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(duì)燃料適應(yīng)性特別好、燃燒效率高、氣體污染物排放低，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，和灰渣綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。近20年來(lái)特別是近4年來(lái)，在我國(guó)得到了突飛猛擊的發(fā)展，我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐臺(tái)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(jì)、制造、安裝、調(diào)試和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但也暴露了一些問(wèn)題，結(jié)焦事故是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中最為常見(jiàn)的問(wèn)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(yù)防措施，對(duì)我公司兩臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐今后正常運(yùn)行預(yù)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(yùn)行當(dāng)中，應(yīng)確保鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，嚴(yán)格按照操作規(guī)程，控制風(fēng)煤比，調(diào)整料層厚度。認(rèn)真巡檢現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)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(jī)理

循環(huán)流化床結(jié)焦事故是在鍋爐機(jī)組運(yùn)行中最常見(jiàn)的事故，無(wú)論在正常運(yùn)行當(dāng)中、點(diǎn)火啟動(dòng)與壓火啟動(dòng)過(guò)程中都會(huì)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(guò)灰熔點(diǎn)而造成結(jié)焦。燃燒結(jié)焦不僅發(fā)生在爐膛，也會(huì)發(fā)生在旋風(fēng)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(duì)全廠工藝及安全，經(jīng)濟(jì)等都帶來(lái)很大影響。 在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行當(dāng)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(gè)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(tái)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(yùn)行溫度低于灰熔點(diǎn)溫度300-400℃，保持良好的流化狀態(tài)和正常的流動(dòng)，就不會(huì)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(dāng)循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量調(diào)整不當(dāng)，流化不均勻時(shí)或燃燒室溫度在某一時(shí)段超過(guò)灰熔點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)引起燃燒室內(nèi)局部結(jié)焦，造成風(fēng)帽堵塞，布風(fēng)板布風(fēng)不均勻，從而導(dǎo)致更大面積的結(jié)焦使鍋爐運(yùn)行不暢而停爐。

2.2 排渣管堵塞

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

2.3 返料堵塞導(dǎo)致?tīng)t膛結(jié)焦

由于返料器內(nèi)耐火材料坍塌堵塞或返料風(fēng)過(guò)小，使大量返料灰堆積在返料器中不能進(jìn)爐膛，這時(shí)爐膛內(nèi)床溫升高，但蒸汽的汽溫汽壓會(huì)隨之下降，如再通過(guò)加煤來(lái)維持負(fù)荷會(huì)加速床溫的升高，最終導(dǎo)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(dòng)過(guò)程中，若是送風(fēng)量太小，或者送風(fēng)量較臨界流化風(fēng)量更小，則會(huì)導(dǎo)致添煤速率太快而使得料層流化不佳，進(jìn)而引起鍋爐內(nèi)局部溫度過(guò)高的問(wèn)題，最終產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。而局部結(jié)焦現(xiàn)象會(huì)使得周?chē)w粒出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象，并且會(huì)漸漸擴(kuò)大其結(jié)焦面積。實(shí)際上，鍋爐運(yùn)行時(shí)的料層差壓可直接對(duì)燃燒室的料層厚度進(jìn)行反映，而料層厚度可直接影響鍋爐流化質(zhì)量，若厚度過(guò)大，且缺乏及時(shí)的排渣措施或者清除排渣管堵塞，則易導(dǎo)致流化不佳而引起爐膛結(jié)焦問(wèn)題。

3.2 煤燃燒特性及其灰熔點(diǎn)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(yīng)熔點(diǎn)也會(huì)存在差異若是煤中的Fe2S3、FeO、Na20等含量較大，則其灰熔點(diǎn)較低，易引起結(jié)焦問(wèn)題；當(dāng)煤中的SiO，Al203含量較大時(shí)，其灰熔點(diǎn)比較高，則不容易發(fā)生結(jié)焦。通常而言，煤的灰熔點(diǎn)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(diǎn)小于11000C，則其在床溫較低的情況下可能會(huì)引起結(jié)焦問(wèn)題。另外，煤顆粒處于一定溫度下，待液化后，其顆粒之間會(huì)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(shí)，煤顆粒的粒度過(guò)大，或者粗顆粒比例過(guò)大，都可以影響床層流化，使得爐膛溫度過(guò)高，最終引發(fā)結(jié)焦現(xiàn)象。

4、措施

4.1 鍋爐啟動(dòng)時(shí)和點(diǎn)火的預(yù)防結(jié)焦措施

首先，在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，要保證返料裝置充滿(mǎn)灰，再進(jìn)行投入，避免風(fēng)的反竄，可提高啟動(dòng)鍋爐的速度，以防止結(jié)焦。循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)該盡可能縮短鍋爐啟動(dòng)時(shí)間，避免油煤混燒的時(shí)間太長(zhǎng)而導(dǎo)致調(diào)整不當(dāng)，造成結(jié)焦問(wèn)題。其次，在點(diǎn)火前做好流化試驗(yàn)工作，對(duì)底料流化情況與底料厚度進(jìn)行觀察，確保其合格。在點(diǎn)火初期，應(yīng)該在床溫抵達(dá)投煤溫度時(shí)即刻投煤，在燃燒穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行斷油，避免結(jié)焦。要控制好進(jìn)煤量、臨界流化風(fēng)量以及溫升，若床溫為500℃，可通過(guò)脈沖加煤方法提高床溫，從而加快鍋爐啟動(dòng)速度！若床溫大于1050℃，則應(yīng)該停爐壓火，待其小于800℃再予以啟動(dòng)。

4.2 鍋爐運(yùn)行時(shí)的預(yù)防結(jié)焦措施

在鍋爐運(yùn)行時(shí)，需合理控制床溫，確保運(yùn)行風(fēng)量不小于臨界流化風(fēng)量，保證其料層厚度穩(wěn)定和風(fēng)煤配比合理，保障較佳的流化工況，避免床料沉積。在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，若床溫突然下降，判斷為床料沉積問(wèn)題后，則立即打開(kāi)冷渣排放管，進(jìn)行及時(shí)的排渣，等到床溫上升正常后，再予以適當(dāng)?shù)呢?fù)荷調(diào)節(jié)。在升降負(fù)荷的操作過(guò)程中，應(yīng)該堅(jiān)持兩個(gè)原則，其一是升負(fù)荷時(shí)堅(jiān)持先加風(fēng)后加煤的原則，其二是減負(fù)荷時(shí)堅(jiān)持先減煤后減風(fēng)的原則。

4.3 鍋爐返料結(jié)焦的預(yù)防措施

壓火后，應(yīng)該馬上關(guān)閉返料閥風(fēng)與二次風(fēng)機(jī)，再關(guān)閉給煤機(jī)！若料層溫度下降，則馬上關(guān)閉引風(fēng)機(jī)與一次風(fēng)機(jī)，最后關(guān)閉全部風(fēng)門(mén)，使得料層呈靜止?fàn)顟B(tài)，隔絕空氣。同時(shí)，要保證采用滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)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(guò)程中要仔細(xì)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(yǔ)

在循環(huán)流化床鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐結(jié)焦問(wèn)題是其重要影響因素，直接影響著鍋爐的推廣應(yīng)用及其可持續(xù)發(fā)展。因此，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象進(jìn)行全面正確的認(rèn)識(shí)，并分析其發(fā)生的原因，有針對(duì)性地采取預(yù)防措施，能夠在最大限度上為鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉德昌 ， 陳漢平等 . 循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行及事故處理 [M]. 中國(guó)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(chē)間蒸汽鍋爐崗位作業(yè)指導(dǎo)書(shū) [S].