試論火電廠循環(huán)流化床鍋爐的常見故障及預(yù)防措施

景海明

摘要：本文介紹了火電廠循環(huán)流化床鍋爐常見故障，分析故障發(fā)生的影響因素，提出相關(guān)的預(yù)防措施，為鍋爐正常工作及性能的充分發(fā)揮提供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠 循環(huán)流化床鍋爐 故障 預(yù)防措施

循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)污染低、效率高的燃燒技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在火電廠中。但受多種因素影響，容易發(fā)生一些故障，給火電廠正常生產(chǎn)帶來(lái)不良影響，因此，注重對(duì)循環(huán)流化床鍋爐故障的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、故障及影響因素

火電廠循環(huán)流化床鍋爐常見故障較多，如水冷管磨損、結(jié)焦、點(diǎn)火、旋風(fēng)分離器分離效率降低等。

1.水冷管磨損及影響因素

水冷管磨損主要受煙氣高通量、高顆粒濃度、高速度影響，沖擊鍋爐耐火材料及受熱面，給鍋爐部件造成較大磨損。同時(shí)，爐內(nèi)溫度的循環(huán)變化，使?fàn)t內(nèi)耐火構(gòu)件面臨熱沖擊，導(dǎo)致鍋爐磨損加劇。研究發(fā)現(xiàn)，鍋爐磨損故障的出現(xiàn)主要受煙氣流速、煙氣顆粒濃度、燃料性質(zhì)等影響，另外，安裝及檢修質(zhì)量也會(huì)導(dǎo)致磨損現(xiàn)象的發(fā)生。其中煙氣具有越高速度的氣流，磨損越嚴(yán)重，一次風(fēng)量、二次風(fēng)量大也會(huì)加劇水冷壁的磨損。煙氣顆粒濃度越大，含有的細(xì)小顆粒越多，水冷壁與顆粒接觸的機(jī)率越高，自然造成較大磨損。而且燃料顆粒具有越大的硬度以及越高的灰分含量給水冷壁管壁造成的切削越嚴(yán)重，磨損程度越深，使得水冷壁管的使用壽命大大縮短。另外，未嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝及檢修操作，會(huì)增加磨損嚴(yán)重程度。例如，當(dāng)管屏表面存在較多焊接凸起時(shí)會(huì)大大增加顆粒渦流，使得磨損進(jìn)一步加劇。

2.結(jié)焦及影響因素

結(jié)焦主要發(fā)生在高溫分離器物料循環(huán)系統(tǒng)中，結(jié)焦產(chǎn)生的大渣塊會(huì)將物料流通回路堵塞。同時(shí)，當(dāng)鍋爐受熱面出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象時(shí)，會(huì)給燃料燃燒及傳熱帶來(lái)不利影響，尤其增加鍋爐通風(fēng)阻力。另外，結(jié)焦給鍋爐的安全運(yùn)行構(gòu)成較大威脅，嚴(yán)重時(shí)停爐。通過(guò)分析鍋爐結(jié)焦主要影響因素有：（1）點(diǎn)火時(shí)使用無(wú)煙煤、煤矸石等不易燃燒燃料、燃煤粒徑與運(yùn)行通風(fēng)量不匹配、煤油燃燒時(shí)間太長(zhǎng)等，使得燃燒不完全的油渣和床料板作用產(chǎn)生渣塊。（2）鍋爐運(yùn)行過(guò)程中物料循環(huán)系統(tǒng)有漏風(fēng)情況，導(dǎo)致旋風(fēng)筒中混有較多空氣，導(dǎo)致床料中的可染物因得到氧氣而燃燒，最終引起床料因局部區(qū)域溫度過(guò)高而結(jié)焦。另外，循環(huán)灰量較少，在物料循環(huán)系統(tǒng)中不能迅速移動(dòng)，以及燃燒室煙氣攜帶煤粒進(jìn)入到返料中，均會(huì)導(dǎo)致結(jié)焦的出現(xiàn)。（3）分析發(fā)現(xiàn)，返料器阻塞也會(huì)引起結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生，尤其當(dāng)返料器工作突然停止時(shí)，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)循環(huán)物料減少，床溫不穩(wěn)定，如控制不善受高溫作用而結(jié)焦。

3.點(diǎn)火故障及影響因素

火電廠循環(huán)流化床鍋爐時(shí)常出現(xiàn)點(diǎn)火故障，分析原因主要由以下因素引起：加熱升溫時(shí)間比較長(zhǎng)久，加熱均勻性差；布風(fēng)不均勻，局部發(fā)生底料被吹穿形成結(jié)焦，導(dǎo)致床溫不夠穩(wěn)定與均衡。另外，受堵灰、斷煤等因素影響，導(dǎo)致滅火。

4.旋風(fēng)分離器分離效率低及影響因素

旋風(fēng)分離器分離效率所受的影響因素較多，如入口顆粒粒徑和濃度、入口溫度、進(jìn)口氣體速度等，尤其當(dāng)循環(huán)灰量細(xì)而少、床層流化速度低；分離器密封不嚴(yán)密，形成二次攜帶；分離器磨損嚴(yán)重，坍落導(dǎo)致其形狀改變等，均會(huì)給分離器的正常工作帶來(lái)不利影響。

二、常見故障預(yù)防對(duì)策

1.水冷管磨損預(yù)防措施

為預(yù)防水冷管磨損，給循環(huán)流化床鍋爐性能的充分發(fā)揮奠定基礎(chǔ)，可采取以下措施加以預(yù)防，以延長(zhǎng)水冷管使用壽命。首先，加強(qiáng)運(yùn)行控制。在床料充分流化不被影響的前提下，將一次風(fēng)量適當(dāng)調(diào)低。同時(shí)，在保證所需氧量的基礎(chǔ)上，對(duì)二次風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)上下二次風(fēng)量的合理搭配，將過(guò)?？諝饪刂圃谠试S范圍內(nèi)。另外，將密相區(qū)高度適當(dāng)降低，將爐內(nèi)燃煤顆粒停留時(shí)間延長(zhǎng)，并在綜合分析負(fù)荷變化的基礎(chǔ)上確定合理的煙氣流速、床層密度以及床層差壓等參數(shù)。其次，注重煤質(zhì)量的管理。對(duì)來(lái)煤進(jìn)行篩分操作，結(jié)合粒徑實(shí)大小實(shí)現(xiàn)對(duì)碎煤機(jī)錘頭間隙的靈活調(diào)整。同時(shí)，盡可能的使用二級(jí)破碎系統(tǒng)，確保煤顆粒的均勻性，并加強(qiáng)煤矸石量的控制。最后，提高水冷壁管質(zhì)量。例如，對(duì)水冷管鰭片進(jìn)行滿焊操作，防止水冷壁管屏表面出現(xiàn)凸起。同時(shí)，安裝操作時(shí)要求經(jīng)驗(yàn)豐富的人員進(jìn)行澆筑操作。另外，熱噴涂裸露部分的水冷管壁，以提高其耐磨性能。而且在不給鍋爐吸熱量造成影響的基礎(chǔ)上還可進(jìn)行埋管操作。

2.結(jié)焦預(yù)防措施

為防范火電廠循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦，可采取以下措施：首先，將一次風(fēng)速適當(dāng)提高。通過(guò)一次風(fēng)速的適當(dāng)提高，不僅可緩解燃燒器周圍結(jié)渣現(xiàn)象，而且可增大燃燒器和著火點(diǎn)的距離，使得火焰高溫區(qū)推移到爐膛中心位置，有效防止噴口周圍出現(xiàn)結(jié)渣現(xiàn)象。其次，加強(qiáng)結(jié)焦高發(fā)生率位置的控制。確保這些位置具有良好的流化，保證溫度均勻、顆粒混合均勻、迅速，有效防止局部溫度過(guò)高。同時(shí)，確保爐膛出口溫度均勻，尤其可借助二次風(fēng)、三次風(fēng)反切將爐膛出口煙氣殘余旋轉(zhuǎn)降低。再次，鍋爐運(yùn)行期間，加強(qiáng)高溫旋風(fēng)分離器溫度的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)分離器出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，及時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量和煤量的比例關(guān)系，注重對(duì)料層差壓、床溫等運(yùn)行參數(shù)的控制。最后，確保火焰中心處于正中位置。火焰溫度一般在1400～1600℃范圍，當(dāng)灰渣和爐壁接觸時(shí)仍處于熔化或軟化狀態(tài)會(huì)粘附于爐壁，特別爐膛內(nèi)壁存在未燃帶時(shí)其具有較高溫度，會(huì)增加結(jié)渣發(fā)生率。因此，應(yīng)確?；鹧嫣幱谡行奈恢?，防止貼邊、偏斜。同時(shí)，注重返料器檢查。定期測(cè)定床層溫度，并結(jié)合循環(huán)量大小對(duì)返料風(fēng)進(jìn)行合理調(diào)整。同時(shí)，加強(qiáng)返料裝置檢查，解決解決漏風(fēng)現(xiàn)象。

3.點(diǎn)火故障預(yù)防措施

為避免點(diǎn)火故障的發(fā)生，確保正常點(diǎn)火，應(yīng)注重以下措施的嚴(yán)格落實(shí)：首先，嚴(yán)格控制底料粒徑大小。一般情況下底料粒徑控制在0～13mm，厚度控制在（400±50）mm。同時(shí)，使用具有較高發(fā)熱值的煙煤，尤其杜絕燃煤中混入石灰石、造氣爐渣、煤矸石等。其次，做好底料熱值的控制。研究發(fā)現(xiàn)，將底料熱值控制在2093～4186KJ/kg為宜。原因在于當(dāng)熱值過(guò)高，點(diǎn)火時(shí)溫度短時(shí)間內(nèi)得以迅速升高，增加控制難度的同時(shí)，過(guò)高的溫度容易出現(xiàn)結(jié)焦。而當(dāng)熱值較低時(shí)升高床溫的難度較大。最后，確定最佳的臨界流化風(fēng)量。確定最佳的臨界流化風(fēng)量可有效防止點(diǎn)火操作中結(jié)焦情況的發(fā)生，因此，應(yīng)結(jié)合實(shí)際不斷的進(jìn)行調(diào)整。

4.分離器分離效率提高措施

實(shí)踐表明，采用以下預(yù)防措施可明顯提高分離器分離效率，促進(jìn)鍋爐效率的不斷提升。首先，制定嚴(yán)格的檢查制度，做好分離器內(nèi)壁的磨損情況的定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)磨損情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。同時(shí)，注重分離器竄氣、漏風(fēng)現(xiàn)象的檢查，如存在竄氣、漏風(fēng)現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行采取措施加以解決。其次，注重燃煤流化風(fēng)量及粒徑的控制。檢查中當(dāng)回料出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，確保燃煤粒徑與流化風(fēng)量相匹配，確保循環(huán)物料量處于允許范圍。同時(shí)，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，不斷總結(jié)分離器風(fēng)量的配比經(jīng)驗(yàn)，確定最佳的配比參數(shù)。最后，做好入爐煤顆粒大小的控制，確保小、中、大顆粒燃煤比例的控制，實(shí)現(xiàn)煙氣流速的提升。

眾所周知，火電廠循環(huán)流化床鍋爐包括很多子系統(tǒng)及構(gòu)件，運(yùn)行期間所受的影響因素較多難免出現(xiàn)故障，這就要求技術(shù)人員明確常見故障及故障發(fā)生原因，在實(shí)際生產(chǎn)中積極采取針對(duì)性措施加以預(yù)防，確保鍋爐的正常運(yùn)行，為火電廠長(zhǎng)遠(yuǎn)、發(fā)展鋪平道路。

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