循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的原因及解決措施

金林

（黑龍江省伊春市林都熱電廠，黑龍江 伊春 153000）

概述

大型CFB 鍋爐是近幾年才發(fā)展起來的電站鍋爐，它的設(shè)計(jì)、運(yùn)行都有待不斷積累經(jīng)驗(yàn)去完善，運(yùn)行中難免出現(xiàn)一些問題。通過對我國已投產(chǎn)440t/h 級大型CFB 鍋爐的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，相對于常規(guī)煤粉爐，CFB 鍋爐結(jié)焦已是一個(gè)最為普遍的且是比較嚴(yán)重的問題。處理不好勢必嚴(yán)重影響CFB 鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也影響到CFB 鍋爐的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。因此對循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因的分析并提出解決辦法，會(huì)不斷提高大型CFB 鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行水平。

1 結(jié)焦現(xiàn)象及原因

循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)結(jié)焦的現(xiàn)象主要有：⑴CRT 顯示床溫、床壓極不均勻，燃燒極不穩(wěn)定，相關(guān)參數(shù)波動(dòng)大，偏差大。⑵結(jié)焦初期(局部)料層差壓下降，結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)，料層差壓急劇增加。⑶氧量快速下降，幾乎近于零。⑷爐膛負(fù)壓增大，一次風(fēng)量，風(fēng)室風(fēng)壓波動(dòng)大。⑸負(fù)荷、壓力、汽溫均下降。⑹排渣不暢，床層排渣管發(fā)生堵塞，單個(gè)或多個(gè)放渣口放不出渣或放渣中有疏松多孔燒結(jié)性焦塊(局部結(jié)焦)；⑺觀察火焰時(shí),局部或大面積火焰呈現(xiàn)白色。

2 結(jié)焦原因分析：

當(dāng)床層整體溫度低于灰渣變形溫度而由于局部超溫或低溫?zé)Y(jié)而引起的結(jié)焦稱低溫結(jié)焦，低溫焦塊是疏松的帶有許多嵌入的未燒結(jié)顆粒。床層整體溫度水平較高而流化正常時(shí)所形成的結(jié)焦現(xiàn)象稱高溫結(jié)焦，高溫焦塊表面上看基本上是熔融的，冷卻后呈深褐色并夾雜少量氣孔。運(yùn)行中的床溫、床壓和流化都正常情況下出現(xiàn)的緩慢長大的焦塊稱漸進(jìn)性結(jié)焦，這種結(jié)焦是較難察覺的。爐內(nèi)結(jié)焦是由于高溫結(jié)焦、低溫結(jié)焦、漸進(jìn)性結(jié)焦和油煤混燃時(shí)間較長以及流化不正常引起的結(jié)焦，不論是哪種原因引起的結(jié)焦，一旦渣塊在床料中存在并隨著時(shí)間的推移，焦塊將越來越大，造成流化困難，堵塞排渣管，最后被迫停爐。

生產(chǎn)運(yùn)行中結(jié)焦可能原因分析：(1)燃煤、床料熔點(diǎn)太低，在床溫較低水平下就可導(dǎo)致結(jié)焦。(2)流化風(fēng)量偏低，常時(shí)間流化不良。一次風(fēng)量過小，低于臨界流化風(fēng)量，物料流化不好。爐底風(fēng)壓過低，布風(fēng)板阻力較低，(一般布風(fēng)板阻力應(yīng)為整個(gè)料層阻力的25～30%)，布風(fēng)不均，致使?fàn)t內(nèi)流化不良，在床層內(nèi)出現(xiàn)局部吹穿，而其它部位供風(fēng)不足，床溫偏高，物料產(chǎn)生粘結(jié)，從而形成焦塊。(3)風(fēng)帽損壞，造成布風(fēng)板布風(fēng)不均，部分料層不流化。(4)返料影響。返料風(fēng)過小造成返料器返料不正常或返料器突然由于耐火材料的塌落而堵塞或因料差高放循環(huán)灰外泄失控等原因，返料無法正常返至爐內(nèi)，造成床溫過高而結(jié)焦。若再通過加煤來維持壓力及汽溫，則床溫在返料未回爐膛及加煤的雙重作用下灰急劇上升而導(dǎo)致床上結(jié)焦。(5)床溫測量裝置故障，床溫表失準(zhǔn)，造成運(yùn)行人員誤判斷或?qū)δ骋粏吸c(diǎn)床溫偏高束手無策。(6)運(yùn)行人員對床溫監(jiān)視不嚴(yán)造成超溫。(7)壓火時(shí)操作不當(dāng)，冷風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)。(8)鍋爐長期超負(fù)荷運(yùn)行或負(fù)荷增加過快，操作不當(dāng)。(9)啟爐時(shí)料層過簿或過厚。(10)爐內(nèi)澆注料大面積塌落，造成局部流化不良，過熱而結(jié)焦。(11)運(yùn)行過程中由于給煤機(jī)運(yùn)行不正常，給煤量測量不準(zhǔn)而給煤過多，造成床層局部超溫。(12)鍋爐運(yùn)行中，長時(shí)間風(fēng)、煤配比不當(dāng)，過量給煤。

3 防止結(jié)焦的技術(shù)措施

目前，循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦已是一個(gè)最為普遍的且是比較嚴(yán)重的問題。處理不好勢必嚴(yán)重影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也影響到循環(huán)流化床鍋爐的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。因此對循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因的分析并提出解決辦法，會(huì)不斷提高大型CFB 鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行水平。

首先，一定要保證良好而穩(wěn)定的入爐煤質(zhì)，特別是粒度、細(xì)度、矸石、熔點(diǎn)等指標(biāo)一定要嚴(yán)格控制。點(diǎn)火前一定要認(rèn)真做好流化試驗(yàn)，就地觀察底料流化情況及厚度，確保合格。良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場，可有效控制旋風(fēng)分離器的二次燃燒，避免燃燒室、旋風(fēng)分離器、回料器的超溫結(jié)焦。

其次，對CFB 鍋爐應(yīng)盡量縮短啟動(dòng)時(shí)間，否則油煤混燒時(shí)間過長，調(diào)整不當(dāng)極易發(fā)生結(jié)焦，尤其投煤初期煤油混燒階段，大量的煤投到爐內(nèi)不能完全燃燒，很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結(jié)焦。點(diǎn)火初期當(dāng)床溫達(dá)到投煤溫度時(shí)，應(yīng)立即投煤，燃燒穩(wěn)定后果斷斷油，包括在事故處理過程中，及時(shí)地?cái)嘤停姑河突烊紩r(shí)間縮短，防止結(jié)焦。開始投煤量較大會(huì)出現(xiàn)床溫飛升的現(xiàn)象，啟爐時(shí)點(diǎn)動(dòng)給煤的時(shí)間較長會(huì)造成可燃物的積累從而引起爆燃現(xiàn)象，對揮發(fā)份較低煤的點(diǎn)火及運(yùn)行過程應(yīng)十分注意可燃成分的積累以免造成爆燃現(xiàn)象，剛開始投煤時(shí)，不得過快過猛，遵循少量間斷的原則，先單臺給煤機(jī)點(diǎn)動(dòng)少量給煤等確認(rèn)爐膛氧量下降、床溫上升才可再次并逐漸延長點(diǎn)動(dòng)給煤時(shí)間、增加給煤量。在700℃以前，最好采用點(diǎn)動(dòng)給煤，禁止連續(xù)給煤，投煤時(shí)機(jī)可參照氧量的變化進(jìn)行，在750℃以前，投煤量一定不能超過15t/h。

同時(shí)，為保證安全穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)在點(diǎn)火過程中保證布風(fēng)均勻性，并注意在點(diǎn)火過程后期適時(shí)排渣。避免低溫結(jié)焦，最好的辦法是保證易發(fā)地帶流化良好，顆粒混合迅速均勻或處于正常的流化狀態(tài)，這樣溫度均勻，可防止結(jié)焦。

最后，嚴(yán)格執(zhí)行各廠家的運(yùn)行規(guī)程，確保回料羅茨鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備安全運(yùn)行。避免回料閥內(nèi)因局部死區(qū)而出現(xiàn)結(jié)渣的現(xiàn)象。回料閥的充氣量應(yīng)嚴(yán)格控制在1%的鍋爐總風(fēng)量之內(nèi)，以防止未燃碳粒在局部區(qū)域復(fù)燃，避免回料閥內(nèi)結(jié)渣。

循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦有著設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行等多方面的主客觀原因。設(shè)計(jì)、制造單位，還應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量回訪，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，力求不斷完善設(shè)計(jì)，解決結(jié)構(gòu)隱患，優(yōu)化整體設(shè)計(jì)。對于運(yùn)行檢修人員需應(yīng)努力提高大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的理論水平，同時(shí)多借鑒同類機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，分析產(chǎn)生結(jié)焦的原因，執(zhí)行各項(xiàng)防止結(jié)焦的技術(shù)措施，在實(shí)踐中不斷積累操作經(jīng)驗(yàn)。如此，循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)焦還是可以控制和防范的。

結(jié)論

循環(huán)流化床鍋爐由于環(huán)保性能好，以成為火力發(fā)電廠和工業(yè)鍋爐領(lǐng)域的熱點(diǎn)，目前，國內(nèi)的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)正在向更大容量方向發(fā)展。但是，很多循環(huán)流化床鍋爐都不同程度存在出力不足、運(yùn)行周期短、灰渣不完全燃燒損失高、排煙損失大等問題，出現(xiàn)這些問題除設(shè)計(jì)不當(dāng)外，還有運(yùn)行方式不合理所致，可以通過優(yōu)化調(diào)整改善其運(yùn)行性能。

循環(huán)流化床鍋爐在許多單位最長運(yùn)行周期已達(dá)3000小時(shí)左右，該爐型再經(jīng)過一段時(shí)間防磨治理，在目前防磨治理的基礎(chǔ)上，思想再開闊一些，對磨損原因和機(jī)理的探索再認(rèn)真一些，防范措施、治理力度再加強(qiáng)一些、磨損這一頑癥一定能相應(yīng)治理的更好，其連續(xù)運(yùn)行時(shí)間還將延長，達(dá)到或超過3500小時(shí)沒問題。循環(huán)流化床鍋爐這個(gè)新產(chǎn)品一定能在全國的發(fā)電和供熱等各項(xiàng)事業(yè)中發(fā)揮出更大作用，一定能以它的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)逐漸取代目前市場上正在運(yùn)行的其他任何爐型，一定能為社會(huì)和各企業(yè)發(fā)揮出他的重大經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益，為緩解煤炭緊張局勢做出貢獻(xiàn)。

[1]岑可法等譯著.《循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)與思考》，科學(xué)出版社出版發(fā)行.

[2]循環(huán)流化床鍋爐交流會(huì)論文集（2），中國電力出版社，2002.

[3]岑可法等.循環(huán)流化床鍋爐原理設(shè)計(jì)及運(yùn)行.北京：中國電力出版社，1998.

[4]楊建華，屈衛(wèi)東，楊義波等.新鄉(xiāng)火電廠440t/h 循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)特點(diǎn).中國電力出版社，2002.

[5]440t/h 超高壓再熱CFB 鍋爐說明書，東方鍋爐股份有限公司，中國電力出版社，2000.