循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的原因分析及措施

張閣延

摘要：循環(huán)流化床鍋爐的特性具有對燃料適應性特別好、燃燒效率高、氣體污染物排放低，負荷調(diào)節(jié)范圍大，和灰渣綜合利用等優(yōu)點。近20年來特別是近4年來，在我國得到了突飛猛擊的發(fā)展，我國循環(huán)流化床鍋爐臺數(shù)、總蒸發(fā)量為世界第一。隨著循環(huán)流化床鍋爐的迅速發(fā)展，具備了豐富的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試和運行經(jīng)驗，但也暴露了一些問題，結(jié)焦事故是循環(huán)流化床鍋爐運行中最為常見的問題，本論文提出了循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦事故的原因、解決方法和預防措施，對我公司兩臺循環(huán)流化床鍋爐今后正常運行預防事故的發(fā)生有參考作用。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；鍋爐；結(jié)焦；原因分析；措施

引言

在循環(huán)流化床鍋爐運行當中，應確保鍋爐的安全經(jīng)濟運行，嚴格按照操作規(guī)程，控制風煤比，調(diào)整料層厚度。認真巡檢現(xiàn)場運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題解決問題，以防止結(jié)焦事故的發(fā)生。

1、循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦事故機理

循環(huán)流化床結(jié)焦事故是在鍋爐機組運行中最常見的事故，無論在正常運行當中、點火啟動與壓火啟動過程中都會經(jīng)常發(fā)生。在循環(huán)流化床爐膛密相區(qū)內(nèi)，由于流化工況破壞，燃燒溫度超過灰熔點而造成結(jié)焦。燃燒結(jié)焦不僅發(fā)生在爐膛，也會發(fā)生在旋風分離器和返料器內(nèi)。一旦發(fā)生結(jié)焦事故就要停爐處理，對全廠工藝及安全，經(jīng)濟等都帶來很大影響。 在循環(huán)流化床鍋爐運行當中，燃料中的灰分變化分為變形溫度，軟化溫度和熔化溫度三個階段，例如我公司所用的云南產(chǎn)地所產(chǎn)的煤的灰渣的熔化溫度在大概在1200℃左右，而我公司兩臺循環(huán)流化床鍋爐燃燒室內(nèi)溫度控制范圍在850-950℃，如果控制運行溫度低于灰熔點溫度300-400℃，保持良好的流化狀態(tài)和正常的流動，就不會造成床料結(jié)焦事故。

2、循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的危害

2.1 流化不暢

當循環(huán)流化床鍋爐風量調(diào)整不當，流化不均勻時或燃燒室溫度在某一時段超過灰熔點溫度時，會引起燃燒室內(nèi)局部結(jié)焦，造成風帽堵塞，布風板布風不均勻，從而導致更大面積的結(jié)焦使鍋爐運行不暢而停爐。

2.2 排渣管堵塞

當循環(huán)流化床鍋爐工況調(diào)整不當，燃料內(nèi)含碳量燃燒不完全時煤渣落入排渣管中，由于負壓的作用，煤渣在排渣管中二次燃燒、結(jié)塊，同時會導致排渣管堵塞、排渣不暢而停爐。

2.3 返料堵塞導致爐膛結(jié)焦

由于返料器內(nèi)耐火材料坍塌堵塞或返料風過小，使大量返料灰堆積在返料器中不能進爐膛，這時爐膛內(nèi)床溫升高，但蒸汽的汽溫汽壓會隨之下降，如再通過加煤來維持負荷會加速床溫的升高，最終導致鍋爐高溫結(jié)焦。

3、循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的原因

3.1 床料流化引起結(jié)焦的原因

在循環(huán)流化床鍋爐的啟動過程中，若是送風量太小，或者送風量較臨界流化風量更小，則會導致添煤速率太快而使得料層流化不佳，進而引起鍋爐內(nèi)局部溫度過高的問題，最終產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。而局部結(jié)焦現(xiàn)象會使得周圍顆粒出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象，并且會漸漸擴大其結(jié)焦面積。實際上，鍋爐運行時的料層差壓可直接對燃燒室的料層厚度進行反映，而料層厚度可直接影響鍋爐流化質(zhì)量，若厚度過大，且缺乏及時的排渣措施或者清除排渣管堵塞，則易導致流化不佳而引起爐膛結(jié)焦問題。

3.2 煤燃燒特性及其灰熔點引起結(jié)焦的原因

煤含有一定的灰分，而在循環(huán)流化床鍋爐燃燒中，煤的灰分熔融特性溫度包括熔化溫度、軟化溫度以及變形溫度。其中，軟化溫度高低水平可判斷煤灰是否容易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，若灰分不同，相應熔點也會存在差異若是煤中的Fe2S3、FeO、Na20等含量較大，則其灰熔點較低，易引起結(jié)焦問題；當煤中的SiO，Al203含量較大時，其灰熔點比較高，則不容易發(fā)生結(jié)焦。通常而言，煤的灰熔點介于1250℃一1500℃之間，若循環(huán)流化床鍋爐燃燒所用的煤，其灰熔點小于11000C，則其在床溫較低的情況下可能會引起結(jié)焦問題。另外，煤顆粒處于一定溫度下，待液化后，其顆粒之間會有粘結(jié)現(xiàn)象，使得煤顆粒難以完全散出其燃燒熱量而產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。同時，煤顆粒的粒度過大，或者粗顆粒比例過大，都可以影響床層流化，使得爐膛溫度過高，最終引發(fā)結(jié)焦現(xiàn)象。

4、措施

4.1 鍋爐啟動時和點火的預防結(jié)焦措施

首先，在鍋爐啟動時，要保證返料裝置充滿灰，再進行投入，避免風的反竄，可提高啟動鍋爐的速度，以防止結(jié)焦。循環(huán)流化床鍋爐應該盡可能縮短鍋爐啟動時間，避免油煤混燒的時間太長而導致調(diào)整不當，造成結(jié)焦問題。其次，在點火前做好流化試驗工作，對底料流化情況與底料厚度進行觀察，確保其合格。在點火初期，應該在床溫抵達投煤溫度時即刻投煤，在燃燒穩(wěn)定狀態(tài)下進行斷油，避免結(jié)焦。要控制好進煤量、臨界流化風量以及溫升，若床溫為500℃，可通過脈沖加煤方法提高床溫，從而加快鍋爐啟動速度！若床溫大于1050℃，則應該停爐壓火，待其小于800℃再予以啟動。

4.2 鍋爐運行時的預防結(jié)焦措施

在鍋爐運行時，需合理控制床溫，確保運行風量不小于臨界流化風量，保證其料層厚度穩(wěn)定和風煤配比合理，保障較佳的流化工況，避免床料沉積。在低負荷運行狀態(tài)下，若床溫突然下降，判斷為床料沉積問題后，則立即打開冷渣排放管，進行及時的排渣，等到床溫上升正常后，再予以適當?shù)呢摵烧{(diào)節(jié)。在升降負荷的操作過程中，應該堅持兩個原則，其一是升負荷時堅持先加風后加煤的原則，其二是減負荷時堅持先減煤后減風的原則。

4.3 鍋爐返料結(jié)焦的預防措施

壓火后，應該馬上關(guān)閉返料閥風與二次風機，再關(guān)閉給煤機！若料層溫度下降，則馬上關(guān)閉引風機與一次風機，最后關(guān)閉全部風門，使得料層呈靜止狀態(tài)，隔絕空氣。同時，要保證采用滿足標準的爐內(nèi)澆筑料和耐火耐磨材料，防止其剝落而引起爐膛和返料器結(jié)焦現(xiàn)象。另外，在返料系統(tǒng)投入的過程中要仔細檢查其返料是否正常通暢，避免出現(xiàn)返料故障而產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。

5、結(jié)束語

在循環(huán)流化床鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行過程中，鍋爐結(jié)焦問題是其重要影響因素，直接影響著鍋爐的推廣應用及其可持續(xù)發(fā)展。因此，對循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象進行全面正確的認識，并分析其發(fā)生的原因，有針對性地采取預防措施，能夠在最大限度上為鍋爐的安全穩(wěn)定運行提供保障。

參考文獻：

[1] 劉德昌 ， 陳漢平等 . 循環(huán)流化床鍋爐運行及事故處理 [M]. 中國電力出版社 .

[2] 云南冶金云芯硅材股份有限公司 . 硅料廠供熱車間蒸汽鍋爐崗位作業(yè)指導書 [S].