電廠循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因及預(yù)防對(duì)策

陶永進(jìn)

摘要：各大電廠在生產(chǎn)的過程中，應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)可進(jìn)一步提高脫硫率，減少不必要的污染，因此，該項(xiàng)技術(shù)具有環(huán)保節(jié)能的功效。循環(huán)流化床鍋爐還能發(fā)揮出燃料的優(yōu)勢(shì)，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，確保灰渣得到充分利用。在具體操作的過程中，鍋爐經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦的問題，本文主要對(duì)其結(jié)焦的原因進(jìn)行分析，然后探討相應(yīng)的改進(jìn)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：電廠;循環(huán)流化床鍋爐;結(jié)焦;預(yù)防

引言

在各大電廠中，常用的一種設(shè)備是循環(huán)流化床鍋爐。該類鍋爐的工作效率比較高，運(yùn)行成本比較低，在運(yùn)行的過程中，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，可確保燃料得到充分燃燒。在應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐的過程中，由于與之相關(guān)的技術(shù)體系并不完善，造成鍋爐存在各種各樣的技術(shù)問題，給企業(yè)帶來很大的損失。循環(huán)流化床鍋爐的常見問題是結(jié)焦，其不僅會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行，還會(huì)降低電廠運(yùn)行的效益。因此，要制定有效的預(yù)防措施，避免產(chǎn)生結(jié)焦問題。

一、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)

循環(huán)流化床鍋爐對(duì)燃料具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，而且具有節(jié)電與節(jié)煤功能，工作效率比較高， 在各大電廠中得到廣泛的應(yīng)用。循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)。第一，該類鍋爐對(duì)燃料的適用性極強(qiáng)，可適應(yīng)多種燃煤，如無煙煤、煙煤和褐煤。此外，也可將秸稈和稻殼作為主要的燃料。第二，循環(huán)流化床鍋爐具有優(yōu)越的結(jié)構(gòu)性能。在該鍋爐中，主要采用高低溫兩級(jí)的方式對(duì)過熱器進(jìn)行布置;采用一級(jí)布置的方式完善空氣預(yù)熱器與省煤器的功能，從而提高燃料的燃燒效率。

二、循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的原因與形成

1、結(jié)焦原因

第一，循環(huán)流化床鍋爐所面臨的壓力和溫度不穩(wěn)定，導(dǎo)致燃?xì)馊狈σ欢ǖ姆€(wěn)定性，與之相關(guān)的技術(shù)參數(shù)存在較大的波動(dòng)。第二，氧氣含量不斷下降。第三，鍋爐膛的負(fù)壓力增加，風(fēng)室風(fēng)壓和風(fēng)量的波動(dòng)較大。第四，壓力負(fù)荷值和氣溫逐漸下降。第五，在排渣的過程中，管道面臨堵塞，排渣不順利。第六，通過觀察可知，在流化床中出現(xiàn)了渣塊，燃料在鍋爐中無法正常運(yùn)行。

2、結(jié)焦過程

循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)焦現(xiàn)象可分為兩種，一是低溫結(jié)焦，二是高溫結(jié)焦。如果床層的整體溫度低于灰渣變形的溫度，由此產(chǎn)生的結(jié)焦就稱之為低溫結(jié)焦。如果床層的溫度比較高，其所產(chǎn)生的結(jié)焦稱之為高溫結(jié)焦。隨著溫度的不斷下降，高溫焦塊會(huì)產(chǎn)生數(shù)量不多的氣孔，顏色為深褐色。在各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)都正常的情況下，會(huì)逐漸形成漸進(jìn)性結(jié)焦。隨著時(shí)間的不斷推移，焦塊體積會(huì)越來越大，這樣就會(huì)影響流化與排渣，影響鍋爐正常運(yùn)行。

三、案例分析

為了進(jìn)一步分析循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)焦問題，并對(duì)這一問題進(jìn)行有效的預(yù)防，在本次研究中，主要以某熱電廠的兩部循環(huán)流化床鍋爐為例。這兩臺(tái)鍋爐在運(yùn)行和啟動(dòng)時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦問題。鍋爐的爐膛為全膜式水冷壁懸吊結(jié)構(gòu)，在燃燒室的底部設(shè)置水冷布風(fēng)板和等壓風(fēng)室。

循環(huán)流化床鍋爐出現(xiàn)結(jié)焦問題后，不僅會(huì)影響到鍋爐的正常運(yùn)行，還會(huì)給熱電廠造成較大的損失。比如，每次產(chǎn)生結(jié)焦事故，需鍋爐停止運(yùn)行，停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)五天，這給熱電廠所帶來的經(jīng)濟(jì)損失不言而喻。因此，要采取有效的措施對(duì)鍋爐結(jié)焦問題進(jìn)行預(yù)防。煤和底料在燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生許多熱量，由于這些熱量不能被及時(shí)帶走，會(huì)導(dǎo)致溫度越來越高，當(dāng)溫度超過灰渣變形的溫度后，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦。局部位置出現(xiàn)結(jié)渣后，這些渣塊會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)形成較大的渣塊，從而對(duì)鍋爐的流化狀態(tài)造成不利影響，只有停止鍋爐運(yùn)行，才能避免問題進(jìn)一步惡化。

1、灰渣熔點(diǎn)低

由于結(jié)焦分為低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦，因此，兩類結(jié)焦的形成均與溫度有關(guān)。在高溫結(jié)焦?fàn)顟B(tài)下，床溫度比較高，即使鍋爐處于正常的流化狀態(tài)，也會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦。在低溫結(jié)焦?fàn)顟B(tài)下，床層的整體溫度低于灰渣的變形溫度，加之灰渣的熔點(diǎn)與其成分有密切關(guān)系，若鈉與鉀的含量較高，會(huì)導(dǎo)致灰渣的熔點(diǎn)下降，繼而產(chǎn)生結(jié)焦。

2、床料流化不良

如果鍋爐的流化不良，也會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)焦。為了確保循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行，要充分發(fā)揮出燃料的作用。常見的燃料主要有灰渣和煤，如果硫化效果不佳，就會(huì)導(dǎo)致燃料在局部位置不斷堆積，加之床料自身擁有較高的溫度，若燃料并未完全燃燒，就會(huì)持續(xù)釋放熱量，導(dǎo)致熱量不斷積累，使得該位置的床料溫度迅速增加。一旦其溫度超過灰渣自身的熔點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦。若惰性床料顆粒和燃燒煤顆粒的相對(duì)速度為零，就會(huì)導(dǎo)致燃料的傳熱速度加快，部分床料的溫度也會(huì)持續(xù)升高，從而形成融合的塊狀固體，并迅速粘結(jié)其周邊的惰性床料，使得這一固體體積不斷增加，一旦床的整體溫度超出固體的溫度時(shí)，床層會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊，鍋爐在運(yùn)行的過程中，其內(nèi)部的燃燒物質(zhì)會(huì)釋放出大量的熱量，如果熱量并未及時(shí)傳遞到受熱，就會(huì)對(duì)其周圍的物料行車影響，導(dǎo)致整體溫度迅速提升。若溫度超過灰渣的熔點(diǎn)溫度，就會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦。

四、預(yù)防鍋爐結(jié)焦的對(duì)策

1、對(duì)鍋爐點(diǎn)火進(jìn)行有效的控制

進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火時(shí)，要保證鍋爐具有良好的流化功能。點(diǎn)火后，要進(jìn)行燃料的投入操作，并考慮到溫度的影響，一旦加入的燃料并沒有完全燃燒，其溫度就會(huì)迅速提升，若不能對(duì)燃料進(jìn)行合理控制，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦。因此，需對(duì)床料的流化功能進(jìn)行合理控制，投煤時(shí)，可采用脈沖式給煤法，這樣就能避免產(chǎn)生小的焦塊。一旦發(fā)現(xiàn)焦塊，要在第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行處理。要縮短風(fēng)量的運(yùn)行時(shí)間，可避免出現(xiàn)結(jié)渣現(xiàn)象。點(diǎn)火后，還需考慮到其他問題，比如，盡量避免出現(xiàn)溫度無法控制的問題。不要一味增加煤，而且不可使用過多的燒油和床料進(jìn)行助燃。若使用油槍，則需對(duì)油量進(jìn)行合理控制，避免油量過大或過少。同時(shí)，還要對(duì)床料的升溫速度進(jìn)行控制，避免產(chǎn)生結(jié)焦。

2、合理控制差壓變化

為確保流化床鍋爐正常運(yùn)行，需對(duì)料層差壓進(jìn)行有效控制，確保其持續(xù)、均勻變化，如果出現(xiàn)變化不均勻的問題，就要仔細(xì)分析原因。如果料層差壓的變化速度加快，就要采取有效的預(yù)防措施。要加強(qiáng)對(duì)料層差壓的變化的觀察，一旦發(fā)現(xiàn)有突發(fā)狀況，就要及時(shí)采取措施。

五、循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行管理要點(diǎn)

為了不影響循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需采取有效的管理措施，保證鍋爐可以安全運(yùn)行。要仔細(xì)分析鍋爐在運(yùn)行中存在的問題，及時(shí)統(tǒng)計(jì)鍋爐發(fā)生的故障點(diǎn)，并對(duì)其運(yùn)行過程進(jìn)行優(yōu)化。要保證鍋爐的運(yùn)行溫度保持在合理范圍內(nèi)，通常要高出900℃，這樣才能達(dá)到理想的節(jié)能效果。在具體控制鍋爐溫度的過程中，要對(duì)給煤量和風(fēng)量進(jìn)行合理控制。如果要增加鍋爐的溫度，就要適當(dāng)增加給煤的數(shù)量，進(jìn)一步減少風(fēng)量。如果要降低鍋爐的溫度，就要適當(dāng)增加風(fēng)量，減少煤的用量。只需對(duì)風(fēng)量和煤量比例進(jìn)行控制，就能達(dá)到理想的溫度控制效果。在具體操作的過程中，管理人員要結(jié)合鍋爐的實(shí)際情況，選擇合適的管理方式，明確管理要點(diǎn)。

1、控制鍋爐負(fù)荷和鍋爐水位

要根據(jù)額定負(fù)荷的要求，對(duì)鍋爐的負(fù)荷進(jìn)行有效控制，合理控制負(fù)荷的比例。鍋爐運(yùn)行的最大負(fù)荷是110%的負(fù)荷，當(dāng)鍋爐在這一負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，需避免運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)。對(duì)鍋爐的正常水位進(jìn)行監(jiān)督，避免其接近最高水位或最低水位。定期對(duì)水位進(jìn)行校正和測(cè)量，選擇合適的測(cè)量工具。

2、對(duì)蒸汽壓力表等設(shè)備進(jìn)行有效的控制

為了確保蒸汽壓力表正常運(yùn)行，要及時(shí)對(duì)其管路進(jìn)行沖洗，并采用紅線標(biāo)明鍋爐運(yùn)行所面臨的最高壓力。要定期對(duì)壓力表進(jìn)行檢驗(yàn)，保證其性能完善。此外，要發(fā)揮出水位計(jì)、溫度計(jì)、自動(dòng)化控制等裝置的作用，及時(shí)對(duì)鍋爐的運(yùn)行參數(shù)變化進(jìn)行監(jiān)督，一旦報(bào)警裝置有所動(dòng)，就要及時(shí)分析問題產(chǎn)生的原因。需定期對(duì)報(bào)警裝置進(jìn)行檢查，避免其操作失靈。

結(jié)束語

總之，為了有效預(yù)防鍋爐的結(jié)焦問題，要仔細(xì)分析結(jié)焦產(chǎn)生的原因，采取有效的預(yù)防措施，就可達(dá)到事半功倍的效果。

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