锅炉捞渣机上水封新型“倒L”挡灰板应用与示范

李贺

摘 要 随着火力发电企业经营环境竞争越发激烈，为提高企业竞争力，锅炉开始大量掺烧劣质煤种，随之导致的捞渣机冷灰斗上水封堵渣、外壁超温情况日趋频发，大大增加了机组检修期间的工作量及费用。可门公司4台600MW机组在捞渣机冷灰斗整治上采取了一系列创新措施，其中针对捞渣机冷灰斗上水封堵渣及外壁超温情况，自主创新，采取了行之有效的新型挡灰板，有效保证了捞渣机冷灰斗运行的安全性、可靠性及经济性。

关键词 冷灰斗;挡灰板;上水封;锅炉

1实施背景

目前由于煤种掺烧，导致火焰中心下移，冷灰斗区域温度升高，在每次机组检修过程中都会发现挡灰板被烧损、脱落的情况，同时因挡灰板烧损，导致灰渣进入上水封槽，堵塞堰流齿，除灰水无法正常溢流，从而导致冷灰斗内部浇注料因缺少冷却超温破损。机组运行期间冷灰斗外壁温度可达110℃，冷灰斗外壁钢板长期超温运行，漏水情况频发，且存在碳化塌落隐患。在每次机组检修过程中都需要花费大量的人力及费用对挡灰板进行更换，上水封槽内部进行清理，以及对捞渣机冷灰斗内部浇注料进行修复[1]。

2设备概况

可门发电公司4台600MW超临界机组锅炉为上海锅炉厂设计制造的SG-1913/25.4-M958（二期型號为M971）超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，采用单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、为平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型锅炉、露天布置燃煤锅炉。炉底密封采用的是水封形式。上水封内的除灰水通过堰流齿均匀溢出，冷却冷灰斗内部的浇注料，同时在上水封堰流齿外部设置有挡灰板悬挂在冷灰斗下集箱出口水平段水冷壁下方，以防止灰渣进入上水封槽，堵塞上水封[2]。

3技术分析及对策

3.1 技术分析

（1）因劣质煤掺烧，导致火焰中心下移，捞渣机冷灰斗区域温度急剧升高，原设计挡灰板材质为1Cr18Ni9Ti，其耐温性能仅能达到750℃，而因火焰下移捞渣机冷灰斗内部火焰温度可以达到上千摄氏度。导致机组运行过程中挡灰板被烧损。

（2）原设计挡灰板结构及安装形式存在隐患。原设计挡灰板为直板式结构，直接悬挂在冷灰斗水冷壁下集箱出口水平段受热面下方，随炉膛共同膨胀收缩，但其安装距离较堰流齿外部浇注料较大，且与水冷壁下集箱出口水平段受热面存在较大间隙，灰渣十分容易进入上水封槽内部堵塞水封槽。且直板式结构，为保证其强度及挡灰效果，尺寸设计过大，导致单块质量大，存在水平段受热面被拉弯情况。

3.2 改进对策

鉴于以上两点主要原因，新型挡灰板进行了以下创新改进：

（1）材质采用了钛钴复合合金（TiC-9ALC-5USBN），使挡灰板的耐温性能提高至1250℃。

（2）优化了挡灰板的结构，由原设计的直板式，改为L型挡灰板。

（3）改变了安装位置。因L型结构的创新设计，使得挡灰板的安装位置可向冷灰斗水冷壁下集箱位移400mm，在水冷壁下集箱出口弯头的保护下，可避免挡灰板直接受到火焰的辐射。

（4）提高了挡灰板的强度，同时又降低了挡灰板的单体质量及整体质量。在挡灰板L型内部设计支撑筋板，使得可以用更薄的尺寸、更少的材质达到更高的强度。单体质量由原51.25公斤下降至26.7公斤，安装更加便捷，也使得整体费用得到降低。

（5）安装位置优化后，新型挡灰板在机组启动后随水冷壁一同膨胀，挡灰板下端与堰流齿外部浇注料贴合更加紧密，避免了灰渣进入上水封槽内部[3]。

4关键技术与创新点

（1）结构形式创新：采用L型加加强筋的结构不仅提高了挡灰板的强度，同时减小了挡灰板的尺寸，减少了挡灰板的质量，减轻了冷灰斗水冷壁下集箱出口水平段受热面的载荷。

（2）安装位置创新：因L型的设计，使安装位置得到优化，挡灰板的安装位置可向冷灰斗水冷壁下集箱位移400mm，在水冷壁下集箱出口弯头的保护下，可避免挡灰板直接受到火焰的辐射。同时使机组热态运行后挡灰板下端与堰流齿外部浇注料贴合更加紧密，避免了灰渣进入上水封槽内部。

（3）材质工艺创新：采用新型钛钴复合合金（TiC-9ALC-5USBN），使挡灰板的耐温性能提高至1250℃，同时对加工工艺进行优化，采用硅溶胶精密铸造，喷砂后进行油淬火及固溶处理工艺，保证其组织密度及焊接性能，禁止一切打磨焊接。

5实施效果

目前已在#1、#4机组检修过程中实施，将原挡灰板更换为新型挡灰板。在#1机组运行一个小修周期后进入内部检查发现挡灰板外观完好，无烧损、变形等情况，冷灰斗水冷壁下集箱出口水平段受热面完好，捞渣机上水封槽内无积渣、堵渣情况，堰流齿溢流正常，捞渣机冷灰斗内部浇注料完好。

6项目主要成果

6.1 经济效益

每个小修周期（按1年算）需要对捞渣机上水封挡灰板进行整体更换，同时需要对捞渣机上水封槽内部积渣进行清理，以及捞渣机冷灰斗内部破损的浇注料进行修复，单台机组每个小修周期可节约挡灰板采购费用36.66万元，浇注料修复费用20万元，挡灰板更换及上水封槽积渣人工费用15万元，共计71.66万元。

6.2 安全效益

可门公司锅炉冷灰斗超温情况得到有效解决，避免了因冷灰斗超温存在的漏水、坍塌隐患，以及避免挡灰板掉落造成捞渣机故障停运风险。同时，每次底渣系统检修工期可缩短6d，改善了机组检修期间的安全管控形势。

7推广应用

锅炉捞渣机上水封新型挡灰板能有效防止自身被高温火焰烧损，同时能有效防止灰渣进入上水封槽内部，该结构形式新颖，单体尺寸小、质量轻，便于安装使用，在采用水封形式的锅炉密封结构中，只需改变其两边长度，以适应不同的安装位置及膨胀预留长度即可。可适用于国内同类型机组使用，值得推广。

参考文献

[1] 吴忠良.锅炉冷灰斗堵焦原因分析及防范措施[J].科技经济导报，2016（14）：51-52.

[2] 龚亚军，任恒昌，杨文博.燃煤锅炉冷灰斗结构问题分析与改造[J].设备管理与维修，2013（10）：41-43.

[3] 周昊，孙平，岑可法，等.燃烧器下摆时冷灰斗内结渣的试验和数值模拟[J]中国电机工程学报，2002（5）：139-141，147.