CFB鍋爐運(yùn)行常見問題及解決策略分析

【摘要】CFB鍋爐應(yīng)用的廣泛性凸顯出是運(yùn)行檢查與維護(hù)的重要性，文章對CFB鍋爐運(yùn)行中的常見問題進(jìn)行了總結(jié)，并提出了針對性的解決策略，可為相關(guān)工作者提供參考。

【關(guān)鍵詞】CFB鍋爐；運(yùn)行

CFB鍋爐即循環(huán)流化床鍋爐的簡稱，近幾年，以其高效、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)在電力行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，但由于CFB鍋爐技術(shù)發(fā)展歷程較短，加上CFB鍋爐運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性，以及相關(guān)工作者較多的注重于理論研究，缺少實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗的積累，導(dǎo)致大多數(shù)運(yùn)行中的CFB鍋爐存在著或多或少的問題，據(jù)筆者的實(shí)踐工作經(jīng)驗總結(jié)，CFB鍋爐在運(yùn)行過程中常見的問題主要有磨損、引風(fēng)機(jī)失速、結(jié)焦、翻床、爐墻損壞等，直接影響著CFB鍋爐的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，甚至是產(chǎn)生安全事故，進(jìn)而對電力生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。因此，有必要對CFB鍋爐運(yùn)行常見問題進(jìn)行總結(jié)，并提出具有針對性的解決策略，以保證電力生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。

1.CFB鍋爐磨損及解決策略

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，金屬部件及耐火材料的磨損在所有影響CFB鍋爐停爐的因素中占到了總數(shù)的50%，成為了影響CFB鍋爐正常運(yùn)行的主要障礙。CFB鍋爐床料內(nèi)的細(xì)顆粒濃度比煤粉爐要大的多，而且因為鍋爐床料內(nèi)、外循環(huán)的存在，使CFB鍋爐在運(yùn)行中暴露出受熱面、耐火材料、風(fēng)帽等部件嚴(yán)重磨損問題，其中外置床受熱面磨損和冷壁磨損占到了90%以上。進(jìn)而影響鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全、連續(xù)運(yùn)行，必須在日常運(yùn)行過程中注重磨損問題的防范和處理。

防磨策略的重點(diǎn)之一就是從結(jié)構(gòu)上對CFB鍋爐進(jìn)行優(yōu)化，如加裝水冷壁主動式防磨梁、防磨耐火塑料、彎管金屬熱噴涂等，除了設(shè)計與結(jié)構(gòu)上采取防磨策略外，優(yōu)化運(yùn)行可以進(jìn)一步降低循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損。

降低風(fēng)速可以大幅度減輕受熱面的磨損，這給采取運(yùn)行防磨措施提供了有力的支持。水冷壁防磨的重要措施是降低一次風(fēng)量，減小一次風(fēng)率，在降低一次風(fēng)量、固定風(fēng)量大幅度下調(diào)同時，適當(dāng)增加了二次風(fēng)量。

影響磨損量了另一個重要因素是灰濃度。通過降低爐內(nèi)灰濃度可減輕受熱面磨損。為此，可采用維持低床壓運(yùn)行的運(yùn)行優(yōu)化措施，將爐膛全壓差在設(shè)計值的基礎(chǔ)上下調(diào)35%左右。

鍋爐啟動前需要加入啟動床料，其粒徑、形狀、硬度、成分直接影響磨損狀況，不宜采用河沙作為啟動床料，應(yīng)采用篩分過爐渣作啟動床料，循環(huán)流化床鍋爐中加入石灰石后，床料平均硬度下降，對受熱面沖蝕磨損速率明顯降低，所以運(yùn)行中保持正常投入石灰石投入，既是環(huán)保需要，也減輕了受熱面磨損。

控制磨損的另一個重要措施是合理選擇鍋爐燃用煤種，合理配煤。盡可能避免采用含矸石等硬灰成份較多的煤種，由運(yùn)行實(shí)踐知煤種對鍋爐的磨損影響很大。

除了有效防范磨損外，對于可能磨損或已經(jīng)磨損的部位，要進(jìn)行認(rèn)真檢查并及時處理。如更換已磨損的風(fēng)帽、防磨瓦及換熱管，補(bǔ)修已磨耐火材料等，也可更換成更合適的耐磨材料或加裝防護(hù)件等。對于已嚴(yán)重磨損部位，如受熱面特別是承壓部位的受熱面發(fā)生爆管、泄漏登時，應(yīng)及時停爐維修，以防止由于磨損造成事故的擴(kuò)大。

2.CFB鍋爐引風(fēng)機(jī)失速及解決策略

CFB鍋爐運(yùn)行過程中，如果減風(fēng)過快，經(jīng)常會發(fā)生引風(fēng)機(jī)失速現(xiàn)象，發(fā)生失速的風(fēng)機(jī)入口風(fēng)壓及流量均小幅度擺動，從而導(dǎo)致負(fù)壓擺動。因為引風(fēng)機(jī)的失速問題，運(yùn)行人員不得不維持爐膛出口壓力，爐膛出口正壓運(yùn)行，可能會導(dǎo)致冷渣器回風(fēng)管、旋風(fēng)分離器出口燒紅，燒漏事故。一方面對運(yùn)行人員的人身安全造成了嚴(yán)重威脅，另一方面也對機(jī)組安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。

因為氣流速度越小時，沖角就越大，越容易失速，所以運(yùn)行優(yōu)化解決策略之一就是降負(fù)荷時，當(dāng)引風(fēng)機(jī)檔板開度關(guān)小至35%時，需手動用手動方式緩慢減風(fēng)，緩慢調(diào)節(jié)負(fù)壓。實(shí)踐證明采取這一措施可明顯減少引風(fēng)機(jī)失速次數(shù)。

另外，正常引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時中，嚴(yán)格調(diào)平，控制兩臺引風(fēng)機(jī)電流、風(fēng)量平衡，并經(jīng)常監(jiān)視入口導(dǎo)葉開度與入口風(fēng)壓和煙氣量的關(guān)系，檢查核對就地風(fēng)煙擋板實(shí)際開度情況。如果發(fā)現(xiàn)任一臺引風(fēng)機(jī)入口壓力不正常升高大于另一臺引風(fēng)機(jī)入口壓力，則表明風(fēng)機(jī)可能正進(jìn)入危險區(qū)域，有可能發(fā)生失速?？筛鶕?jù)情況增加該引風(fēng)機(jī)負(fù)荷，但同時應(yīng)防止另一臺引風(fēng)機(jī)失速。此時可進(jìn)行吹灰，保持受熱面清潔。

定期吹灰，避免尾部受熱面嚴(yán)重積灰，如果已經(jīng)尾部受熱面積灰嚴(yán)重時，不能程控吹灰，可由后入前逐支投入吹灰器。避免大量積灰堵塞煙道。

一旦發(fā)生失速，采取的措施是，增大失速風(fēng)機(jī)出力，直至失速現(xiàn)象消失。但是兩臺風(fēng)機(jī)出力都比較低時，往往兩臺風(fēng)機(jī)交替發(fā)生失速。此時需要適當(dāng)增大一、二次風(fēng)量將爐膛出口壓力，調(diào)整兩臺風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓平衡。正常后，逐漸降低運(yùn)行風(fēng)量，氧量保持5%左右，同時維持爐膛出口正壓。盡量調(diào)節(jié)兩臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量及入口風(fēng)壓相平衡。

3.CFB鍋爐結(jié)焦及解決策略

結(jié)焦是威脅循環(huán)流化床鍋爐安全運(yùn)行的一個重要因素，結(jié)焦一般產(chǎn)生于CFB鍋爐運(yùn)點(diǎn)火或壓火過程中，由于運(yùn)行操作不當(dāng)、燃燒制備系統(tǒng)的選擇不當(dāng)、燃煤中揮發(fā)分含量低等而導(dǎo)致局部或整體溫度超出灰熔點(diǎn)或燒結(jié)溫度，從而發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象。

為防止結(jié)焦的發(fā)生，在鍋爐運(yùn)行過程中，要特別注意合理控制床溫在允許的范圍內(nèi)。同時，運(yùn)行風(fēng)量不低于最小流化風(fēng)量，保持相對穩(wěn)定的料層厚度。另外要合理控制煤種，盡可能采用揮發(fā)分含量較高，碳含量較低，破碎性能好的褐煤。燃煤碳含量較大，燃燒破碎性差時嚴(yán)格控制大顆粒的比例。

無論是運(yùn)行中還是點(diǎn)火中，一旦出現(xiàn)結(jié)焦，焦塊就會迅速增長。由于燒結(jié)是個自動加速的過程，因此焦塊長大速度往往越來越快。這樣，及早發(fā)現(xiàn)結(jié)焦并予以清除是運(yùn)行人員必須掌握的原則，因熾熱焦塊相對容易打碎，即使在運(yùn)行或點(diǎn)火中也能及時處理。一旦出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)焦。則應(yīng)立即停爐，實(shí)施打焦和清除小焦塊操作，否則，殘留的小焦塊將對重新啟動后的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

4.CFB鍋爐翻床及解決策略

CFB鍋爐運(yùn)行過程中常會發(fā)生過因翻床而停爐的事故，翻床原因很多，如冷渣機(jī)故障使床壓維持較高，布風(fēng)板綜合壓降特性曲線下降段變陡，一旦風(fēng)量調(diào)整檔板調(diào)節(jié)性能不佳很容易發(fā)生翻床。再如入爐煤或石灰石粒度分布嚴(yán)重偏離設(shè)計，使大顆粒床料過多或爐內(nèi)單側(cè)結(jié)焦容易引發(fā)翻床。

為了防止翻床問題的出現(xiàn)，首先應(yīng)維持低床壓運(yùn)行。在靜止床料厚度較小時，布風(fēng)板綜合壓降特性曲線較為平緩，此時即便調(diào)門調(diào)節(jié)速度不快，一次風(fēng)系統(tǒng)容易保持穩(wěn)定。另外，運(yùn)行中加強(qiáng)監(jiān)視和調(diào)整，保持爐膛兩側(cè)一次風(fēng)量及風(fēng)量擋板開度、二次風(fēng)量、床壓正常?？刂埔淮物L(fēng)量偏差和床壓偏差。

若發(fā)現(xiàn)爐膛有翻床現(xiàn)象，應(yīng)立即加大床壓較高一側(cè)一次風(fēng)量，減少另一側(cè)一次風(fēng)量，但應(yīng)注意燃料切除前，單側(cè)一次風(fēng)量的控制，以防止結(jié)焦。調(diào)整過程中切除一次風(fēng)母管壓力自動，手動提高一次風(fēng)母管壓力。

翻床過程中應(yīng)根據(jù)兩側(cè)床壓偏差大小，保持爐膛兩側(cè)一次風(fēng)量偏差，翻床現(xiàn)象消失應(yīng)立即調(diào)平一次風(fēng)量，防止反向翻床發(fā)生。翻床時床壓較高側(cè)爐膛一次風(fēng)量上升意味本側(cè)床料已逐步建立流化，而此時床壓還可能繼續(xù)上升，當(dāng)流化風(fēng)量上升至最小流化風(fēng)量以上且高于另一側(cè)風(fēng)量時，應(yīng)控制其上升幅度及兩側(cè)風(fēng)量偏差，風(fēng)量不應(yīng)高于當(dāng)時負(fù)荷，對應(yīng)風(fēng)量過多，兩側(cè)偏差也不應(yīng)過大，并隨差壓偏差減小而減小。

翻床現(xiàn)象嚴(yán)重時，應(yīng)注意一次風(fēng)量變化對二次風(fēng)量影響，以及二次風(fēng)量對翻床的影響，可手動控制二次風(fēng)量，加大床壓較高一側(cè)二次風(fēng)量，減少另一側(cè)二次風(fēng)量。

5.CFB鍋爐返料裝置堵塞及解決策略

返料裝置是CFB鍋爐的關(guān)鍵部位之一，如果返料裝置突然停止工作，將會造成爐內(nèi)循環(huán)物料量不足、汽溫、汽壓急劇降低，床溫難以控制，危及鍋爐的負(fù)荷與正常運(yùn)行，這也是CFB鍋爐運(yùn)行過程中比較見的問題。一般返料裝置堵塞由以下兩方面原因產(chǎn)生：一是由于流化風(fēng)量控制不足，二是返料裝置處的循環(huán)灰高溫結(jié)焦。

要及時發(fā)現(xiàn)返料裝置堵塞、及時處理，否則，堵塞時間過長，物料中可燃物質(zhì)可能會再次燃燒，造成超溫、結(jié)焦，從而增問題的處理難度。一般處理返料裝置堵塞這種問題時，需要先關(guān)閉流化風(fēng)，利用排灰管放掉冷灰，然后再采用間斷送風(fēng)的形式投入回料。

6.結(jié)語

受運(yùn)行環(huán)境及人員操作等諸多因素的影響，CFB鍋爐運(yùn)行中還面臨著其它諸多問題，文章只是結(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，在實(shí)踐過程中還需從結(jié)構(gòu)優(yōu)化、經(jīng)驗積累、方法創(chuàng)新等方面進(jìn)行綜合性的運(yùn)行檢查與維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]倪文勝，關(guān)虹.循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中的常見問題及處理措施[J].化學(xué)工程與裝備，2012（9）.