循環流化床鍋爐的常見故障探索

戴厚峰

摘 要：文章分為三個部分：首先從三個方面對循環流化床鍋爐的技術優勢進行了分析，接著對循環流化床的發展現狀進行了梳理，最后為了提高循環流化床鍋爐運行的穩定性，筆者結合自身的工作經驗對于此類型鍋爐常見的故障問題進行了具體的闡釋，并對此給出了應對的方案，這對于提升循環流化床鍋爐的工作效率有十分重要的現實意義，同時也對國內同類型的機組設備的優化與改造具有一定的參考意義。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；故障；原因；措施

中圖分類號：TK228 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）08-0102-02

循環流化床鍋爐是一種新型的節能環保鍋爐，具有高燃燒效率、適應性強的特點，如今已經在全世界的范圍內得到了廣泛的發展應用。如今，它已經成為全球最為實用的燃煤設備之一，但隨著應用范圍的增大，循環流化床鍋爐在安裝和運行的過程中也逐漸暴露出了一些問題，筆者在實際的工作中積累了一些操作經驗，希望能夠為循環流化床鍋爐的正常運行提供可靠性。

1 循環流化床鍋爐的發展優勢

循環流化床鍋爐的燃燒方式，和替他的燃燒技術相比有以下三方面的優勢：

首先，循環流化床鍋爐內能夠利用脫硫劑進行高校脫硫，這是循環流化床最為突出的優點。通常情況下，循環流化床的溫度在852～950 ℃，這一溫度區間恰好是脫硫反應效率最快的，若是石灰石和鈣流比適當的狀況下，循環流化床的脫硫率可達到90%以上。同時，循環流化床鍋爐的二氧化硫與氮氧化物的排放量要遠遠小于煤粉爐，每年可節約的脫硫費用達幾百萬元；

其次，循環流化床鍋爐的燃燒因為大量灰粒子的循環比較穩定造成它占有的床料份額十分少。循環流化床的爐膛中，隨著爐膛面積的增大，物料在爐膛內燃燒的時間會提升到幾分鐘。爐內燃燒時間的延長，讓熱量的交換變得十分充分，這些都為新加入燃料的余熱和燃燒創造了很好的基礎。那些沒有燃燒完的煤粒經過多次的循環燃燒之后，可以參與爐膛內劇烈的熱量交換。因而，循環流化床不僅可以高效的燃燒各種煤料；

第三，循環流化床鍋爐內流動的床料大多都是高溫灰渣，這些高溫灰渣在循環的過程中為新填入的煤料的燃燒創造必要的高溫條件，所以根本不需要添加任何的液體輔助燃料，它的最低燃燒負荷已經達到了額定的30%，根本就不可能發生不能燃燒或者是熄火的狀況。也就是說，循環流化床的鍋爐負荷調節范圍比較廣，能夠適應快速的變化需求。

2 循環流化床鍋爐的發展現狀

循環流化床鍋爐技術在我國的應用實踐比較早，目前有多家鍋爐廠都和高校進行合作，不斷的對循環流化床進行技術研發。起初，循環流化床鍋爐主要依賴于國外的先進技術，比如美、德、日等國家的循環流化床鍋爐發展已經相對成熟，它們所生產的鍋爐設備已經投入了商業運營中。通過對這些先進國家的鍋爐技術的引進，我國快速的吸收了先關的技術工藝，我國循環流化床鍋爐也正朝著參數高、機組大的方向發展著。

在國家科研項目的支持下，我國一些大型的鍋爐制造廠已經開始進行600 MW超臨界鍋爐的前期研發工作，并提出了先關的方案。如哈爾濱鍋爐廠在西安熱工研究院的協助下研制出了330 MW循環流化床鍋爐、四川的白馬循環流化床機組在2006年的時候投入了商業運營，如今600 MW流化床鍋爐也進入到了實際的建設階段。

總之，我國440T以下的循環流化床鍋爐設計與制造的技術已經趨于成熟，截止到現在，全國投入運行的這類型號的循環流化床鍋爐機組已經將近1 000臺，循環流化床鍋爐技術已經發展成為推動我國電力發展的一個重要動力。

3 循環流化床鍋爐的常見故障

3.1 爐管爆裂

爐管爆裂之后常常會噴發出大量的汽水，不僅會對爐墻形成激烈的沖擊，還會讓鍋爐在短時間內嚴重缺水，這樣就會造成停爐的現象。爐管爆裂的原因可能有以下幾種原因：第一，水冷壁管的供水量不足。水冷壁下集箱的兩根進水管設計的不合理，會促使它們在同一水平面上，壁管受熱的不均勻會導致鍋爐水循環不流暢，從而致使管內水量不足，爐管在高溫的作用下逐步變形、爆開；第二，鍋爐內水的質量不達標。通常情況下，鍋爐內的水pH值應該在9～11之間，硬度要小于0.03 mmol/L，不合格的水質很容易致使管內結垢、腐蝕，從而致使管壁變薄。

針對這些狀況，根據筆者多年來的工作經驗，現提供以下解決方案：

第一，要將煤破碎機的齒輥間隙保持在10毫米左右，這樣可以最大限度的保證燃料煤粒度比較均勻。鍋爐風帽的通暢、一次風機和二次風機的運行都需要進行檢查，若是發現問題，需要對這些有問題的部件進行維修或是更換，這樣才能確保燃料的流化狀態是沒有異常情況的；

第二，水冷壁位于爐膛內的正上方，和高溫形成直面接觸，在引風的作用下，參與燃燒的顆粒會對壁管表面形成直接的沖刷和摩擦，這樣就會造成壁管的受損與破壞。這時就需要采用全懸掛吊膜式的壁管結構，同時在一些容易遭受損失的部位敷設一些耐磨材料；水冷壁管內要保證不能出現斷水的情況，根據《工業鍋爐水質》的有關規定，鍋爐內水的質量還要符合一定的要求，同時還需要對那些不合理的管道重新進行優化布置；若鍋爐被閑置過很長一段時間，就需要在重新啟動之前對其做好前期的維護、保養工作，比如鍋爐內儲存的一些污水、廢物都需要進行清理，同時還需要放入一些石灰干燥劑。

3.2 流化床結焦

鍋爐在運行的過程中，床料流化正常的前提下床層溫度整體較高時，就會發生結焦的現象。在床料含碳量比較高的狀況下，風量與返料量若是得不到及時的調整，床層溫度就會大幅度的上漲，一旦超過灰熔點就會發生結焦；床層的整體溫度是低于灰渣變形溫度的，但若是局部存在超低溫的現象時，就會發生低溫結焦，這種狀況一般會出現在點火階段和壓火階段。除了這兩種結焦形式，還有一種漸進性的結焦形式，它是循環流化床鍋爐運行過程中最常見一種，也就是在各種運行參數都正常的情況下逐漸呈現出焦塊，有的堅硬無比、有的卻十分稀疏，在運行過程中是很難察覺到的。

造成這種結焦形式的原因可能有以下幾種：入爐的煤料度控制不好，出現不良流化和分層燃燒的現象；爐膛風帽失效，兩側床料流化的質量不一，質量較差的部分容易出現結焦。不管是哪種形式的結焦，焦狀物都會隨著時間的延長而加劇，致使流化變得更加困難，最終運行參數會出現波動，造成停爐事故。

根據本人多年的工作經驗，現提供以下解決方案：

第一，點爐之前需要將爐膛內的灰渣進行清理，根據風力的大小均勻的排出灰渣，為了保證返料的正常，返料箱內的小灰也要及時排出。檢查風帽時需要注意他是否被堵塞，出現的異常情況也要進行及時處理。啟動鍋爐時需要進行常規的冷態流化實驗，確保床層整體分布要均勻；

第二，點爐時，要去保證在一定時內升到500 ℃以上，若是床層溫度達不到標準，需要對引風量進行控制，這樣床層溫度達到900 ℃時就會呈現回落趨勢，這時就要根據實際的狀況控制煤的供應量。若是床層溫度升到900 ℃以上還在繼續上漲，這就說明爐內還可燃燒的燃料有很多，此時需要立即停止爐火，等到溫度低于800 ℃時再進行重啟；

第三，時刻觀察溫度表注意流化床左右的溫度差，若是溫度差很大，就說明燃料的流化是不正常的，下部可能存在沉積或是結渣的現象，這時就需要加大一次風量，及時的清除爐渣，若是排渣出現了異常，需要立即停止鍋爐。

3.3 燃料外循環和旋風分離器問題

燃料外循環是只鍋爐內燃燒的煤料飛出了爐膛，在旋風分離器的分離之下，那些沒有燃燒的大顆粒物質會回到爐內進行二次燃燒的現象。在實際操作的過程中，出現這種故障時會致使床層溫度和壓力波動很大，從而造成鍋爐運行的不穩定。造成這種現象的原因可能是因為返料風室內積灰太多造成燃料煤流化狀況不佳，返料出現異常。

另外，布風板上風帽被損壞和風量調節的不合理也會出現這種現象。根據筆者的經驗，點爐之前需要對返料風室內的沉積物進行徹底清理，這樣才能保證風帽的通常。在鍋爐運行的過程中需要對返料風及時進行調節，這樣才能確保燃料經過旋風分離器分離之后能夠自由落入返料箱內，正常進入爐膛。旋風分離器的結構都比較簡單，是循環流化床鍋爐應用最為廣泛的一種分離設備。在實際的操作過程中，旋風分離器的工作效率是衡量工作性能的一項重要指標，它分離的效率與形狀、結構、入口氣體速度都有著十分密切的關系。若是分離器的工作效率低于設計值，就會造成那些沒有燃盡的顆粒不能有效燃燒，發揮不出鍋爐的節能目標。同時，飛灰量的加劇會造成尾部受熱面積的大幅度磨損，從而增加除灰設備的消耗。另外，進入循環回路的灰量降低，會致使循環量的下降，這樣床溫不僅得不到有效的控制，還會影響鍋爐的運行性能。針對上述情況，我們除了定期對分離器的各個部位進行檢查外，還需要對燃煤料進行檢查。鍋爐供煤時所含的顆粒大小比例若是在合理的數值范圍內，就會改善分離器的角度，從而提升煙氣的流通速度，增強分離器的工作效率。

4 結 語

目前，循環流化床基于自身的環保與經濟特性在我國的電力領域內得到了廣泛的普及和發展，這種新型燃燒形式的鍋爐因為技術的不純熟，在運行過程中逐漸的暴露出一些設備與操作方面的問題，根據文章的介紹，我們可以看出循環流化床鍋爐運行過程中出現的各種故障是因為各個不確定的因素導致的。筆者結合自身多年的一線工作經驗，對爆裂、結焦、燃料外循環與旋風分離器的異常原因進行了具體的分析，并提供了合理的解決方案。循環流化床鍋爐在發生故障時若是第一時間得到了有效的解決，便會整體提升鍋爐運行的安全性和穩定性，從而為企業此類型號的鍋爐運行穩定提供了技術參考。

參考文獻：

[1] 劉德昌，陳漢平，張世紅，等.循環流化床鍋爐運行及事故處理（第一版）

[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2] 王玉君.循環流化床鍋爐常見故障及預防[J].科技導向，2011，（5）.

[3] 趙翔，王安琪.循環流化床鍋爐常見故障與處置方案[J].選煤技術，

2015，（5）.

[4] 王曉暉，董秦，田正斌，等.循環流化床鍋爐的現狀及發展[J].能源研究及 信息，2006，（3）.

[5] 中國電機工程學會熱電專業委員會.劣質煤流化床灰渣綜合利用[A].

循環流化床鍋爐學術交流會論文選編[C].1993.