試論火電廠循環流化床鍋爐的常見故障及預防措施

景海明

摘要：本文介紹了火電廠循環流化床鍋爐常見故障，分析故障發生的影響因素，提出相關的預防措施，為鍋爐正常工作及性能的充分發揮提供參考。

關鍵詞：火電廠 循環流化床鍋爐 故障 預防措施

循環流化床鍋爐燃燒技術污染低、效率高的燃燒技術，被廣泛應用在火電廠中。但受多種因素影響，容易發生一些故障，給火電廠正常生產帶來不良影響，因此，注重對循環流化床鍋爐故障的研究具有重要的現實意義。

一、故障及影響因素

火電廠循環流化床鍋爐常見故障較多，如水冷管磨損、結焦、點火、旋風分離器分離效率降低等。

1.水冷管磨損及影響因素

水冷管磨損主要受煙氣高通量、高顆粒濃度、高速度影響，沖擊鍋爐耐火材料及受熱面，給鍋爐部件造成較大磨損。同時，爐內溫度的循環變化，使爐內耐火構件面臨熱沖擊，導致鍋爐磨損加劇。研究發現，鍋爐磨損故障的出現主要受煙氣流速、煙氣顆粒濃度、燃料性質等影響，另外，安裝及檢修質量也會導致磨損現象的發生。其中煙氣具有越高速度的氣流，磨損越嚴重，一次風量、二次風量大也會加劇水冷壁的磨損。煙氣顆粒濃度越大，含有的細小顆粒越多，水冷壁與顆粒接觸的機率越高，自然造成較大磨損。而且燃料顆粒具有越大的硬度以及越高的灰分含量給水冷壁管壁造成的切削越嚴重，磨損程度越深，使得水冷壁管的使用壽命大大縮短。另外，未嚴格按照相關規范標準進行安裝及檢修操作，會增加磨損嚴重程度。例如，當管屏表面存在較多焊接凸起時會大大增加顆粒渦流，使得磨損進一步加劇。

2.結焦及影響因素

結焦主要發生在高溫分離器物料循環系統中，結焦產生的大渣塊會將物料流通回路堵塞。同時，當鍋爐受熱面出現結焦現象時，會給燃料燃燒及傳熱帶來不利影響，尤其增加鍋爐通風阻力。另外，結焦給鍋爐的安全運行構成較大威脅，嚴重時停爐。通過分析鍋爐結焦主要影響因素有：（1）點火時使用無煙煤、煤矸石等不易燃燒燃料、燃煤粒徑與運行通風量不匹配、煤油燃燒時間太長等，使得燃燒不完全的油渣和床料板作用產生渣塊。（2）鍋爐運行過程中物料循環系統有漏風情況，導致旋風筒中混有較多空氣，導致床料中的可染物因得到氧氣而燃燒，最終引起床料因局部區域溫度過高而結焦。另外，循環灰量較少，在物料循環系統中不能迅速移動，以及燃燒室煙氣攜帶煤粒進入到返料中，均會導致結焦的出現。（3）分析發現，返料器阻塞也會引起結焦現象的發生，尤其當返料器工作突然停止時，導致鍋爐內循環物料減少，床溫不穩定，如控制不善受高溫作用而結焦。

3.點火故障及影響因素

火電廠循環流化床鍋爐時常出現點火故障，分析原因主要由以下因素引起：加熱升溫時間比較長久，加熱均勻性差；布風不均勻，局部發生底料被吹穿形成結焦，導致床溫不夠穩定與均衡。另外，受堵灰、斷煤等因素影響，導致滅火。

4.旋風分離器分離效率低及影響因素

旋風分離器分離效率所受的影響因素較多，如入口顆粒粒徑和濃度、入口溫度、進口氣體速度等，尤其當循環灰量細而少、床層流化速度低；分離器密封不嚴密，形成二次攜帶；分離器磨損嚴重，坍落導致其形狀改變等，均會給分離器的正常工作帶來不利影響。

二、常見故障預防對策

1.水冷管磨損預防措施

為預防水冷管磨損，給循環流化床鍋爐性能的充分發揮奠定基礎，可采取以下措施加以預防，以延長水冷管使用壽命。首先，加強運行控制。在床料充分流化不被影響的前提下，將一次風量適當調低。同時，在保證所需氧量的基礎上，對二次風量進行調整，實現上下二次風量的合理搭配，將過剩空氣控制在允許范圍內。另外，將密相區高度適當降低，將爐內燃煤顆粒停留時間延長，并在綜合分析負荷變化的基礎上確定合理的煙氣流速、床層密度以及床層差壓等參數。其次，注重煤質量的管理。對來煤進行篩分操作，結合粒徑實大小實現對碎煤機錘頭間隙的靈活調整。同時，盡可能的使用二級破碎系統，確保煤顆粒的均勻性，并加強煤矸石量的控制。最后，提高水冷壁管質量。例如，對水冷管鰭片進行滿焊操作，防止水冷壁管屏表面出現凸起。同時，安裝操作時要求經驗豐富的人員進行澆筑操作。另外，熱噴涂裸露部分的水冷管壁，以提高其耐磨性能。而且在不給鍋爐吸熱量造成影響的基礎上還可進行埋管操作。

2.結焦預防措施

為防范火電廠循環流化床鍋爐結焦，可采取以下措施：首先，將一次風速適當提高。通過一次風速的適當提高，不僅可緩解燃燒器周圍結渣現象，而且可增大燃燒器和著火點的距離，使得火焰高溫區推移到爐膛中心位置，有效防止噴口周圍出現結渣現象。其次，加強結焦高發生率位置的控制。確保這些位置具有良好的流化，保證溫度均勻、顆粒混合均勻、迅速，有效防止局部溫度過高。同時，確保爐膛出口溫度均勻，尤其可借助二次風、三次風反切將爐膛出口煙氣殘余旋轉降低。再次，鍋爐運行期間，加強高溫旋風分離器溫度的監控，一旦發現分離器出現超溫現象，及時調節風量和煤量的比例關系，注重對料層差壓、床溫等運行參數的控制。最后，確保火焰中心處于正中位置。火焰溫度一般在1400～1600℃范圍，當灰渣和爐壁接觸時仍處于熔化或軟化狀態會粘附于爐壁，特別爐膛內壁存在未燃帶時其具有較高溫度，會增加結渣發生率。因此，應確保火焰處于正中心位置，防止貼邊、偏斜。同時，注重返料器檢查。定期測定床層溫度，并結合循環量大小對返料風進行合理調整。同時，加強返料裝置檢查，解決解決漏風現象。

3.點火故障預防措施

為避免點火故障的發生，確保正常點火，應注重以下措施的嚴格落實：首先，嚴格控制底料粒徑大小。一般情況下底料粒徑控制在0～13mm，厚度控制在（400±50）mm。同時，使用具有較高發熱值的煙煤，尤其杜絕燃煤中混入石灰石、造氣爐渣、煤矸石等。其次，做好底料熱值的控制。研究發現，將底料熱值控制在2093～4186KJ/kg為宜。原因在于當熱值過高，點火時溫度短時間內得以迅速升高，增加控制難度的同時，過高的溫度容易出現結焦。而當熱值較低時升高床溫的難度較大。最后，確定最佳的臨界流化風量。確定最佳的臨界流化風量可有效防止點火操作中結焦情況的發生，因此，應結合實際不斷的進行調整。

4.分離器分離效率提高措施

實踐表明，采用以下預防措施可明顯提高分離器分離效率，促進鍋爐效率的不斷提升。首先，制定嚴格的檢查制度，做好分離器內壁的磨損情況的定期檢查，一旦發現磨損情況應及時進行修補。同時，注重分離器竄氣、漏風現象的檢查，如存在竄氣、漏風現象應進行采取措施加以解決。其次，注重燃煤流化風量及粒徑的控制。檢查中當回料出現異常時，應進行適當調節，確保燃煤粒徑與流化風量相匹配，確保循環物料量處于允許范圍。同時，根據以往經驗，不斷總結分離器風量的配比經驗，確定最佳的配比參數。最后，做好入爐煤顆粒大小的控制，確保小、中、大顆粒燃煤比例的控制，實現煙氣流速的提升。

眾所周知，火電廠循環流化床鍋爐包括很多子系統及構件，運行期間所受的影響因素較多難免出現故障，這就要求技術人員明確常見故障及故障發生原因，在實際生產中積極采取針對性措施加以預防，確保鍋爐的正常運行，為火電廠長遠、發展鋪平道路。

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