本文對引進410t/h循環流化床底灰系統存在的問題進行了分析和探討，提出了解決辦法，實踐證明是有效的。
關鍵字：循環流化床；鍋爐；底灰；系統
內江循環流化床鍋爐示範電站工程是國家“八五”重點能源環保科研項目，從芬蘭奧斯龍公司引進一台具有世界先進水平的410t/hPYROFLOW循環流化床鍋爐，蒸汽參數為9.8MPa/540℃。配一台北京重型電機廠生產的100MW凝汽式汽輪發電機組，工程於1993年5月破土開始“五通一平”，1994年8月18日正式開工，1996年6月26日完成72h試運，6月27日完成24h連續試運。8月27日完成中芬契約規定的14天試運，9月22日完成中芬契約規定的24h連續試運。9月23日正式移交內江發電總廠高壩發電廠，進入試生產。奧斯龍公司生產的PYROFLOW循環流化床鍋爐主要由燃燒室、高溫旋風分離器、對流受熱面及除灰系統組成，而除灰系統又分飛灰和底灰兩部分，這裡僅從該機組運行以來底灰系統存在的問題及解決措施進行探討。該鍋爐的底灰系統。包括“爐底排灰管”、“底灰冷卻器”、“水冷絞龍”、“刮板輸灰機”、“斗式提升機”、“600m3的底灰庫”以及“脈衝空氣系統”、“空氣炮系統”、“噴水減溫系統”、“再循環煙氣系統”等設備。
底灰從爐膛底部的排灰管排出，進入底灰冷卻器，在底灰冷卻器內，底灰的熱量釋放給底灰冷卻器的水冷壁及再循環煙氣，從而溫度被降低。降低溫度後的底灰，經底灰冷卻器的排灰口進入水冷絞龍，底灰在水冷絞龍內被進一步冷卻和輸送到刮板輸灰機，爾後通過斗式提升機排入底灰庫。
排灰是由DCS自動控制的，當爐內床料增多時，床壓就會升高，爐膛底部的排灰管的壓縮空氣KS閥就會自動頻繁間斷開啟，增加排灰量，反之亦然。底灰排進底灰冷卻器後，底灰冷卻器的灰量增多，底灰冷卻器床壓升高超過設定值，底冷絞龍就會低速啟動，如床壓持續升高，絞龍轉速就會隨之加快，反之亦然。
自1996年4月11日該機組併網發電以來，底灰系統就一直是問題不斷，特別是爐膛排灰口及底灰冷卻器排灰堵塞；底灰冷卻器排灰溫度高；等等。
爐膛排灰管堵塞及處理辦法
該爐的底灰排灰管共有6個，兩側牆各布置一個，後牆布置四個。底灰排出的動力及排灰量的大小都是通過脈衝壓縮空氣來控制的。從壓縮空氣母管來約0.7MPa的壓縮空氣經過KS閥(脈衝控制閥)後分三路，一路到排灰管進口處，以加強排為口處底灰的流化，使底灰能順利進入排灰管，另兩路分別從排灰管的上部和下部斜向進入排灰管，作為底灰的輸送風和排灰量大小的控制風。6個底灰冷卻器排灰的控制都進入了DCS，排灰量的大小是由爐膛床壓決定的，床壓高於設定值，DCS就加大進入排灰管的壓縮空氣量，使排灰量增大，反之亦然。
從理論上講這是一種很好的控制方式，但實際運行情況表明，排灰管堵塞相當嚴重。投運初期電廠派了數個專門捅灰的臨工，跟班用鋼條從捅灰口不停地捅灰，方能維持鍋爐運行。分析其原因是由於排灰管上部的壓縮空氣管被堵，輸送風不能從排灰管上部進入，僅靠排灰管下部進入的空氣還不能保護足夠的輸送量所致。
對此曾採用高壓氮氣(約10MPa)疏通上部壓縮空氣管的方法，但由於壓縮空氣帶水及底灰里含有CaSO4以及上部壓縮空氣管太小，故在排灰管上部壓縮空氣管里形成了非常堅硬的物質，10MPa的氮氣吹都無法疏通。經過分析研究，採取了在排灰管進口增加兩根壓縮空氣管的方法來解決爐膛排灰口堵塞的問題。
底灰冷卻器排灰溫度高及處理辦法
底灰冷卻器實際上相當於一個小的循環流化床鍋爐，它既有流化風嘴、進料口、上部煙氣出口、底部排灰口，又有水冷壁。
這種形式的底灰冷卻器的冷卻介質有兩種，一是從底部流化風嘴來的再循環煙氣，另一種是底灰冷卻器筒壁四周布置的水冷壁內的除氧水。再循環煙氣是用再循環煙氣風機從引風機出口抽回的溫度約130℃的煙氣，它在底灰冷卻器內既起冷卻作用，又起流化的作用。其吸收熱量後，從底灰冷卻器上部回到爐膛。水冷壁內的水是用底灰冷卻水泵從除氧器底部打來的除氧水，它吸收了底灰的熱量後又回到除氧器。
但由於設計上的原因，該底灰冷卻器的冷卻能力達不到設計值，設計上底灰冷卻器的進灰溫度為880℃左右(約等於鍋爐床溫)，排灰溫度應低於300℃。而實際上底灰冷卻器的排灰溫度高達400℃甚至更高，大大超過設計值。根據實際情況，在底灰冷卻器的底部增設一根自動調節的噴水管。當排灰溫度升高到400℃時，噴水自動投入，當排灰溫度低於400℃時，噴水自動關閉。
底灰冷卻器排灰管堵塞
底灰冷卻器的排灰管原設計是金屬圓管由於底灰冷卻器的排灰量是由底灰冷卻器下的水冷絞龍來控制，故正常運行時水冷絞龍及底灰冷卻器排灰管都充滿了灰。
當水冷絞龍轉動排灰時，由於底灰溫度高(約300～500℃)，故排灰管壁溫度高，管徑因熱膨脹而增大。停止排放一段時間後排灰管溫度降低而管徑收縮，使管內的積灰被壓緊而不能自然下落造成阻塞。為此進行了多次改造。第一次改造是在底灰冷卻器的排灰管上加裝一“空氣炮”，空氣炮的運行控制進入DCS，按要求設定啟、停時間、頻率。第二次改造是將底灰冷卻器排灰管改成“上小下大，上園下方”的喇叭口型。“上小下大，上園下方”相當於一個漸擴管，只要物料由上至下，由小到大流動，通道就越來越寬，物料就會越來越鬆散，流動性也就越來越好，排灰相應就順利。
通過這些改造，使底灰冷卻器的堵塞情況大有好轉，即或時發生堵塞，人工也很容易疏通。
水冷絞龍的內冷水流量不夠
水冷絞龍的冷卻水是閉式循環，該冷卻水採用的是除鹽水。冷卻水箱內的水經泵加壓後打到水冷絞龍，水分兩路進入水冷絞龍。一路通過絞龍空心軸，帶走輸送介質(底灰)通過絞龍葉片、軸的外表面傳給空心軸內表面的熱量；另一路通過絞龍殼體夾層，帶走輸送介質(底灰)傳給絞龍殼體的熱量。被加熱的冷卻水又通過表面面式冷水器將熱量釋放給工業水，爾後回到冷卻水箱，完成一次循環。
原設計水冷絞龍的進灰溫度低於300℃，由於底灰冷卻器的冷卻能力不足，故水冷絞龍的進灰溫度大大高於設計值，導致水冷絞龍的冷卻水溫過高，達到飽和溫度以上，使水冷絞龍的冷卻水長期處於沸騰狀態運行。因此不得不長期向水冷絞龍的冷卻箱補充除鹽水，並讓其內冷水箱長期溢流，才勉強維持機組帶60%的負荷運行。根據系統綜合改造的實際情況，將內冷水系統增容，增加兩台工業管道泵以增大工業水量；提高工業水在表面式冷水器中的吸熱能力；表面式冷水器由國產管式冷水器換成進口的阿法拉法板式冷水器；內冷水箱由2m3換成6m3，內冷水回水母管直徑由φ108換成φ219。解決了水冷絞龍內冷水量不足同時也提高了換熱效率，截至目前水冷絞龍的內冷水系統運行非常正常。
該型式的底灰系統自投運以來儘管先後作了不少改造工作，運行情況也越來越正常。但目前仍然有些問題未能得到徹底解決。
底灰冷卻器排灰溫度高
底灰冷卻器底部的噴水減溫是受底灰冷卻器排灰管內灰溫的控制，當底灰冷卻器排灰溫度超過設定值，底灰冷卻器底部噴水就會動作，同時底灰水冷絞龍也停轉。儘管此時降低了底灰冷卻器內的灰溫，但由於水冷絞龍未轉動，排灰管內的灰溫未下降，且噴水就一直噴，直到噴進底灰冷卻器內過多的不能汽化的水流到排灰管內降低排灰管內的灰溫至設定值時，噴水方才停止。此時打濕了的含有CaSO4的底灰更容易結塊堵塞。因此，降低底灰冷卻器排灰溫度的方案還要進一步完善。
爐膛排灰出現自流
爐膛排灰出現自流，也就是說當KS閥關閉，水冷絞龍停轉後，底灰仍然不斷地從爐膛出口排到底灰冷卻器內，使底灰冷卻器內的底灰太多，床壓升高，灰溫升高，最後致使底灰冷卻器水冷壁內的水汽化，導致水冷壁過熱變形。
儘管該鍋爐底灰系統存在一些問題，但從整體上看該爐子是很成功，很優秀的，各種排放指標完全能達到設計值並大大低於中國標準；調峰能力強，在不用任何助燃的情況下，可降至額定負荷的35%左右穩定運行；至於存在的個別技術問題，在運行實踐中，通過不斷探索、分析、研究，是能夠解決的。
相關次條
循環流化床底灰系統 水冷絞龍 斗式提升機
參考文獻
http://www.bjx.com.cn/files/WX/scdljs/2000-3/3.htm
