调整为：

1)锅炉运行期间的炉排定时消缺。

2)严格控制燃煤质量。

3)定点消除锅炉漏风部位。

4)排灰门排灰采用气动排灰方式[5-6]，气动排灰安装如图1 所示。首先在炉排下部均布的风仓侧面加装一个细灰观察门，观察门选用耐温玻璃等可视材料，安装时注意观察门的密封工作。接着在风仓内排灰门上部布置两根DN25 mm 的钢管(钢管进行分段固定，分段固定的间距控制在65 cm 左右，防止气动排灰工作时钢管跳动)[7]，并在钢管上均匀布置φ8 mm 的孔。孔的个数及间距根据炉排的宽度、排灰门位置及细灰量决定，一般间距为60 cm。最后在DN25 mm 钢管中通入0.3～0.6 MPa 的低压蒸汽。

图1 炉排下部风仓内蒸汽除灰安装示意图

3 炉排下部风仓细灰排放系统技改效果

排灰技改工作完成后即可实施气动排灰，通过细灰观察门观察风仓细灰漏量，及时拉动排灰门手柄，使放灰板处于开启的状态，同时打开蒸汽源球阀，只需5 s 即可彻底清除炉排下部风仓的积灰。排灰完成后，手动关闭排灰门，只需手动两次即可完成一次排灰工作，每次排灰可根据观察到的风仓灰量，动态决定是否排灰，从而大大减轻了工人的劳动强度，也确保锅炉运行平稳有序，工作环境得到明显改善。

4 结束语

通过实施锅炉运行期间的炉排定时消缺、严格控制燃煤质量、锅炉漏风部位定点消除、气动排灰等一系列技改措施，彻底解决了炉排下部风仓积灰严重、搭桥、板结等影响锅炉送风和漏风的问题，大大改善了锅炉的燃烧工况，锅炉运行状况稳定，效果理想，也提高了锅炉的燃烧效率，消除了影响锅炉供汽的安全隐患，基本杜绝了锅炉热态时风仓排灰门操作机构出现故障的问题，减少了锅炉设备非正常的启停、空转炉排等问题造成的燃煤及电力浪费，大大改善了工作环境。