淺談循環(huán)流化床鍋爐結焦

文/關文政，云南省麗江市質(zhì)量技術監(jiān)督綜合檢測中心

淺談循環(huán)流化床鍋爐結焦

文/關文政，云南省麗江市質(zhì)量技術監(jiān)督綜合檢測中心

循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)結焦經(jīng)常是由于流化風量偏低常時間流化不良，返料影響，啟爐時料層過簿或過厚，啟爐投煤錯誤造成的?？梢酝ㄟ^保證良好的流化工況，點火過程中嚴格控制進煤量，認真調(diào)整一二次風，鍋爐啟動期間返料裝置應充滿灰來改進。

循環(huán)流化床鍋爐結焦；原因；危害；對策

1 結焦的分類

循環(huán)流化床鍋爐結焦的直接原因是床料局部或整體溫度超出灰熔點或燒結溫度。一般將結焦分為高溫結焦和低溫結焦。所謂低溫結焦就是當床層整體溫度低于灰渣的變形溫度，由于局部超溫或低溫燒結引起的結焦。低溫焦塊的特點是帶有許多嵌入的未燒結的顆粒。低溫結焦不僅會在啟動過程或壓火過程時出現(xiàn)在床層內(nèi)，有時也可能出現(xiàn)在爐膛以外，如高溫旋風分離器的灰斗內(nèi)或回料器內(nèi)，灰渣中堿金屬鉀、鈉含量較高時易發(fā)生低溫結焦。 高溫結焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結焦。當床料中含碳量過高而未能及時調(diào)整風量或返料量時，就可能出現(xiàn)高溫結焦。高溫結焦的特點是面積大，甚至波及整個床面，而且從高溫焦塊表面上看，基本上是熔融的，冷卻后質(zhì)塊堅硬，并夾雜少量氣孔。對流化床鍋爐來說，結焦按照部位分為爐床結焦和返料器的結焦兩種情況，爐膛內(nèi)的結焦按照結焦時的工況可分為點火過程中結焦和運行過程中結焦。

2 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)結焦的原分析

2.1 流化風量偏低，常時間流化不良

一次風量過小，低于臨界流化風量，物料流化不好。爐底風壓過低，布風板阻力較低，(一般布風板阻力應為整個料層阻力的25～30%)，布風不均，致使爐內(nèi)流化不良，在床層內(nèi)出現(xiàn)局部吹穿，而其它部位供風不足，床溫偏高，物料產(chǎn)生粘結，從而形成焦塊。

2.2 返料影響

返料風過小造成返料器返料不正?；蚍盗掀魍蝗挥捎谀突鸩牧系乃涠氯蛞蛄喜罡叻叛h(huán)灰外泄失控等原因，返料無法正常返至爐內(nèi)，造成床溫過高而結焦。若再通過加煤來維持壓力及汽溫，則床溫在返料未回爐膛及加煤的雙重作用下灰急劇上升而導致床上結焦。啟爐過程中，若在投煤后再投入流化風機，當返料突然回爐床時，造成床溫陡降，降幅達200℃以上。此時，爐床內(nèi)煤粒因床溫下降而減慢甚至停止著火燃燒。

2.3 啟爐時料層過簿或過厚

將造成床層部分被吹空，煙氣短路，而另一部分卻因未能流化良好易結焦；料層太厚，料層阻力太大，會造成床料流化不良而結焦。爐內(nèi)床料較少，能被煙氣帶走經(jīng)分離器分離在回料腿落下的灰量也較少，在回料閥內(nèi)始終不能堆積足夠的料位，也不能形成正常的回料循環(huán)。由于爐內(nèi)床料太少，爐內(nèi)也不能形成正常的內(nèi)循環(huán)。

2.4 啟爐投煤錯誤

啟爐投煤時極易造成落煤點不能正常流化而快速升溫，非落煤點床溫快速下降，床溫不同部位偏差可達300-400℃以上，在此情況下，若繼續(xù)強行起爐，將極易造成結焦。起爐投煤量及給煤時機控制不當，在床溫較低或煤質(zhì)較差時，投入床中的煤未著火或難以燃燒完全，造成爐內(nèi)可燃質(zhì)大量積累。在燃油升溫到某一高值時，爐內(nèi)煤粒著火燃燒，床溫進一步升高，而床溫的升高使煤粒的燃燒進一步加速，從而形成床溫飛速上漲而無法控制導致結焦。

3 循環(huán)流化床鍋爐結焦的危害

3.1 鍋爐效率下降

受熱面結渣后，使傳熱惡化水冷壁的吸熱量降低煙氣溫度升高造成排煙溫度升高，鍋爐熱效率下降；燃燒器出口結渣，造成氣流偏斜，燃燒惡化，有可能使機械未完全燃燒熱損化學未完全燃燒熱損失增大；在爐膛出口處結焦，使鍋爐通風阻力增大，廠用電量上升。使鍋爐的經(jīng)濟性變差。

3.2 影響鍋爐的出力

水冷壁結渣后，由于大量的結渣附著在水冷壁上，受熱面內(nèi)汽水混合物吸熱效果下降，如保持燃料量不變，則鍋爐的蒸發(fā)量將下降；爐膛出口煙溫升高，蒸汽出口溫度升高，管壁溫度升高，當結焦嚴重時通風阻力的增大，增大引風機出力，當引風機出力到最大時被迫降低鍋爐出力。

3.3 影響鍋爐的安全性

結渣后過熱器處煙溫及汽溫均升高，嚴重時會引起管壁超溫；結渣往往是不均勻的，結果使過熱器熱偏差增大，對自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)安全性以及強制循環(huán)鍋爐的水冷壁熱偏差帶來不利影響；爐膛上部結渣塊掉落時，可能砸壞冷灰斗水冷壁管，造成爐膛滅火或堵塞排渣口，使鍋爐被迫停止運行；除渣操作時間長時，爐膛漏入冷風太多，使燃燒不穩(wěn)定甚至滅火。鍋爐的大焦塊掉在撈渣機后，瞬間產(chǎn)生大量的水蒸氣，破壞撈渣機的水封，同時使爐底漏入大量冷風，造成燃燒器區(qū)域（尤其是下排燃燒器區(qū)域）煤粉火焰著火狀況的嚴重惡化，使爐膛負壓產(chǎn)生劇烈波動（超限）而引起鍋爐滅火。

4 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)結焦的對策

4.1 保證良好的流化工況，防止床料沉積

保證燃料制備系統(tǒng)正常工作，給煤粒度符合設計要求。嚴格控制料層差壓，均勻排渣。采用人工放渣要及時，做到少放勤放，排出的爐渣有渣塊應匯報司爐，排渣結束后排渣門要關閉嚴密。 認真監(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，下部有沉積或結渣，此時，可短時開大一次風，吹散焦塊，并打開冷渣管排渣；如不能清除，應立即停爐檢修。

4.2 點火過程中嚴格控制進煤量

點火過程中，一般床溫達到500℃以上可加入少量的煤以提高床溫。如果加煤量過多，由于煤粒燃燒不完全，整個床料含碳量增大，這時一經(jīng)加大風量，就會猛烈燃燒，床溫上升很快，甚至超過灰的軟化溫度，結果造成整床超溫結焦。當床溫超過1050℃，雖經(jīng)減煤加風措施，床溫仍然上升，此時必須立即停爐壓火，一般待床溫低于800℃再啟動。

4.3 認真調(diào)整一二次風

對于高溫分離器，保證任何時候含氧量不低于3%～5%，以降低飛灰可燃物含量，可防止分離器和返料機構內(nèi)發(fā)生二次燃燒而超溫。運行中要定期察看返料的情況，監(jiān)視返料器床層的溫度是否正常。若超出正常值很多，可能是發(fā)生了二次燃燒。此時應加大返料風量，打開返料床排灰閥放灰。若溫度低于正常值很多，說明返料器發(fā)生了堵塞，此時應打開排灰閥放灰，同時加大返料風量。若仍不能消除故障，則必須壓火檢修。

4.4 鍋爐啟動期間，返料裝置應充滿灰

鍋爐啟動期間，返料裝置必須充滿灰后方可投入，否則風會反竄。點火初期先不投返料風，待底料中的細灰充滿返料裝置后則應開返料風（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。

[1]循環(huán)流化床運行中結焦原因及預防措施研究[J].李闖,張輝軍.硅谷.2012(18)

[2]論鍋爐結焦的原因和危害及其解決對策[J].張樹佳.能源與節(jié)能.2013(03)