循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中結(jié)焦現(xiàn)象分析和處理

劉德

摘要：本文針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行中多次出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象原因進(jìn)行分析，并根據(jù)結(jié)焦產(chǎn)生各種原因提出了處理方法。

關(guān)鍵詞：結(jié)焦原因;分類分析;處理方法

一、分析環(huán)硫化床鍋爐設(shè)備在安裝、調(diào)試與運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)焦問(wèn)題

經(jīng)過(guò)分析總結(jié)多臺(tái)循環(huán)硫化床鍋爐設(shè)備在安裝、調(diào)試與運(yùn)行的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其鍋爐內(nèi)存在比較嚴(yán)重的結(jié)焦問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致了爐膛中的流化燃燒損壞，從而導(dǎo)致鍋爐無(wú)法正常使用。針對(duì)鍋爐出現(xiàn)的結(jié)焦現(xiàn)象，我們對(duì)運(yùn)行人員的操作技能和掌握設(shè)備性能知識(shí)情況進(jìn)行了摸底，并對(duì)鍋爐各設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行了具體分析，得出以下幾點(diǎn)：

1、運(yùn)行人員操作不當(dāng)，引起了鍋爐床溫超溫而產(chǎn)生結(jié)焦;

2、工作人員對(duì)于設(shè)備的操作規(guī)程以及性能沒(méi)有完全的掌握，運(yùn)行中也存在風(fēng)量不足等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致了物料不能及時(shí)的流化而出現(xiàn)堆積的問(wèn)題，使得整個(gè)爐膛的溫度發(fā)生變化，懸浮部分的燃料量不足，鍋爐內(nèi)部熱平衡被打破，鍋爐的性能也會(huì)受到影響。如果此時(shí)工作人員沒(méi)有查明原因而盲目增加煤量，就會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦的問(wèn)題。

3、煤種的變化和破碎系統(tǒng)的選擇。循環(huán)流化床的煤種發(fā)生變化，一旦出現(xiàn)揮發(fā)分比較低時(shí)，在爐膛的下部位置上就會(huì)產(chǎn)生的過(guò)多的熱量，形成密相區(qū)之后溫度超高而出現(xiàn)結(jié)焦的問(wèn)題。解決辦法就是將這部分的煤破碎的細(xì)一些，然后再進(jìn)入爐膛時(shí)使其在懸浮區(qū)域燃燒。這就要求破碎系統(tǒng)能夠適應(yīng)煤種的變化，對(duì)出現(xiàn)燃料揮發(fā)份低時(shí)能破碎得細(xì)一些。

4、在鍋爐點(diǎn)火的過(guò)程會(huì)出現(xiàn)低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦。

二、針對(duì)出現(xiàn)的結(jié)焦問(wèn)題提出的解決方式

1、對(duì)運(yùn)行人員加強(qiáng)操作培訓(xùn)，合理的控制床溫在允許的范圍內(nèi)，在操作過(guò)程中運(yùn)行風(fēng)量不能低于最小流化風(fēng)量，保持相應(yīng)的穩(wěn)定的料層厚度，燃料的粗細(xì)度根據(jù)煤種的變化控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，風(fēng)量和進(jìn)煤量的配比視具體情況進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，確保爐膛內(nèi)有一個(gè)均勻、平衡的溫度場(chǎng)，盡量達(dá)到爐膛內(nèi)熱平衡和物料平衡的雙平衡狀態(tài)，就可以防止結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生。為了給鍋爐點(diǎn)火和熱態(tài)運(yùn)行提供操作和控制的依據(jù)，了解和掌握流化床的燃燒特性及安全穩(wěn)定運(yùn)行的保證，我們現(xiàn)場(chǎng)做了冷態(tài)通風(fēng)試驗(yàn)和冷態(tài)空氣動(dòng)力特性試驗(yàn)。

1）冷態(tài)通風(fēng)試驗(yàn)

（1）檢查爐風(fēng)煙系統(tǒng)保持較高的密封性，然后就是按照順序開啟引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)，并且根據(jù)需要來(lái)調(diào)整風(fēng)機(jī)入口擋板門開度尺寸，提升爐膛壓力到+1000Pa，確保不存在滲漏點(diǎn)。

（2）檢測(cè)風(fēng)量參數(shù)，在測(cè)量裝置的位置上開啟風(fēng)管道以測(cè)量風(fēng)量，保證鍋爐可以正常使用，然后就是采用標(biāo)準(zhǔn)皮托管來(lái)進(jìn)行每只風(fēng)量測(cè)量裝置工況標(biāo)定試驗(yàn)。其具體的測(cè)試參數(shù)如下：

2）冷態(tài)空氣動(dòng)力特性試驗(yàn)

（1）布風(fēng)板阻力特性試驗(yàn)

布風(fēng)板阻力特性試驗(yàn)的過(guò)程中按照工藝要求順序開啟引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)，然后就是打進(jìn)水冷風(fēng)室的一次風(fēng)通道，然后就是關(guān)閉一、二次風(fēng)道，根據(jù)需要來(lái)調(diào)整一次風(fēng)機(jī)擋門開度尺寸，然后就是逐漸的降低風(fēng)量，測(cè)量水冷室壓力、燃燒室出口爐膛壓力與一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量。最終可以計(jì)算確定壓差與一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量，然后繪制阻力特性曲線圖如下：

（2）布風(fēng)板均勻性試驗(yàn)。

布風(fēng)板根據(jù)需要在其表層中鋪設(shè)一層400mm和500mm高度的料層結(jié)構(gòu)，使用粒度為0～8mm的爐渣。然后開啟引風(fēng)機(jī)與一次風(fēng)機(jī)裝置，確保燃燒室內(nèi)出口壓力為—20Pa，根據(jù)需要逐步的增大風(fēng)量，直到達(dá)到30000m3/h，料層會(huì)全部的流化，開啟布風(fēng)板人孔，然后檢查其是否流化均勻，并且應(yīng)用耙子來(lái)推動(dòng)風(fēng)帽。然后就是將布風(fēng)板結(jié)構(gòu)的人孔們開啟，并且需要急停引風(fēng)機(jī)與一次風(fēng)機(jī)，關(guān)閉入口，并且需要檢查床層表面的平整性。檢查結(jié)果顯示，床層表面平整度較高，此時(shí)也會(huì)反映出流化效果比較好。

（3）冷態(tài)臨界流化風(fēng)量試驗(yàn)

在經(jīng)過(guò)了上述的均勻性的試驗(yàn)之后，可以適當(dāng)?shù)脑龃箫L(fēng)量來(lái)檢測(cè)冷風(fēng)室的壓力變化，同時(shí)也需要觀察出口爐膛壓力和一次總管風(fēng)量參數(shù)，并且需要逐漸的降低風(fēng)量以檢測(cè)上述參數(shù)值。計(jì)算確定流化床阻力與一次風(fēng)出口總管風(fēng)量參數(shù)。使用流化床總阻力減布風(fēng)板阻力就能計(jì)算出料層阻力參數(shù)，并且根據(jù)風(fēng)量的增大上行與減小下行的具體數(shù)據(jù)繪制阻力與風(fēng)量上行、下行之間存在的關(guān)系曲線，進(jìn)而能夠確定臨界流化風(fēng)量數(shù)據(jù)。此外，開啟布風(fēng)板的人孔，需要調(diào)整運(yùn)行狀況，然后就是觀察各個(gè)層的流動(dòng)情況，并且需要使用耙子推動(dòng)風(fēng)帽頂，要了解其內(nèi)部阻力情況，并且需要檢測(cè)出口爐膛壓力、一次風(fēng)機(jī)出口總管風(fēng)量等參數(shù)，最終能夠確定絕對(duì)臨界流化風(fēng)量參數(shù)為28000Nm3/h，料層阻力特性曲線如圖：結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體觀察與數(shù)據(jù)測(cè)量可以確定鍋爐冷態(tài)臨界流化量約為 2.5萬(wàn)Nm3/h。

流化床總阻力按公式ΔPT=Pfs-Prs計(jì)算，其中ΔPT為流化床總阻力，單位：kPa;Pfs為水冷風(fēng)室風(fēng)壓，單位：kPa;Prs為鍋爐燃燒室出口爐膛壓力，單位kPa。

料層阻力按公式ΔPb=ΔPT-ΔPd計(jì)算，其中ΔPb為料層阻力，單位：kPa;ΔPT為流化床總阻力，單位：kPa;ΔPd為布風(fēng)板阻力，單位為kPa。

2、對(duì)破碎系統(tǒng)中的破碎機(jī)進(jìn)行改造，使其在具備調(diào)節(jié)功能，讓運(yùn)行人員根據(jù)不同揮發(fā)份的煤種對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使燃煤的顆粒度達(dá)到燃燒的條件。大多數(shù)廠家都是雙上料系統(tǒng)，也可以在雙上料系統(tǒng)上采用不同破碎粒度的破碎機(jī)。

3、點(diǎn)火階段容易存在低溫結(jié)焦與高溫結(jié)焦的問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)該在點(diǎn)火之前就要進(jìn)行冷態(tài)試驗(yàn)，并且要嚴(yán)格控制點(diǎn)火溫度，確保臨界流化風(fēng)量合理化，同時(shí)也需要嚴(yán)格按照施工流程來(lái)進(jìn)行。

4、運(yùn)行中的以下幾種現(xiàn)象可以判斷爐膛是否結(jié)焦：（1）風(fēng)室內(nèi)靜壓波動(dòng)很大;（2）有明亮的火焰從床下竄上來(lái);（3）密相區(qū)各點(diǎn)溫差變化比較大等情況。

在鍋爐操作和運(yùn)行的各個(gè)階段要嚴(yán)密監(jiān)視爐膛內(nèi)結(jié)焦情況，結(jié)焦要及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理，不可使焦塊擴(kuò)大或全床結(jié)焦時(shí)再采取措施，否則，不但清焦困難，而且容易損壞設(shè)備。當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)焦時(shí)，應(yīng)立即用專用工具扒出然后再重新啟動(dòng)。（在鍋爐運(yùn)行層工具間應(yīng)準(zhǔn)備好專用工具和專用防護(hù)用品）

參考文獻(xiàn)

[1] 余向陽(yáng).循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的原因分析及措施[J]. 新疆有色金屬. 2013（S1）

[2] 張偉.鍋爐結(jié)焦問(wèn)題的分析及防控[J]. 節(jié)能與環(huán)保. 2013（11）

（作者單位：鹽城發(fā)電有限公司）