火電廠循環(huán)流化床鍋爐的常見(jiàn)故障與預(yù)防對(duì)策探討

徐國(guó)明

（廣東粵電云河發(fā)電有限公司，廣東 云浮 527300）

火電廠循環(huán)流化床鍋爐的常見(jiàn)故障與預(yù)防對(duì)策探討

徐國(guó)明

（廣東粵電云河發(fā)電有限公司，廣東 云浮 527300）

近年來(lái)，循環(huán)流化床鍋爐作為一種新型的潔凈煤燃燒設(shè)備逐漸被大眾所認(rèn)識(shí)。文章針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中常出現(xiàn)的故障進(jìn)行介紹，并分析具體原因，從不同的角度提出預(yù)防對(duì)策，具有一定的借鑒意義。

火電廠；循環(huán)流化床鍋爐；常見(jiàn)故障；預(yù)防對(duì)策；潔凈煤燃燒設(shè)備

目前，我國(guó)在世界使用循環(huán)流化床鍋爐（CFB）的排名是比較靠前的，據(jù)統(tǒng)計(jì)，已經(jīng)運(yùn)行的各類(lèi)循環(huán)流化床鍋爐就有2000多臺(tái)，其中大型循環(huán)流化床鍋爐有200多臺(tái)。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，循環(huán)流化床鍋爐的性能越來(lái)越好，燃燒效率高、造價(jià)成本低、負(fù)荷調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、燃料適用范圍廣、污染物排放少等優(yōu)勢(shì)備受各工業(yè)企業(yè)的青睞，這給企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)收入，但由于循環(huán)流化床鍋爐在設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面還存在著先天不足，使其在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)較多的出現(xiàn)磨損、結(jié)焦，點(diǎn)火效率以及旋風(fēng)分離器分離效率低的問(wèn)題。文章將重點(diǎn)分析以上原因并提出相應(yīng)的解決措施，以提高循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的水平。

1 循環(huán)流化床鍋爐概述

近年來(lái)，循環(huán)流化床鍋爐（CFB）作為一種新型的潔凈煤燃燒設(shè)備逐漸被大眾所熟知，高效能和低污染的特點(diǎn)讓其在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。循環(huán)流化床鍋爐包括兩大部分：一是由爐膛、氣固物料分離設(shè)備、固體物料再循環(huán)設(shè)備和外置熱交換器的固體物料循環(huán)回路組成；二是由內(nèi)部過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器的對(duì)流煙道組成。循環(huán)流化床鍋爐采用低溫燃燒技術(shù)，是利用高速度、高濃度和高流量的固體物料流態(tài)化循環(huán)和高強(qiáng)度熱量、質(zhì)量、動(dòng)量的傳遞相結(jié)合來(lái)運(yùn)作的，因此在運(yùn)行過(guò)程中具有燃料適應(yīng)性廣泛、燃燒效率高、可高效脫硫、氮氧化物排放污染量低、燃燒強(qiáng)度高、爐膛截面積小等優(yōu)勢(shì)，而且相對(duì)于常規(guī)的鍋爐來(lái)說(shuō)，這種循環(huán)式燃燒在原有的基礎(chǔ)上還可以具備環(huán)保這一優(yōu)勢(shì)，這奠定了其在發(fā)電領(lǐng)域的重要地位。

2 使用循環(huán)流化床鍋爐的常見(jiàn)故障以及影響因素

隨著循環(huán)流化床鍋爐的普遍使用，因受到設(shè)計(jì)理念、環(huán)境等因素的影響，也逐漸暴露出了一些常規(guī)故障問(wèn)題，出于安全與經(jīng)濟(jì)性的考慮，我們有必要查出原因并通過(guò)不斷鉆研探索，針對(duì)性地提出預(yù)防措施，進(jìn)而保證鍋爐的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

2.1 磨損及影響因素

在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)，會(huì)常規(guī)性地進(jìn)行高速度、高濃度和高流量的固體物料流態(tài)化循環(huán)工作，在這個(gè)過(guò)程中，高速度的固體物料會(huì)持續(xù)撞擊循環(huán)流化床鍋爐，致使里面的金屬部件在高熱量環(huán)境變化下加速磨損；另外，安裝及檢修質(zhì)量也會(huì)導(dǎo)致磨損現(xiàn)象的出現(xiàn)，研究表明，循環(huán)流化床鍋爐出現(xiàn)故障大多數(shù)與煙氣流速、煙氣顆粒濃度、燃料性質(zhì)等有關(guān)系，速度越高的煙氣流，鍋爐受損的程度越高，固體燃料顆粒的硬度越大、灰分越高，產(chǎn)生的磨損程度就越高，而且風(fēng)量（一次風(fēng)量、二次風(fēng)量）的大小也會(huì)影響到水冷壁的磨損；再者，沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格規(guī)定的安裝及檢修操作也會(huì)影響鍋爐的磨損，例如多次焊接導(dǎo)致的管屏壁凸起，會(huì)加大顆粒渦流，會(huì)進(jìn)一步加劇鍋爐的磨損。

2.2 結(jié)焦及影響因素

一般循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)都會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，尤其是在高溫分離器物料循環(huán)系統(tǒng)中，結(jié)焦所產(chǎn)生的大量殘?jiān)鼤?huì)堵塞流通回路，此外，當(dāng)循環(huán)流化床鍋爐出現(xiàn)結(jié)焦時(shí)，由于增加了鍋爐阻力，燃料的燃燒和傳熱都會(huì)受到不利影響，造成對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的極大威脅。通過(guò)實(shí)例研究得知鍋爐結(jié)焦的原因有：（1）在點(diǎn)火階段，使用無(wú)煙煤、煤矸石等不易燃燒燃料，燃煤粒與通風(fēng)量配比不當(dāng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生燃燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，油渣不能完全燃燒，產(chǎn)生渣塊，附在鍋爐表面；（2）在鍋爐的物料循環(huán)系統(tǒng)中，由于某種原因出現(xiàn)漏風(fēng)，較多的外部空氣混入旋風(fēng)筒中，床料中的可燃物得到足夠的氧氣而燃燒，此時(shí)床料內(nèi)由于局部溫度過(guò)高而燃燒結(jié)焦，此外由于循環(huán)灰較少，在物料循環(huán)系統(tǒng)中不能快速移動(dòng)以及來(lái)自燃燒室的煤粒會(huì)進(jìn)入到返料中，從而產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象；（3）在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)由于返料器阻塞，返料器突然停止工作并得不到及時(shí)處理時(shí)，導(dǎo)致床料溫度不均勻、控制不妥當(dāng)造成結(jié)焦。

2.3 點(diǎn)火故障及影響因素

在火電廠中，循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)點(diǎn)火故障，這是由于加熱升溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度不均勻等導(dǎo)致；另外，在布風(fēng)方面導(dǎo)致床溫下降，底料局部被吹穿形成結(jié)焦，無(wú)法進(jìn)行順利點(diǎn)火；再者，受堵灰和斷煤等因素影響，導(dǎo)致滅火故障。

2.4 旋風(fēng)分離器分離效率低及影響因素

在循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，旋風(fēng)分離器效率受入口顆粒以及濃度、入口氣體速度、入口溫度等因素影響較大，尤其是小型循環(huán)灰，由于量少，床料流化速度降低，效率變低；另外，分離器密封不嚴(yán)實(shí)時(shí)，會(huì)形成二次攜帶；再者，分離器由于磨損嚴(yán)重，進(jìn)行檢修時(shí)形狀會(huì)有所改變，這些都會(huì)帶來(lái)分離器分離效率低的不利后果。

3 循環(huán)流化床鍋爐的常見(jiàn)故障以及解決措施

3.1 磨損問(wèn)題的解決措施

磨損會(huì)阻礙循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行，為預(yù)防磨損，使循環(huán)流化床鍋爐性能得到充分的發(fā)揮提供基礎(chǔ)，可采取以下措施來(lái)減少甚至是避免磨損：（1）在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，煙氣的流速應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低，在保證正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上采取盡可能小的流速；（2）注重對(duì)煤質(zhì)量的管理，在選擇固體燃料時(shí)，盡可能選擇粒徑較為均勻的固體燃燒物料，盡可能地選擇二級(jí)破碎系統(tǒng)，以確保顆粒的均勻性，使其能充分得到燃燒；（3）循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定期質(zhì)量維修，發(fā)現(xiàn)有磨損的地方及時(shí)維修更換；（4）嚴(yán)格控制金屬錨固件的焊接、澆注振搗、澆注模裝設(shè)以及脫模等工藝流程，確保金屬錨的耐磨性；（5）對(duì)耐火材料的升溫曲線進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.2 結(jié)焦問(wèn)題的解決措施

為了能更好地預(yù)防循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)焦問(wèn)題，可以采取以下的措施：（1）可以適當(dāng)提高一次風(fēng)速，使燃燒器周?chē)慕Y(jié)渣得到緩解，從而增加燃燒器和著火點(diǎn)的距離，使火焰溫度堆集到爐膛中點(diǎn)，起到防止噴口周?chē)霈F(xiàn)結(jié)渣現(xiàn)象；（2）床溫溫升率。在點(diǎn)火時(shí)，溫度和進(jìn)風(fēng)量要控制在合理范圍內(nèi)（火焰溫度一般在1400℃～1600℃之間，風(fēng)量視情況而定），要確?；鹧嫣幱谡行奈恢茫剂系玫匠浞值娜紵?；（3）要定期對(duì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行定期檢修，如若發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)情況要及時(shí)更新處理；（4）對(duì)結(jié)焦高發(fā)生率的地方進(jìn)行高度控制，確保這些地方的流化得到良好運(yùn)行，保證溫度均衡、顆粒均勻，避免局部溫度過(guò)高；（5）高度關(guān)注高溫旋風(fēng)分離器的溫度控制，一旦發(fā)生超溫現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量和煤量的比例，實(shí)行床溫參數(shù)的控制。

3.3 點(diǎn)火故障問(wèn)題的解決措施

在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中，為保證可以正常點(diǎn)火，應(yīng)當(dāng)按以下步驟來(lái)進(jìn)行操作：（1）保證底料顆粒的大小均勻度，一般以0～13mm為標(biāo)準(zhǔn)，厚度以400±50mm為標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)選用發(fā)熱量高的煙煤進(jìn)行燃燒，杜絕煤渣、煤矸石等；（2）控制好底料的熱值，一般在2093～4186kJ/ kg之間，因?yàn)闊嶂颠^(guò)高，溫度短時(shí)間內(nèi)迅速升高，難以控制容易出現(xiàn)結(jié)焦，而熱值過(guò)低則會(huì)增加床溫的升溫難度；（3）確保最佳的臨界流化風(fēng)量，可以有效防止結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生，可以順利進(jìn)行正常燃燒運(yùn)行。

3.4 旋風(fēng)分離器分離效率低的解決措施

在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中，可以通過(guò)以下做法提升分離器的分離效率，進(jìn)一步提升循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行效率。（1）應(yīng)當(dāng)做好分離器內(nèi)壁的防磨材料的檢修工作，一旦發(fā)生磨損情況，及時(shí)更新處理，尤其是分離器漏風(fēng)、竄氣現(xiàn)象的檢查，應(yīng)及時(shí)檢查，避免事故的發(fā)生；（2）應(yīng)高度重視燃煤的流化風(fēng)量和粒徑的控制，當(dāng)檢查到回料出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，確保燃煤粒徑和流化風(fēng)量相平衡，使其處于正常范圍內(nèi)，在此基礎(chǔ)上不斷總結(jié)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析和總結(jié)分離器風(fēng)量的最優(yōu)化比例參數(shù)；（3）做好燃煤顆粒的大小控制，靈活處理大、中、小的比例控制，另外可以通過(guò)提高煙氣的流速，以提升分離器的工作效率或者是通過(guò)提高料層壓差增加床料的厚度以此再增加返料的分量，來(lái)提高鍋爐的效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在它的適應(yīng)性廣泛、爐膛截面積小、燃燒效率高、燃燒強(qiáng)度高和污染排放物低等方面，因此被廣泛運(yùn)用于在國(guó)內(nèi)、國(guó)際上的較多商業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的過(guò)程中，由于各方面因素，會(huì)出現(xiàn)磨損、結(jié)焦以及旋風(fēng)分離器分離效率低的問(wèn)題，如若不能及時(shí)處理這些問(wèn)題，循環(huán)流化床鍋爐就無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。文章主要針對(duì)分析磨損、結(jié)焦以及旋風(fēng)分離器分離效率等的主要影響原因，并相應(yīng)地提出解決方案，以期為循環(huán)流化床鍋爐的進(jìn)一步發(fā)展提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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（責(zé)任編輯：王 波）

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1009-2374（2017）12-0142-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.073

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