循環(huán)流化床鍋爐常見故障及原因分析

吳貴祥 張海德

（內(nèi)蒙古烏海市海勃灣發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一項新興的燃煤技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐(以下簡稱CFBB)由于其燃燒適應(yīng)性廣、爐內(nèi)直接脫硫脫硝、鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)比大、節(jié)約能源、熱效率高等諸多方面具有的突出優(yōu)點而日益為熱工界所矚目。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，在世界范圍內(nèi)的許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，盡管循環(huán)流化床鍋爐有這么多的優(yōu)點，但在運行中還有許多弊端，其原因是多方面的。分析CFBB常見的問題和探討其治理措施，可以大幅度減少CFBB的故障率，提高使用效率和壽命。

1 水冷壁管磨損

1.1 水冷壁管磨損原因

由于過渡區(qū)域沿壁面向下運動的固體物料與爐內(nèi)向上運動的固體物料方向相反，因而產(chǎn)生局部渦流；沿爐膛壁面向下運動的固體物料在交界區(qū)域流動方向改變，沖刷水冷壁。這個區(qū)域的磨損不是在爐膛四周均勻發(fā)生的，與爐內(nèi)物料總體流動方式有關(guān)。不規(guī)則管壁主要是爐墻開孔處的彎管、管壁上的焊縫、耐火材料形成的凸臺、爐內(nèi)的測試元件等。密相區(qū)水冷壁與耐火材料交接處的原始設(shè)計，要求耐火材料與水冷壁鰭片平滑過渡，但實際施工中很難達(dá)到這個工藝要求，使這個部位形成多處凸臺，導(dǎo)致嚴(yán)重磨損。爐墻開孔處彎管的磨損嚴(yán)重區(qū)域為下部彎管。爐內(nèi)的測試元件(如測溫?zé)犭娕?的插入會對物料局部的流動產(chǎn)生較大的擾動，造成熱電偶套管和鄰近水冷壁管的嚴(yán)重磨損。

1.2 防治措施

采用水冷壁彎管，是目前最為先進(jìn)的澆注料衛(wèi)燃帶上部水冷壁防磨方法。采用水冷壁彎管(防磨彎)與采用電弧噴涂相結(jié)合的防磨措施，應(yīng)當(dāng)是目前最佳的水冷壁防磨方法。而采用水冷壁彎管與安裝防磨護(hù)瓦相結(jié)合的防磨方法，是在因存在現(xiàn)場焊接問題的前提下，采取的一種補償措施。因為電弧噴涂方法具有良好的導(dǎo)熱性，噴吐層具有較強的硬度，噴涂層較薄并且能和水冷壁較好的過渡。隨著噴涂技術(shù)的發(fā)展，噴涂工藝的提高，噴層脫落問題會很好的解決。但是，采用噴涂的防磨方法，是在水冷壁管屏不存在凸臺、凹坑，管屏平整的前提下，機械焊接能夠較好的解決這一問題。因此，需要鍋爐制造廠家在設(shè)計、制造鍋爐時，將防磨彎處的水冷壁管子采用機械焊接成屏，將現(xiàn)在防磨彎處對接焊口整體下移，移至耐火耐磨澆注料以下。這樣，對接焊口處即使存在凸臺、凹坑，也不存在磨損的問題，彌補了現(xiàn)有條件下噴涂和安裝防磨護(hù)瓦的不足。解決耐火耐磨澆注料衛(wèi)燃帶上部水冷壁彎管易磨損的問題。

2 鍋爐結(jié)焦

2.1 鍋爐結(jié)焦原因

CFB運行中結(jié)焦的直接原因就是床料局部或整體溫度超過灰熔點或燒結(jié)溫度。當(dāng)床層整體溫度低于灰渣變形溫度，由于局部超溫而引起的結(jié)焦稱為低溫結(jié)焦。低溫結(jié)焦常在啟動和壓火時的床層中出現(xiàn)，但也可能出現(xiàn)在高溫旋風(fēng)分離器的灰斗內(nèi)和外置換熱器和返料機構(gòu)內(nèi)。避免低溫結(jié)焦的最好辦法是保證床料良好的流化狀態(tài)，使床溫均勻。鍋爐在壓火期間，床料處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果漏風(fēng)，便會產(chǎn)生燃燒。由于燃燒產(chǎn)生的熱量不能及時被帶走而積聚，使局部床料超溫而結(jié)焦。高溫結(jié)焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結(jié)焦現(xiàn)象。當(dāng)床料中含碳量過高，如不及時調(diào)整風(fēng)量或返料量來控制床溫，床溫將急劇上升，當(dāng)超過灰熔點時，便會產(chǎn)生高溫結(jié)焦。漸進(jìn)性結(jié)焦是運行中較難察覺的一種結(jié)焦形式。它是緩慢生長的，此時床溫和觀察到的流化質(zhì)量都比較正常。產(chǎn)生漸進(jìn)性結(jié)焦的主要原因是布風(fēng)系統(tǒng)沒計和安裝質(zhì)量不好，給煤粒度超出設(shè)計值，運行參數(shù)控制不當(dāng)，風(fēng)帽錯裝或堵塞等。

2.2 防治措施

(1)改變?nèi)济旱慕菇Y(jié)特性，做好人爐煤的搭配，同時要控制煤的粒度在10mm以下，對預(yù)防循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦具有明顯的實用意義。(2)在每次鍋爐啟動前，應(yīng)認(rèn)真檢查風(fēng)帽、風(fēng)室，清理雜物。啟動時，認(rèn)真做好冷態(tài)流化試驗，確認(rèn)床層布風(fēng)均勻，流化良好。(3)鍋爐啟動期問，返料裝置應(yīng)充滿灰后方可投入，否則風(fēng)會反竄。點火初期先不投返料風(fēng)，待底料中的細(xì)灰充滿返料裝置后則應(yīng)開返料風(fēng)(一般是點火后半小時)，保證床內(nèi)有料，否則，床溫將難以控制。(4)點火過程中嚴(yán)格控制進(jìn)煤量，要控制好溫升及臨界流化風(fēng)量。床溫達(dá)到500℃時可以用脈沖加煤的方式來提高床溫，加快啟動速度。如果加煤量過多，煤粒燃燒不完全，整個床料含碳量增大，這時一經(jīng)加大風(fēng)量，就會猛烈燃燒，床溫上升很快，甚至超過灰的軟化溫度，結(jié)果造成整床超溫結(jié)焦。當(dāng)床溫超過1050℃，雖經(jīng)減煤加風(fēng)措施，床溫仍然上升，此時必須立即停爐壓火，待床溫低于800℃再啟動。(5)運行過程中，應(yīng)控制床溫在允許范圍內(nèi)，運行風(fēng)量不低于臨界流化風(fēng)量，保持相應(yīng)穩(wěn)定的料層厚度，進(jìn)行合理的風(fēng)煤配比，保證良好的流化工況，防止床料沉積。(6)認(rèn)真監(jiān)測床底部和床中部溫差，如果溫差超出正常范圍，說明流化不正常，若下部有沉積或結(jié)渣時，可短時開大一次風(fēng)，吹散焦塊，并打開冷渣管排渣；如不能清除，應(yīng)立即停爐檢修。

3 省煤器磨損

3.1 磨損原因分析

省煤器的邊墻管和彎管與豎井煙道兩側(cè)墻之間的間隙形成煙氣走廊，因阻力較小，煙速較高，所以磨損較為嚴(yán)重。省煤器蛇形管是錯列布置的，煙氣從空煙道進(jìn)入管排第2、3層后因截面收縮速度突然提高，導(dǎo)致管排第2、3層較以下各層磨損嚴(yán)重。

3.2 采取的措施

對邊墻管各層及所有彎管的內(nèi)、外側(cè)加裝防磨罩。利用停爐檢修的機會重點檢查上部防磨罩，及時更換厚度超標(biāo)的防磨罩。

4 排渣困難

4.1 排渣困難原因

冷渣器是CFB安全運行必不可少的輔機設(shè)備，目前冷渣器結(jié)構(gòu)形式有滾筒式(旋轉(zhuǎn)性渣器)、鏈條刮板式冷渣器等。滾筒式冷渣器由頭部進(jìn)渣管、冷渣器本體、尾部排渣管等組成。冷渣器本體由水冷絞龍螺旋排渣機外加動力設(shè)施(傳輸鏈條及電機)組成，滾筒的旋轉(zhuǎn)速度可控，從而達(dá)到控制渣量排放的多少。冷渣器排渣困難主要表現(xiàn)在冷渣器進(jìn)渣管(即爐膛排灰管)堵塞、冷渣器排渣溫度高、冷渣器排灰管堵塞等。

4.2 排渣困難治理策略

在冷渣器進(jìn)渣管上增設(shè)內(nèi)通冷卻水并耐高溫和耐磨的錐型閥來調(diào)節(jié)冷渣器的進(jìn)渣量，并在進(jìn)渣管上增設(shè)輸送吹掃風(fēng)(用壓縮空氣)，設(shè)定安全運行程序。這樣即可控制進(jìn)渣量，也可防止進(jìn)渣管的堵塞。運行前，先開冷卻水、冷卻風(fēng)；關(guān)閉前，先關(guān)熱渣，后停冷卻風(fēng)、冷卻水。

4.3 防止冷渣器排渣管堵塞最有效的辦法

是把排渣管設(shè)計成“上小下大，天圓地方”的嗽叭型。“上小下大，天圓地方”相當(dāng)于一個縮放盒，只要物料由上至下、由小到大流動，通道就越來越寬，物料就會越來越松散，流動性也就越來越好，排渣相應(yīng)就順利。而在流化床式冷渣器排渣管上必需加裝密封良好的給料機(最好用旋轉(zhuǎn)式帶內(nèi)冷卻的給料機)，便于控制排渣量和給各分室建立床壓。