循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行問題研究

摘 要 流化床鍋爐采用流態(tài)化循環(huán)燃燒，具有燃燒適應(yīng)性好、燃燒效率高、高效脫硫及燃燒強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，循環(huán)流化床技術(shù)在我國得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。本文就結(jié)合檢驗(yàn)過程中易出現(xiàn)的上述問題做一個簡要的分析，并提出一些適用鍋爐正常穩(wěn)定燃燒的處理辦法，為循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行和大型化設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 循環(huán)流化床鍋爐；磨損；結(jié)焦；堵塞；爐墻

中圖分類號 T27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）112-0161-01

縱觀我國循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行情況，磨損嚴(yán)重、出力不足時最普遍的問題，基本得到了解決，但是隨著鍋爐自身的發(fā)展以及鍋爐容量的增大，用戶對鍋爐可靠性、可控性、自動化程度等要求越來越高，也出現(xiàn)了一些新的問題，只有對問題產(chǎn)生原因進(jìn)行綜合分析，采取相應(yīng)措施，才能避免事故發(fā)生。

1 運(yùn)行中的常見問題及原因分析

1.1 鍋爐達(dá)不到額定出力

主要有兩方面體現(xiàn)在設(shè)計(jì)制造方面的問題和運(yùn)行調(diào)整方面的問題。這兩個方面包含以下原因：1）分離器達(dá)不到設(shè)計(jì)效率；鍋爐達(dá)不到額定出力的一個重要原因是分離器運(yùn)行效率低于設(shè)計(jì)要求值。2）懸浮段受熱面與密相區(qū)布置不恰當(dāng)或有矛盾，特別是在燃燒燃種與設(shè)計(jì)煤種差別較大時，受熱面布置不匹配，鍋爐負(fù)荷變化時導(dǎo)致灰循環(huán)系統(tǒng)的各處溫度變化從而影響其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此限制了鍋爐的負(fù)荷。3）燃燒份額與設(shè)計(jì)值不相符或設(shè)計(jì)分配不合理，將影響循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行中的物料平衡和熱量平衡，從而影響鍋爐的額定出力。4）不同粒徑的顆粒具有不同的燃燒、流化和傳熱等特性，燃料的粒徑分布不合理必然會造成鍋爐出力下降。5）鍋爐配套輔機(jī)與配套設(shè)備是否與鍋爐相配套也會產(chǎn)生很大影響，特別是風(fēng)機(jī)的壓頭、流量選擇不對，將影響鍋爐的燃燒與傳熱，同樣也會影響鍋爐的出力。

1.2 磨損

液體或固體顆粒以一定的速度和角度地受熱面和耐火材料表面進(jìn)行沖擊所造成的磨傷和損害成為磨損。循環(huán)流化床鍋爐的磨損主要分受熱面磨損和耐火材料及布風(fēng)裝置的磨損。在受熱面磨損中，不管是水管、汽管、煙管還是風(fēng)管的磨損，輕者導(dǎo)致熱應(yīng)力變化、使其受熱不均，重者造成爆管或使受熱面泄漏，嚴(yán)重時導(dǎo)致鍋爐停爐，耐火材料磨損會使耐火層脫落、鍋爐漏風(fēng)或加重磨損受熱面；布風(fēng)裝置磨損將導(dǎo)致布風(fēng)不均，嚴(yán)重時會使鍋爐結(jié)焦，這些都不同程度地影響鍋爐正常及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.3 結(jié)焦

結(jié)焦在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中較為少見，一般在點(diǎn)火或壓火過程中產(chǎn)生。結(jié)焦的主要原因是1）運(yùn)行操作不當(dāng)，造成床溫超溫而產(chǎn)生結(jié)焦；2）燃燒制備系統(tǒng)的選擇不當(dāng)造成密相床超溫而結(jié)焦；3）運(yùn)行中一次風(fēng)量保持太小，改變整個爐膛的溫度場，是鍋爐出力降低，盲目加大給煤量，會造成爐床超溫而結(jié)焦；4）燃煤中揮發(fā)分含量低可能導(dǎo)致局部溫度過高而發(fā)生結(jié)焦。

1.4 返料裝置堵塞

返料裝置是循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵部位之一，如果返料裝置突然停止工作，將會造成爐內(nèi)循環(huán)物料量不足、汽溫、汽壓急劇降低，床溫難以控制，危及鍋爐的負(fù)荷與正常運(yùn)行。一般返料裝置堵塞有兩種情況：一是由于流化風(fēng)量控制不足，造成循環(huán)物料大量堆積而堵塞。第二是返料裝置處的循環(huán)灰高溫結(jié)焦而堵塞。

1.5 爐墻損壞

鍋爐爐墻的損壞包括爐墻磚及耐火磚的局部跌落、開裂、結(jié)焦、鼓包和倒塌等。爐墻損壞時往往會發(fā)現(xiàn)爐墻與鋼架、過墻管、爐墻轉(zhuǎn)角處等有石棉填料大量跌落。損壞的主要原因有以下幾個方面：1）磚的質(zhì)量部良，規(guī)格不一，耐火度低，強(qiáng)度不足，磚縫大小不一等；2）設(shè)計(jì)不合理，安裝、檢修質(zhì)量不高。3）安裝或移裝后，烘爐時間不足或升溫過急，爐墻不夠干燥，即升壓供汽；冷爐點(diǎn)火時，點(diǎn)火時間太短；鍋爐啟停次數(shù)頻繁。4）經(jīng)常使?fàn)t膛處于正壓下運(yùn)行，爐膛溫度過高或飛灰熔點(diǎn)低，爐膛掛焦嚴(yán)重。

2 常見問題的處理措施

2.1 鍋爐達(dá)不到額定出力的解決途徑

如何使循環(huán)流化床鍋爐能夠滿負(fù)荷運(yùn)行，這是設(shè)計(jì)、制造、使用單位需要共同解決的問題。隨著對循環(huán)流化床鍋爐的工藝過程和運(yùn)行特性的深入了解，并通過細(xì)致地原因分析后，已經(jīng)采取了一些切實(shí)可行的改善措施，例如，改進(jìn)分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高其分離效率，改進(jìn)燃料制備系統(tǒng)，改善級配；在一定的燃燒份額分配下，采取有效地措施以保證物料平衡和熱平衡；正確地設(shè)計(jì)和選取輔機(jī)及其外圍系統(tǒng)；增設(shè)飛灰回燃系統(tǒng)和煙氣再循環(huán)系統(tǒng)等，為循環(huán)流化床鍋爐的滿負(fù)荷運(yùn)行打下了一定的基礎(chǔ)。

2.2 磨損問題的處理

更換已磨損的風(fēng)帽、防磨瓦及換熱管，補(bǔ)修已磨耐火材料等，也可更換成更合適的耐磨材料或加裝防護(hù)件等。對于已嚴(yán)重磨損部位并在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)時，如受熱面特別是承壓部位的受熱面發(fā)生爆管、泄漏登時，應(yīng)及時停爐維修，防止事故擴(kuò)大。

2.3 結(jié)焦的防止與處理

為防止結(jié)焦的發(fā)生，在鍋爐運(yùn)行過程中，要特別注意合理控制床溫在允許的范圍內(nèi)；運(yùn)行風(fēng)量不低于最小流化風(fēng)量，保持相對穩(wěn)定的料層厚度；燃料粒度在規(guī)定范圍內(nèi)，進(jìn)行合理的風(fēng)煤配比等。無論是運(yùn)行中還是點(diǎn)火中，一旦出現(xiàn)結(jié)焦，焦塊就會迅速增長。由于燒結(jié)是個自動加速的過程，因此焦塊長大速度往往越來越快。這樣，及早發(fā)現(xiàn)結(jié)焦并予以清除是運(yùn)行人員必須掌握的原則，因熾熱焦塊相對容易打碎，即使在運(yùn)行或點(diǎn)火中也能及時處理。一旦出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)焦。則應(yīng)立即停爐，實(shí)施打焦和清除小焦塊操作，否則，殘留的小焦塊將對重新啟動后的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

2.4 返料裝置堵塞的解決方法

返料裝置堵塞要及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，否則，堵塞時間一長，物料中可燃物質(zhì)可能會再次燃燒，造成超溫、結(jié)焦，擴(kuò)大事態(tài)，從而給問題的處理增加了難度。一般處理這種問題時，需要先關(guān)閉流化風(fēng)，利用下面的排灰管放掉冷灰，然后再采用間斷送風(fēng)的形式投入回料。

2.5 爐墻損壞的處理措施

對于鋼架和梁的燒紅及爐墻有倒塌危險的情況，應(yīng)緊急停爐，并組織人力、物力，迅速檢修；對于跌落少量耐火磚、外墻開裂、伸縮縫不嚴(yán)密等損壞，應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行中的檢查，減少鍋爐啟停次數(shù)，延長生火、升壓時間，暫時維持運(yùn)行，待鍋爐停用后檢修；爐墻有輕微損壞時，應(yīng)嚴(yán)格控制爐膛的運(yùn)行負(fù)壓。

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐達(dá)不到額定出力、受熱面磨損、結(jié)焦、返料裝置堵塞、煙道內(nèi)可燃物再燃燒及爐墻損壞等故障是影響運(yùn)行可靠性的主要原因。因此，循環(huán)流化床鍋爐在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、安裝、燃燒調(diào)整上還需不斷地完善，來提高運(yùn)行可靠性。

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