電廠鍋爐結(jié)焦原因及預(yù)防處理措施

張瑩銀 張偉寧

（北方聯(lián)合電力海勃灣發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

循環(huán)流化床鍋爐以其燃料適應(yīng)性廣，污染物排放量低符合環(huán)保要求等優(yōu)點(diǎn)，自它問(wèn)世以來(lái)得到迅速發(fā)展，近幾年在我國(guó)也得到廣泛應(yīng)用。但在設(shè)計(jì)制造和運(yùn)行維護(hù)等方面都缺乏必要的經(jīng)驗(yàn)，因此運(yùn)行中難免出現(xiàn)一些問(wèn)題，而結(jié)焦對(duì)流化床鍋爐來(lái)說(shuō)是一個(gè)最常見(jiàn)又較難處理的問(wèn)題。

1 結(jié)焦的原理

煤在燃燒后殘存的灰分是由各種礦物成分組成的混合物，它沒(méi)有固定的由固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟娜廴跍囟取Ｃ夯业娜诨^(guò)程需要經(jīng)歷一個(gè)較寬的溫度區(qū)間。煤灰在高溫灼燒時(shí)某些低熔點(diǎn)組分開(kāi)始熔融，并與另外一些組分發(fā)生反應(yīng)形成復(fù)合晶體，此時(shí)它們的熔融溫度將更低。煤灰的熔融特性是判鍋爐運(yùn)行中是否會(huì)結(jié)焦的主要因素之一。但實(shí)際上，影響灰熔融性的因素是多方面的。首先是煤的化學(xué)成分，這些物質(zhì)在純凈狀態(tài)下熔點(diǎn)大都較高。但煤灰是多種復(fù)合化合物的混合物，燃燒時(shí)將結(jié)合為熔點(diǎn)更低的某種共熔體。其次，煤灰周圍介質(zhì)的性質(zhì)對(duì)灰熔融性有較大影響。當(dāng)爐內(nèi)處于氧化性氣氛時(shí)，灰中的鐵成氧化狀態(tài)，熔點(diǎn)較高。在還原性氣氛和半還原性氣氛中，F(xiàn)e2O3會(huì)還原成FeO，并可能與其他氧化物形成共熔體，灰熔點(diǎn)隨含鐵量的增加而迅速下降。因此介質(zhì)氣氛不同，會(huì)使熔點(diǎn)變化200℃～300℃。

2 鍋爐結(jié)焦的原因分析

結(jié)焦無(wú)論點(diǎn)火或正常運(yùn)行中都可能發(fā)生，原因也有多種。表面上看，結(jié)焦的直接原因是局部或整體溫度超過(guò)灰熔點(diǎn)或燒結(jié)溫度面而粘結(jié)成塊。依此標(biāo)準(zhǔn)，常將結(jié)焦分為高溫結(jié)焦和低溫結(jié)焦兩種。當(dāng)床層整體溫度低于灰渣變形溫度而由于局部超溫或低溫?zé)Y(jié)而引起的結(jié)焦叫低溫結(jié)焦，它不僅會(huì)在啟動(dòng)過(guò)程或壓火時(shí)出現(xiàn)在床內(nèi)，也有可能出現(xiàn)在爐膛以外如高溫旋風(fēng)分離器的灰斗內(nèi)，返料機(jī)構(gòu)內(nèi)，灰渣中堿金屬鉀、鈉含量較高時(shí)較易發(fā)生。要避免低溫結(jié)焦，最好的辦法是保證易發(fā)地帶流化良好，顆粒混合迅速均勻或處于正常的流化狀態(tài)，這樣溫度均勻，防止結(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(shí)所形成的結(jié)焦現(xiàn)象。當(dāng)床料中含碳量過(guò)高時(shí)，如未能適時(shí)調(diào)整風(fēng)量或返料量抑平床溫，就有可能出現(xiàn)結(jié)焦。與疏松的帶有許多嵌入的未燒結(jié)顆粒的低溫焦塊不同，從高溫焦塊表面上看基本上是熔融的，冷卻后呈深褐色并夾雜少量氣孔。無(wú)論高溫焦還是低溫焦都常在點(diǎn)火過(guò)程中出現(xiàn)，一旦生長(zhǎng)就會(huì)迅速增長(zhǎng)。由于燒結(jié)是個(gè)自動(dòng)加劇的過(guò)程，因此焦塊長(zhǎng)大的速度往往越來(lái)越快。另一種較難察覺(jué)的結(jié)焦是運(yùn)行中的漸進(jìn)性結(jié)焦，此時(shí)床溫和觀察到的流化質(zhì)量都正常，這時(shí)焦塊是緩慢長(zhǎng)大的。

2.1 漸進(jìn)性結(jié)焦的主要原因有

2.1.1 布風(fēng)系統(tǒng)制造和安裝質(zhì)量不好

2.1.2 給煤中存在大塊

2.1.3 運(yùn)行參數(shù)控制不當(dāng)?shù)?，新建機(jī)組投運(yùn)初期，應(yīng)檢查風(fēng)帽及風(fēng)帽小孔有無(wú)錯(cuò)裝或堵塞，爐內(nèi)分隔墻和耐火層邊角處和頂角設(shè)計(jì)是否適當(dāng)。為保證安全穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)在點(diǎn)火過(guò)程中注意布風(fēng)均勻性，保證流化質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的要求，并注意在點(diǎn)火過(guò)程后期適時(shí)放渣。運(yùn)行中的漸進(jìn)性結(jié)焦在掌握操作技能，控制入爐顆粒大小尺寸后，也是可以避免的。

2.2 運(yùn)行中結(jié)焦原因分析

2.2.1 燃煤的灰熔點(diǎn)低，在床溫較低水平下就可導(dǎo)致結(jié)焦。

2.2.2 一次風(fēng)過(guò)小，低于臨界流化風(fēng)量，物料流化率極低。

2.2.3 風(fēng)帽損壞，造成布風(fēng)板布風(fēng)不均，部分料層不流化。

2.2.4 返料風(fēng)過(guò)小造成返料器返料不正常或返料器堵塞，返料無(wú)法正常返至爐內(nèi)，造成床溫過(guò)高而結(jié)焦。

2.2.5 床溫表失準(zhǔn)。

2.2.6 對(duì)床溫監(jiān)視不嚴(yán)造成超溫。

3 鍋爐結(jié)焦的現(xiàn)象

3.1 床溫各測(cè)點(diǎn)偏差大，部分測(cè)點(diǎn)嚴(yán)重超溫，床溫上漲極其迅速，中部床溫與對(duì)應(yīng)的底部床溫偏差大。

3.2 結(jié)焦初期（局部）料層差壓下降，結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)，料差急劇增加。

3.3 氧量快速下降，幾乎近于零。

3.4 爐膛負(fù)壓增大，一次風(fēng)量，風(fēng)室風(fēng)壓波動(dòng)大。

3.5 負(fù)荷、壓力、汽溫均下降。

3.6 放渣口放不出渣（嚴(yán)重結(jié)焦）或放渣中有疏松多孔燒結(jié)性焦塊（局部結(jié)焦）。

4 結(jié)焦的預(yù)防處理

4.1 結(jié)焦預(yù)防

4.1.1 一定要保證良好而穩(wěn)定的入爐煤質(zhì)，特別是粒度、細(xì)度、熔點(diǎn)等指標(biāo)一定要嚴(yán)格控制改變?nèi)济旱慕菇Y(jié)特性。

4.1.2 點(diǎn)火前一定要認(rèn)真做好平料試驗(yàn)，就地觀察底料流化情況及厚度、可燃質(zhì)含量等，確保合格，點(diǎn)火過(guò)程中嚴(yán)格控制進(jìn)煤量。

4.1.3 鍋爐啟動(dòng)期間，返料裝置必須充滿灰后方可投入，否則風(fēng)會(huì)反竄。保證床內(nèi)有料，否則，床溫將難以控制。在返料投入的情況下應(yīng)經(jīng)常檢查返料是否暢通，防止因返料故障而造成結(jié)焦。

4.1.4 投煤應(yīng)遵循少量間斷的原則

煤的投放量要根據(jù)氧量床溫的變化來(lái)進(jìn)行，不能一次投太多，投放的次數(shù)也不能間隔太快。

4.1.5 根據(jù)床溫上升情況，及時(shí)細(xì)調(diào)、微調(diào)風(fēng)量及給煤量，保持流化良好，控制床溫漲幅不得過(guò)快。避免床溫大幅度變化，造成惡性循環(huán)。

4.1.6 如床溫幾點(diǎn)極不平衡或個(gè)別點(diǎn)極高，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系處理，有可能流化不良，局部溫度相當(dāng)高，這是一個(gè)很危險(xiǎn)的工況，床溫控制應(yīng)根據(jù)媒質(zhì)情況。

4.1.7 控制好運(yùn)行中料層差壓來(lái)控制料層厚度

放渣的原則應(yīng)連續(xù)、均勻、穩(wěn)定，是勤放、少放，一次放渣太多，將會(huì)影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行、出力和效率。低于下限，則停止放渣。檢查排出的爐渣是否有渣塊，

4.1.8 嚴(yán)格控制好床溫

床溫其主要控制手段是調(diào)整風(fēng)煤配比及返料量，另料層厚度、排渣量及一、二次配比等諸多因素也會(huì)影響床溫。床溫波動(dòng)時(shí),首先要仔細(xì)分析原因，果斷采取措施，消除根源。判斷煤是否過(guò)多過(guò)少，煤質(zhì)是否發(fā)生變化。煤過(guò)多過(guò)少，煤質(zhì)下降，風(fēng)量過(guò)大過(guò)小，都會(huì)使燃燒惡化，床溫下降；一定范圍內(nèi)，適當(dāng)增加煤量，減少風(fēng)量會(huì)使床水平有所提高，反之亦然。認(rèn)真監(jiān)測(cè)床底部和床中部溫差，如果溫差超出正常范圍，說(shuō)明流化不正常，下部有沉積或結(jié)渣，此時(shí)，可短時(shí)開(kāi)大一次風(fēng)，吹散焦塊，并打開(kāi)冷渣管排渣；如不能清除，應(yīng)立即停爐檢修。

低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，如發(fā)現(xiàn)床溫突然下降，除了斷煤外，很可能是床料沉積，這時(shí)若增大給煤量，反而會(huì)加劇沉積，使沸騰床的流化質(zhì)量變差，造成局部結(jié)焦。當(dāng)判明是床料沉積時(shí)，應(yīng)打開(kāi)冷渣排放管放渣，待床溫正常后，應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)至較高負(fù)荷下運(yùn)行。

4.2 結(jié)焦處理

由于結(jié)焦是個(gè)自動(dòng)加劇的過(guò)程，焦塊長(zhǎng)大速度往往越來(lái)越快。這樣，及早發(fā)現(xiàn)結(jié)焦并予以清除是必須掌握的原則。

4.2.1 床溫飛速上漲應(yīng)立即停煤，同時(shí)快速大幅度增大一次風(fēng)量，抑止床溫上漲幅度。

4.2.2 若床溫仍無(wú)法控制，且已出現(xiàn)前述結(jié)焦現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)緊急停爐，停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行，關(guān)嚴(yán)各孔門擋板，否則，將引起結(jié)焦加劇的嚴(yán)重后果。

4.2.3 停爐后放掉循環(huán)灰，盡量放掉爐膛內(nèi)爐渣。

4.2.4 如結(jié)焦嚴(yán)重，則待爐內(nèi)冷卻后徹底清除。

4.2.5 如發(fā)現(xiàn)床層輕微結(jié)焦，應(yīng)降低床溫，加大一次風(fēng)量，加大結(jié)焦側(cè)爐膛排渣。

結(jié)語(yǔ)

鍋爐結(jié)焦對(duì)發(fā)電廠鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有非常重要意義。高效、低耗、安全是鍋爐運(yùn)行中追求的目標(biāo)。因此，維持鍋爐受熱面清潔、防止鍋爐結(jié)焦是鍋爐運(yùn)行調(diào)整的一項(xiàng)重要任務(wù)，應(yīng)該受到廣大工作人員和技術(shù)人員的重視。

[1]馮明馳.鍋爐設(shè)備運(yùn)行技術(shù)問(wèn)答[M].中國(guó)電力出版社，2004.

[2]王青峰.300MW燃煤鍋爐一次風(fēng)優(yōu)化研究[D].華南理工大學(xué)（廣州）2010.

[3]300MW鍋爐運(yùn)行說(shuō)明書(shū)[Z].中國(guó)東方鍋爐股份有限公司.