胡乃威

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐的特性具有對燃料適應(yīng)性特別好、燃燒效率高、氣體污染物排放低，負荷調(diào)節(jié)范圍大，和灰渣綜合利用等優(yōu)點。近20年來特別是近4年來，在我國得到了突飛猛擊的發(fā)展，我國循環(huán)流化床鍋爐臺數(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、制造、安裝、調(diào)試和運行經(jīng)驗，但也暴露了一些問題，結(jié)焦事故是循環(huán)流化床鍋爐運行中最為常見的問題，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，對我公司兩臺循環(huán)流化床鍋爐今后正常運行預(yù)防事故的發(fā)生有參考作用。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；結(jié)焦；返料灰；床溫

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.006

1 循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦事故機理

循環(huán)流化床結(jié)焦事故是在鍋爐機組運行中最常見的事故，無論在正常運行當中、點火啟動與壓火啟動過程中都會經(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，燃燒溫度超過灰熔點而造成結(jié)焦。燃燒結(jié)焦不僅發(fā)生在爐膛，也會發(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，對全廠工藝及安全，經(jīng)濟及都帶來很大影響。

在循環(huán)流化床鍋爐運行當中，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階段，例如我司所用的云南產(chǎn)地所產(chǎn)的煤的灰渣的熔化溫度在大概在1200℃左右，而我司兩臺循環(huán)流化床鍋爐燃燒室內(nèi)溫度控制范圍在850-950℃，如果控制運行溫度低于灰熔點溫度300-400℃，保持良好的流化狀態(tài)和正常的流動，就不會造成床料結(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

當循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量調(diào)整不當，流化不均勻時或燃燒室溫度在某一時段超過灰熔點溫度時，會引起燃燒室內(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)焦使鍋爐運行不暢而停爐。

2.2 排渣管堵塞

當循環(huán)流化床鍋爐工況調(diào)整不當，燃料內(nèi)含碳量燃燒不完全時煤渣落入排渣管中，由于負壓的左右，煤渣在排渣管中二次燃燒、結(jié)塊，同時會導(dǎo)致排渣管堵塞、排渣不暢而停爐。

2.3 返料堵塞導(dǎo)致爐膛結(jié)焦

由于返料器內(nèi)耐火材料坍塌堵塞或返料風(fēng)過小，使大量返料灰堆積在返料器中不能進爐膛，這時爐膛內(nèi)床溫升高，但蒸汽的汽溫汽壓會隨之下降，如再通過加煤來維持負荷會加速床溫的升高，最終導(dǎo)致鍋爐高溫結(jié)焦。

3 循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦分類及現(xiàn)象

循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦分為低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦兩種。

3.1 低溫結(jié)焦現(xiàn)象

低溫結(jié)焦的表現(xiàn)為密相區(qū)內(nèi)的溫度顯示偏差大，個別測點溫度極低，爐膛出口負壓波動大，蒸汽負荷減小，冷渣機排渣不暢。

3.2 高溫結(jié)焦現(xiàn)象

床溫急劇上升，達到或超過煤的灰熔點溫度，床壓異常.布風(fēng)板阻力增大， 氧量波動大，伴隨有爆燃現(xiàn)象，一次風(fēng)機、引風(fēng)機電流相對減小，帶負荷能力降低，燃燒在料層表面進行，從觀察孔觀察有明顯的火焰且呈現(xiàn)白色，排渣困難 。

4 循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因分析

4.1 低溫結(jié)焦的原因

低溫結(jié)焦常發(fā)生在鍋爐正常啟動或壓火啟動過程中，在循環(huán)流化床鍋爐點火升溫或揚火時，床溫只有400-600℃，但由于局部流化不暢或風(fēng)帽堵塞，燃料燃燒釋放的熱量不能隨煙氣帶走或被受熱面吸收，導(dǎo)致熱量局部堆積，使床溫局部溫度高于灰熔點溫度，使灰渣熔化結(jié)塊，隨之此區(qū)域內(nèi)的流化狀況變差，焦塊表面溫度低，導(dǎo)致周圍區(qū)域內(nèi)的熱量被其吸收，使結(jié)塊范圍擴大。另外也有可能由于流化實驗沒有做好，在運行時操作不當，運行風(fēng)量低于臨界流化風(fēng)量，造成流化不當會造成結(jié)焦。

4.2 高溫結(jié)焦的原因

高溫結(jié)焦是指在流化正常的狀態(tài)下，爐床溫度整體偏高而發(fā)生的結(jié)焦。高溫結(jié)焦在點火升溫和正常運行時都有可能發(fā)生，在點火升溫時，如床溫升到950℃，而未能正常投入返料時會引起高溫結(jié)焦事故，高溫結(jié)焦是由于爐膛內(nèi)溫度高于灰熔點的溫度，使爐床內(nèi)的灰渣熔融結(jié)塊。并且司爐在操作時如果風(fēng)煤比操作不當會容易引起結(jié)焦事故。

5 循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦事故處理

5.1 低溫結(jié)焦處理

司爐人員一旦判斷低溫結(jié)焦，立刻采取果斷措施，對于我司的大型循環(huán)流化床鍋爐只能加大流化風(fēng)量，使渣塊在爐膛內(nèi)高速流化，由于低溫結(jié)焦的渣塊比較松散，有可能借助風(fēng)力，在床料的碰撞過程中打散渣塊，從而從冷渣機中排出，若渣塊將冷渣機堵塞，副司爐應(yīng)及時連續(xù)捅渣，直到正常下渣為止。

5.2 高溫結(jié)焦的處理

司爐人員一旦判斷可能結(jié)焦，應(yīng)立即停止給煤，并大幅加大一次風(fēng)量，降低床溫，待溫度恢復(fù)后再正常運行，若判斷爐內(nèi)已結(jié)焦，司爐可將根據(jù)最大額定電流增開一次風(fēng)機風(fēng)門，將爐子吹熄，然后停爐清渣，可減少因結(jié)焦對爐子的損害及可縮短打渣的勞動強度。

6 關(guān)于循環(huán)流化床結(jié)焦事故案例的總結(jié)

6.1 結(jié)焦事故原因

（1）某循環(huán)流化床鍋爐曾在運行過程中控制低床層運行，由于未控制好冷渣機排渣速率，造成料層局部流化風(fēng)量過大底料被吹穿，而周邊布風(fēng)不均使底料堆積，從而影響了整體流化工況導(dǎo)致低溫結(jié)焦。

（2）返料管線堵塞也是循環(huán)流化床超溫結(jié)焦的主要原因之一，某循環(huán)流化床運行過程中由于返料灰在返料管線中堆積，造成返料風(fēng)機出口管線堵塞、憋壓使返料風(fēng)機跳停，從而導(dǎo)致流化床床溫暴漲達到灰熔點溫度而高溫結(jié)焦。

6.2 結(jié)焦事故采取措施

總結(jié)以上兩次結(jié)焦事故，在循環(huán)流化床鍋爐運行過程中應(yīng)加強技術(shù)參數(shù)操作，嚴格控制床層厚度，將料層差壓控制在6.0—7.0Kpa之間，根據(jù)料層厚度控制冷渣機排渣速率，確保料層不被吹穿從而保證良好的流化狀態(tài)。

在開爐前嚴格檢查返料器內(nèi)部情況，保證返料器內(nèi)無積灰，返料布風(fēng)板與返料灰排灰管間無縫隙，以防止返料灰落入返料風(fēng)室堵塞返料風(fēng)管線。

7 循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的預(yù)防措施

結(jié)焦是循環(huán)流化床鍋爐的較為常見的故障，它直接影響到了鍋爐的安全經(jīng)濟運行，為了避免由于結(jié)焦而給公司帶來的經(jīng)濟安全損失，司爐人員應(yīng)在操作中總結(jié)經(jīng)驗，嚴格牢記操作規(guī)程，做好預(yù)防措施：

（1）在每次點火打底料前應(yīng)進入爐膛內(nèi)認真檢查風(fēng)帽是否有阻塞，清理雜物。

（2）在每次開爐時要認真做好布風(fēng)板均勻?qū)嶒灐?/p>

（3）對于煤質(zhì)要嚴格把關(guān)：

a.干燥基固定碳Fcd≧50%；

b.灰分軟化溫度ST≧1200℃；

c.粒度≦13mm；

d.干燥基無灰基揮發(fā)分Qnet，v，ad ≧14-20%。

（4）點火前應(yīng)認真檢查底料，判斷底料的含碳量是否超標，如超標應(yīng)立即更換底料，以防結(jié)焦。

（5）點火初期不啟動返料風(fēng)機，待返料充滿返料器溫度達到900℃時再啟動返料風(fēng)機，以確保有足夠的返料灰可進入爐膛，控制床溫。

（6）點火時要認真檢查油槍霧化是否良好，做油槍霧化實驗，若霧化不良要清洗有槍頭，若因霧化不良導(dǎo)致點火失敗要用壓縮空氣吹掃，若底料滲油過多應(yīng)更換底料，以防結(jié)焦。

（7）點火升溫過程中，床溫達到550℃可少量向爐膛投煤，要循序漸進，投煤不能過快、過多，若投入爐膛內(nèi)的煤過多，爐膛底部含碳量過高，在加大一次風(fēng)量時，床溫猛升，灰渣溫度會超過灰熔點溫度，造成爐內(nèi)結(jié)焦。

（8）在低負荷運行時，如果床溫急劇下降，除因斷煤外還很有可能是床料堆積，如判斷是床料堆積應(yīng)加快冷渣機轉(zhuǎn)速，將料層差壓控制在正常床壓范圍之內(nèi)，要做到加負荷時先加風(fēng)再加煤。

（9）在循環(huán)流化床鍋爐壓火時，應(yīng)先停止返料風(fēng)機，二次風(fēng)機，再停給煤機，然后迅速分別全關(guān)一次風(fēng)機和引風(fēng)機的風(fēng)門，要爐膛內(nèi)與空氣隔絕以防爐內(nèi)料層二次燃燒造成結(jié)焦。

8 結(jié)束語

在循環(huán)流化床鍋爐運行當中，應(yīng)確保鍋爐的安全經(jīng)濟運行，嚴格按照操作規(guī)程，控制風(fēng)煤比，調(diào)整料層厚度。認真巡檢現(xiàn)場運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題解決問題，以防止結(jié)焦事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]劉德昌，陳漢平等.循環(huán)流化床鍋爐運行及事故處理[M].中國電力出版社.

[2]云南冶金云芯硅材股份有限公司.硅料廠供熱車間蒸汽鍋爐崗位作業(yè)指導(dǎo)書[S].