循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦機(jī)理與預(yù)防

劉思權(quán)

（新疆新鑫礦業(yè)股份有限公司阜康冶煉廠 阜康831500)

近年來(lái)，隨著節(jié)能減排意識(shí)的提高和國(guó)民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，CFB 鍋爐作為高效清潔的低溫燃燒技術(shù)，正在向高參數(shù)、大容量的方向快速發(fā)展，但在鍋爐調(diào)試、運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生爐內(nèi)結(jié)焦幾乎是所有廠家都遇到的問(wèn)題。當(dāng)流化床鍋爐發(fā)生結(jié)焦時(shí)，爐床溫度急劇上升，超過(guò)灰熔點(diǎn)，床壓增高，使鍋爐無(wú)法正常運(yùn)行，只能停爐清焦；同時(shí)清除爐內(nèi)結(jié)焦是一項(xiàng)工作量非常大且工作環(huán)境非常惡劣的作業(yè)，給企業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響。

1 結(jié)焦現(xiàn)象

結(jié)焦最直接的原因是鍋爐布風(fēng)板上的床料整體或局部溫度超過(guò)了灰渣熔點(diǎn)。當(dāng)床料的整體溫度或局部溫度低于灰渣的變形溫度時(shí)，由于局部溫度超溫而引起的鍋爐結(jié)焦叫做低溫結(jié)焦，反之叫做高溫結(jié)焦。

1.1 低溫結(jié)焦現(xiàn)象、原因、防止措施

1.1.1 低溫焦結(jié)焦現(xiàn)象

⑴焦塊相對(duì)來(lái)說(shuō)比較松軟，且顆粒小，易于清除；

⑵低溫焦塊在爐內(nèi)具有漸進(jìn)性，初期不易發(fā)現(xiàn)，但隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，可能發(fā)展為高溫結(jié)焦；

⑶對(duì)床料溫度的影響不明顯；

⑷排放底料時(shí)可能發(fā)現(xiàn)小塊的焦塊，同時(shí)排渣存在一定的困難；

⑸根據(jù)焦塊的位置不同，可能會(huì)出現(xiàn)局部床溫較高的現(xiàn)象。

1.1.2 原因分析

造成低溫結(jié)焦的原因主要是：一是料層過(guò)厚，而一次風(fēng)風(fēng)量偏小，而且局部有流化不良的現(xiàn)象，也就是說(shuō)存在有流化死區(qū)；二是床料成分中低熔點(diǎn)的堿性氧化物含量過(guò)大，床料的粒徑過(guò)大且分布不均勻，有大量的過(guò)細(xì)床料存在。低溫結(jié)焦經(jīng)常發(fā)生在鍋爐壓火和啟動(dòng)的過(guò)程中。在鍋爐的點(diǎn)火過(guò)程中，由于流化風(fēng)用量相對(duì)于正常燃燒來(lái)說(shuō)是比較小的，所以流化狀態(tài)就比較差，致使進(jìn)入到爐膛風(fēng)的燃煤不能均勻的在爐內(nèi)分布，使局部燃燒過(guò)于劇烈。在鍋爐壓火期間，料層處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果鍋爐密封性能不佳使冷風(fēng)漏入，床料中的可燃物便可獲得氧氣，產(chǎn)生燃燒，而燃燒產(chǎn)生的熱量又不能被及時(shí)帶走，從而使局部區(qū)域的床料超溫而發(fā)生結(jié)焦。低溫焦塊質(zhì)地松軟，容易破碎。在低溫焦塊存在的情況下，如果加大一次風(fēng)風(fēng)量，通過(guò)床料顆粒之間的互相碰撞，有可能使焦塊出現(xiàn)破碎，但同時(shí)，一次風(fēng)的增加也會(huì)加劇密相區(qū)耐磨材料的磨損，如果把密相區(qū)拉伸超過(guò)耐磨材料區(qū)域，則會(huì)對(duì)水冷壁構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。

1.1.3 預(yù)防措施

⑴在鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火中必須保證渣料良好的流化狀態(tài)所必需的風(fēng)量，從而使床溫比較均勻，以防止局部溫度超過(guò)允許的溫度。

⑵在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中要盡量避免壓火操作。

⑶在鍋爐運(yùn)行中，要注意加強(qiáng)對(duì)爐床溫度測(cè)點(diǎn)的觀察，以及爐床差壓的變化，以提供足量流化風(fēng)量，來(lái)使燃料在爐膛得到比較均勻的流態(tài)化。

⑷提高鍋爐運(yùn)行設(shè)備的檢修質(zhì)量，設(shè)備的檢修質(zhì)量會(huì)影響CFB 鍋爐的正常運(yùn)行，如果爐內(nèi)耐火澆筑材料出現(xiàn)脫落或者燃料中有異物，都會(huì)造成床料的不正常流化，布風(fēng)板上的風(fēng)帽出現(xiàn)較多損壞、或者堵塞,風(fēng)帽從接風(fēng)管脫落使風(fēng)室內(nèi)漏大量的灰渣、爐床溫度測(cè)點(diǎn)不準(zhǔn)、測(cè)點(diǎn)不足，造成司爐人員操作失誤，都是造成鍋爐結(jié)焦的原因。所以我們應(yīng)該利用鍋爐停爐檢修的機(jī)會(huì)，對(duì)以上可能出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理。

⑸對(duì)煤質(zhì)要進(jìn)行化驗(yàn)跟蹤，上煤人員要及時(shí)向司爐操作人員通報(bào)煤種的變化情況，保證燃煤顆粒度達(dá)到要求，不同煤種要盡量搭配均勻，這對(duì)CFB鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和預(yù)防結(jié)焦具有很重要的意義。

2 高溫結(jié)焦現(xiàn)象、原因、防止措施

2.1 高溫結(jié)焦現(xiàn)象

CFB 鍋爐高溫結(jié)焦是床料整體溫度大于爐灰軟化溫度而形成的結(jié)焦。當(dāng)燃料中含碳過(guò)高，如不及時(shí)調(diào)整返料量和風(fēng)量來(lái)控制床溫在合理的區(qū)間，床溫將會(huì)出現(xiàn)急劇上升的現(xiàn)象，當(dāng)超過(guò)灰渣熔點(diǎn)，高溫結(jié)焦就不可避免了。高溫結(jié)焦的特征就是局部床溫明顯偏高且無(wú)法控制，一次風(fēng)風(fēng)量與布風(fēng)板壓力的正常對(duì)應(yīng)關(guān)系被破壞，結(jié)焦處基本已不存在流化現(xiàn)象了。

2.2 原因分析

⑴點(diǎn)火過(guò)程中，給煤量控制不好，使大量燃煤進(jìn)入鍋爐，可燃物在極短的時(shí)間內(nèi)燃燒，熱量來(lái)不及擴(kuò)散，造成了高溫結(jié)焦。

⑵由于低溫結(jié)焦具有漸進(jìn)性的特征，所以小的焦塊全逐漸熔合，最終形成高溫結(jié)焦。

⑶在CFB 鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)量與燃煤的配比出現(xiàn)嚴(yán)重失調(diào)，會(huì)直接導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。

2.3 防止措施

⑴點(diǎn)火過(guò)程中，防止大量給煤。

⑵控制好一次風(fēng)風(fēng)量，任何時(shí)候都不能低于最低流化風(fēng)量，防止鍋爐結(jié)焦。但是，最低流化風(fēng)量取決于多種因素，如：床料厚度、煤質(zhì)、床料粒徑的大小以及分布的均勻性、鍋爐的負(fù)荷的高低等等。

⑶在鍋爐運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，保持風(fēng)煤的合理配比。

⑷完善鍋爐床溫自動(dòng)保護(hù)功能，阜康冶煉廠動(dòng)力車(chē)間在經(jīng)歷了數(shù)次高溫結(jié)焦后，對(duì)床溫設(shè)置了自動(dòng)保護(hù)功能，當(dāng)床溫高于970 ℃時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)停止給煤機(jī)運(yùn)行，避免燃煤繼續(xù)進(jìn)入爐內(nèi)，對(duì)避免鍋爐結(jié)焦起到了重要的作用。

低溫結(jié)焦的漸進(jìn)性是運(yùn)行過(guò)程中難以覺(jué)察的一種結(jié)焦形式。它有一個(gè)緩慢的生長(zhǎng)過(guò)程，此時(shí)鍋爐的各項(xiàng)參數(shù)都處于正常范圍。產(chǎn)生這種低溫結(jié)焦的主要原因是布風(fēng)不均勻、燃煤顆度過(guò)大、運(yùn)行人員對(duì)燃燒參數(shù)的控制失誤、風(fēng)帽風(fēng)眼堵塞等等。所以CFB鍋爐結(jié)焦存在著設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行等方面的各種原因。對(duì)于運(yùn)行檢修人員除需努力掌握CFB鍋爐的運(yùn)行操作技術(shù)和提高檢修質(zhì)量外，還應(yīng)多借鑒其他廠家的鍋爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，分析可能產(chǎn)生結(jié)焦的各種原因，在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，如此，才可從根本上預(yù)防CFB鍋爐的結(jié)焦。

3 結(jié)束語(yǔ)

CFB鍋爐由于環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)，已在工作領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)的CFB 鍋爐技術(shù)也日趨成熟。但是，CFB鍋爐還存在很多的問(wèn)題，如運(yùn)行周期短（一般三個(gè)月）、磨損嚴(yán)重、維修費(fèi)用高等，出現(xiàn)這些問(wèn)題除設(shè)計(jì)上的原因外，還有就是運(yùn)行控制不合理所致，所以?xún)?yōu)化調(diào)整改善其運(yùn)行性能是設(shè)備管理的主要內(nèi)容。結(jié)焦不僅影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行，甚至還可能使設(shè)備損壞，給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。因此在鍋爐正常運(yùn)行以及點(diǎn)火、壓火等重大操作過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視、提高設(shè)備健康水平，使鍋爐的安全運(yùn)行得到保證。