循环流化床锅炉冷渣系统改造实例

循环流化床锅炉冷渣系统改造实例

姚延康

摘要：作为锅炉重要辅机之一的热渣冷却设备冷渣机冷，其合理配置、高效运行，是锅炉安全稳定的重要保证，更对降低锅炉煤耗，保证锅炉经济性具有十分重要的意义。为优化冷渣机冷却系统及其运行方式，本公司以实际运行经验为基础，以现场试验数据为依据，先后两次对冷渣机冷却系统进行改造，节约了投资，节省了人力物力，大大减少了除盐水需求量，取得了良好的效果。本文将对此两次改造方法、改造效果以及试验过程进行总结和介绍。

关键词：锅炉；冷渣机；冷却水；改造

随着循环流化床锅炉的普及，作为其重要辅机之一的热渣冷却设备冷渣机，在锅炉稳定运行、环保节能方面，日益显示出其重要性。循环流化床锅炉的底渣温度约900℃左右，其从炉膛下部排出后需进行冷却并加以利用，这样既可保证人身安全，又可回收灰渣所含大量热量，因此必须保证冷渣机的稳定、高效运行，而冷渣机系统的合理配置及运行是实现这一目标的重要保证。

为优化冷渣机冷却系统及其运行方式，中国铝业重庆分公司动力厂以实际运行经验为基础，以现场试验数据为依据，先后两次对冷渣机冷却系统进行改造，节约了投资，节省了人力物力，大大减少了除盐水需求量，取得了良好的效果。现对此两次改造方法、改造效果以及试验过程进行总结和介绍。

1 系统概述

中国铝业重庆分公司动力厂锅炉系统配置HG130-3.82/450型循环流化床锅炉三台，每台锅炉配置GTL-C 型滚筒冷渣机两台，水平布置，具体参数如下：

额定出力：0~30吨

入口渣温：≤1000℃

出口渣温：≤100℃（最高不超过150℃）

冷却水进口温度：＜40℃

冷却水出口温度：＜70℃

冷却水进口压力： 0.15~0.6MPa

机体水阻：＜0.15MPa

本冷渣系统由除盐水载热回路和工业水冷却回路两个循环回路构成。其中除盐水载热回路由一个循环水箱、两台循环水泵、六台冷渣机、三台冷却器组成；工业水冷却回路则接入工业水系统。具体系统如下图所示：

2 简化循环系统，提高整体效率

2.1 原系统分析

从以上介绍可以看出，原系统中冷渣机使用除盐水冷却，被加热的除盐水进入冷却器冷却后回到水箱，冷却器则使用工业水进行冷却此系统主要存在以下几点缺陷：

（1）需经两次换热，换热效率低；

（2）冷渣机的大量余热最终被工业水带走，造成很大的浪费；

（3）管道、设备数量多，增加了建设投资；

（4）两台循环泵的电耗量大，故障率相对较高；

（5）操作量大。

2.2 改造方案

鉴于以上情况，本厂对原设计方案进行了修改，将两次换热减为

一次换热，去掉冷却器，由冷渣器直接加热除盐水，并加热后的除盐

水接至除氧器，即将冷渣机作为一级除盐水加热器使用，将此部分余热进行回收，提高余热利用率，同时减少耗电量，减少工业水用水量，最终提高机组热效率。改进后系统如下图：

2.3 改造效果

通过本次改造，节省了各类管道一百多米、阀门二十多个，节约了三台板式换热器、两台循环水泵及其相关附属设备的投资，减少前期建设投资约10万元；取消原循环水泵（37KW ×2）后，每天可减少厂用电890度，每月节约电费约2万元；高温炉渣余热回收利用，降低了锅炉排渣热损失，提高了锅炉总效率，降低了锅炉煤耗率，每月亦有数万元的经济效益产生；另外，系统简化后，岗位人员巡检、监视、操作的工作量大大减少，同时设备故障率降低，减少了检修费用及停车损失等，其间接效益也不容忽视。

3 串联改并联，减少除盐水耗量

本厂为氧化铝企业自备电厂，锅炉蒸汽主要用于供热，送出的蒸汽做功后，其中一部分冷凝后以生产返回水的形式，返回除氧器水箱。而该冷渣系统采用除盐水冷却后，也送入除氧器水箱，因此在实际运

行中，生产返回水水量较大时，容易出现除氧器溢流的现象。本厂采

用多种途径减少除盐水消耗量，其中通过对冷渣系统进行第二次改造，减少冷渣系统除盐水需求量，是其中一项重要措施。

3.1 可行性试验

前期的运行过程中，岗位人员通过关小冷却水出口门，控制冷渣机耗水量，取得一定成效。锅炉中负荷时，冷却水出口门可关小约一半，但随着锅炉负荷提高，渣温升高、渣量增大，冷却水阀门控制难度明显增大，稍有不慎就可能造成超温跳闸或低水压跳闸等问题，对系统稳定性产生较大影响。同时，阀门调整操作量大且难以量化、制度化，尤其是启停炉过程中，往往由于工作繁多而忽视，最终造成跳停或水量过大。因此，要想彻底解决问题，还需从系统流程的改造着手。改造思路是将并联的两台冷渣机改为串联运行，从而使冷却水量减至一半。这其中要考虑两方面的问题：

第一是冷却水经第一台冷渣机换热后，能否保证第二台冷渣机正常冷却。通过之前对冷却水阀门的调整可以看出，水量减半基本可以正常运行，那么理论上水量不变，负荷加倍也是可以保证冷却效果的。

第二是串联后系统水阻增加，出口压力势必大幅降低，残压是否足够送入标高20m 的除氧器水箱。本冷渣机机体水阻为0.15MPa ，两台冷渣机即为0.3MPa 。除盐水母管压力为0.54MPa ，与化水车间沟通后，对除盐水泵频率进行了调整，除盐水母管压力上升至0.60MPa 。因此理论上冷渣机出口应有0.32MPa 的压力，打上除氧器后，仍有0.12MPa 的压力，减去沿程损失，进入0.02MPa 的大气式除氧器水箱没有问题。

3.2 改造方案

经过第一次的系统改造，冷渣系统已大大简化，此次改造只需将各炉1#冷渣机出口与2#冷渣机入口相连即可，为保证系统运行的灵活性，原并联管路仍保留。具体方案见下图：

3.3 改造效果

经过改造，单台炉冷渣机耗水量由原来的最低60吨，降至30吨。改造前两炉运行时，冷渣机冷却水量至少为120t/h，三炉运行几乎不可能，改造后，三炉运行也不过90t/h的冷却水量，大大增加了工业返回水的使用量，极大地提高了系统灵活性。改造后，彻底杜绝了除盐水溢流的现象，按30t/h计算，每月可节约除盐水2.23万吨，全年经济效益数十万元。

4 结语

经过两次改进，目前冷渣机运行稳定，工业返回水、除盐水控制灵活，运行状况的到了较大的改善。煤耗率与电厂的热效率有关，热效率越高，煤耗率就越低。热量的充分利用，更对降低锅炉煤耗，保证锅炉经济性，进而降低成本、增加效益具有十分重要的意义。

参考文献：

〔1〕循环流化床锅炉技术问答 中国电力出版社(2008年6月) 〔2〕循环流化床锅炉设备与运行(第二版) 中国电力出版社(2008年9月)

〔3〕锅炉运行 中国电力出版社(2006年1月)