淺談循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的原因危害及防范措施

呂樂

【摘 要】結(jié)合本公司運行的35t/h循環(huán)流化床鍋爐分析 CFB 鍋爐結(jié)焦原因及危害，并提出了相應(yīng)的防范措施，來減小鍋爐結(jié)焦對生產(chǎn)的運行。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)流化床鍋爐；司爐工；結(jié)焦原因；防范措施

中圖分類號： TK229.66 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）09-0197-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.094

Discussion on causative harm and preventive measures of coking in circulating fluidized bed boiler

LV Le

（Yunnan Metallurgical new titanium industry Co.， Ltd.， Kunming 65010）

【Abstract】Combined with the 35t/h circulating fluidized bed boiler operated by our company， the cause and harm of coking of CFB boiler are analyzed，and the corresponding preventive measures are put forward to reduce the coking operation of the boiler.

【Key words】Circulating fluidized bed boiler；Boiler worker；Coking cause；Preventive measures

0 前言

循環(huán)流化床（CFB）鍋爐是目前迅速發(fā)展起來的低污染、清潔燃燒鍋爐。因其具有燃燒效率高、燃料適應(yīng)性廣、煙氣中有害氣體排放濃度低等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。目前已經(jīng)應(yīng)用到大型火力發(fā)電機(jī)組中。但其運行過程中極易發(fā)生結(jié)焦。CFB 鍋爐結(jié)焦是運行中較為常見的現(xiàn)象，鍋爐結(jié)焦是指灰渣在高溫下熔化后粘結(jié)在爐墻、受熱面、爐床、風(fēng)帽上的現(xiàn)象。

CFB鍋爐結(jié)焦形式分為低溫結(jié)焦、高溫結(jié)焦和漸近性結(jié)焦[1]。低溫結(jié)焦是指床溫低于灰渣變形溫度，由于流化不好局部超溫或低溫?zé)Y(jié)而引起各種顆粒粘連在一起的現(xiàn)象。因此，研究鍋爐結(jié)焦的原因，知道其危害性，再有針對性地找出防范措施，對提高循環(huán)流化床鍋爐的安全穩(wěn)定運行，對保障企業(yè)的安全生產(chǎn)更具有重大意義。

1 鍋爐運行中結(jié)焦原因分析

1.1 煤質(zhì)的影響

如果使用的煤的灰熔點相當(dāng)?shù)?，?dāng)煤顆粒在爐膛內(nèi)較高溫度下熔化成液態(tài)或熔融狀態(tài)時，相互粘結(jié)，且自身燃燒時釋放的熱量無法及時傳遞出去的時候，就會容易產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。這在生產(chǎn)實踐中并不常見，因為，在鍋爐設(shè)計的過程中，設(shè)計煤種相對固定，灰熔點有一定范圍，在采購燃料時也有分析化驗報告，因此在生產(chǎn)過程中很少會出現(xiàn)，但燃料的影響仍然是鍋爐結(jié)焦的原因之一。

1.2 煤的粒度的影響

煤的粒徑分布不合理，沒有達(dá)到循環(huán)流化床鍋爐的入爐條件，循環(huán)流化床鍋爐對燃煤粒徑的要求都比較高，燃煤粒徑達(dá)不到要求，對循環(huán)流化床鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運行影響很大。燃煤顆粒較粗，床層加厚、風(fēng)阻增大。運行中，需要經(jīng)常排渣，降低床層厚度，這樣經(jīng)常會排渣時造成床層厚度較薄，床層被吹穿導(dǎo)致局部溫度突然升高導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。燃煤粒徑細(xì)會導(dǎo)致飛灰可燃物增加爐床沸中溫度偏高，運行時引風(fēng)機(jī)出力增加，床料厚度床壓不好控制等導(dǎo)致超溫結(jié)焦。國內(nèi)對循環(huán)流化床鍋爐燃煤粒徑的要求經(jīng)歷了由粗到細(xì)，到粗細(xì)適當(dāng)?shù)倪^程。這個過程也是伴隨著鍋爐結(jié)焦走過來的。循環(huán)流化床入爐煤設(shè)計粒徑范圍為0～13mm[2]，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)有適當(dāng)差距，但很少有大于20mm的入爐粒徑。煤的粒度對循環(huán)流化床鍋爐的影響在時間生產(chǎn)過程中也偶爾會發(fā)生，主要因為破碎設(shè)備出故障時入爐粒徑?jīng)]有得到很好控制的時候。

1.3 鍋爐運行時司爐工的操作水平的影響

司爐工操作水平也是導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的主要原因之一。就以我們公司來說熟練的司爐工和非熟練的司爐工操作水平相差太大。不熟練的操作導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦的事故時常發(fā)生。運行中給煤量過大，排渣時料層厚度保持不好，要么過厚要么過薄。還有就是起爐是風(fēng)和煤的配比搭配不好，使鍋爐床層中含煤量過多，床層溫度突然升高，燃燒氣氛更加趨于還原性氣氛，煤的灰粒容易達(dá)到熔融及軟化狀態(tài)而結(jié)焦。由于司爐工的操作熟練程度引起的鍋爐結(jié)焦在實際生產(chǎn)過程中經(jīng)常發(fā)生，這跟企業(yè)管理有比較大的關(guān)系。

1.4 鍋爐輔助設(shè)備故障的影響

鍋爐的輔助設(shè)備在鍋爐的生產(chǎn)運行中也尤為重要。鍋爐輔機(jī)的完好有時直接影響鍋爐運行，甚至結(jié)焦停爐。

1.4.1 破碎設(shè)備的影響

破碎設(shè)備到不到額定功率，導(dǎo)致煤的粒徑粗細(xì)不均勻，導(dǎo)致下煤時堵塞或落煤管、螺旋給煤機(jī)搭橋，使得進(jìn)煤量忽高忽低，影響司爐工操作。導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。

1.4.2 熱工儀表的測量精度的影響

熱工儀表對鍋爐結(jié)焦的影響，在實際生產(chǎn)過程中時常發(fā)生，最常見的就是熱電偶、壓力變送器和變頻器的影響最為常見。

熱電偶主要影響是點火的時候，鍋爐爐膛測量爐膛溫度的熱電偶，運行一段時間后，由于磨損等原因，又沒有及時校正和更換，導(dǎo)致點火的時候，爐膛溫度得不到準(zhǔn)確的反應(yīng)，使得司爐工要么過早加煤，要么過遲加煤，誤導(dǎo)加煤時機(jī)導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。

壓力變送器主要影響是床壓的測量，一般風(fēng)量在做冷態(tài)實驗的時候，已經(jīng)找到臨界風(fēng)量，這樣有助于司爐工在鍋爐運行時判斷。但是由于壓力變送器的不準(zhǔn)確性，誤導(dǎo)司爐工配風(fēng)時控制不當(dāng)，要么導(dǎo)致床層被吹穿，要么導(dǎo)致床層沸騰效果不好導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。

變頻器的影響在鍋爐運行也時常會發(fā)生。本身其實故障很少會發(fā)生，但是由于更換煤種后，螺旋給煤機(jī)沒有及時標(biāo)定，導(dǎo)致給煤量不準(zhǔn)確導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。

1.5 鍋爐附件對鍋爐結(jié)焦的影響

旋風(fēng)分離器效率降低對鍋爐結(jié)焦的影響，鍋爐停爐后，必須對旋風(fēng)分離器進(jìn)行清理或者維修，如果出現(xiàn)堵塞時，鍋爐的結(jié)焦有可能從旋風(fēng)分離器的位置結(jié)焦，使整個煙道變窄而導(dǎo)致整個鍋爐結(jié)焦。這雖然在實際生產(chǎn)過程中并不常見但也是我們司爐工應(yīng)該引起注意的。

鍋爐返料裝置的影響。主要有兩方面，一方面返料器堵塞，導(dǎo)致返料不正常引起鍋爐結(jié)焦。另一方面，返料風(fēng)忘記打開或者沒有開到位導(dǎo)致返料量不夠誤導(dǎo)司爐工操作導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。

鍋爐布風(fēng)裝置對鍋爐結(jié)焦的影響。主要是有以下兩方面，一時停爐后，風(fēng)帽沒有清理干凈，導(dǎo)致布風(fēng)效果不好，影響鍋爐爐床沸騰效果不好導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。另外，就是由于鍋爐運行停爐后，清理時沒有仔細(xì)，有些風(fēng)帽脫落或者有些風(fēng)帽已經(jīng)損壞，沒有及時更換導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。

1.6 鍋爐壓火操作的影響

鍋爐壓火操作是鍋爐運行最常見的操作。它是指鍋爐運行過程中，出現(xiàn)突發(fā)事件，如停電、斷煤等一些突發(fā)事件采取的操作。壓火的操作方法不當(dāng)隨時會造成鍋爐結(jié)焦。

2 鍋爐結(jié)焦的危害

2.1 鍋爐結(jié)焦直接運行企業(yè)生產(chǎn)，導(dǎo)致其他需要供熱的設(shè)備停爐，故障等造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。就拿我們公司來說如果蒸汽停供7小時以上會導(dǎo)致公司沸騰氯化爐死爐事件發(fā)生。造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 鍋爐結(jié)焦直接威脅司爐工的生命安全，結(jié)焦發(fā)生時，勢必要盡快恢復(fù)生產(chǎn)，人工清理焦塊時司爐工們也苦不堪言。

2.3 鍋爐結(jié)焦司爐工清理焦塊時時常發(fā)生燙傷燒傷的事件發(fā)生。

2.4 鍋爐結(jié)焦會導(dǎo)致鍋爐使用壽命變短，或造成水冷壁管爆管等事件發(fā)生。

2.5 鍋爐結(jié)焦還會造成其它一些安全事故的發(fā)生。

3 鍋爐結(jié)焦的防范措施

3.1 鍋爐點火前的檢查

3.1.1 鍋爐重點部位的檢查：1）燃燒室內(nèi)應(yīng)無焦渣，雜物及工具。2）檢查布風(fēng)板上所有風(fēng)帽無損壞現(xiàn)象，風(fēng)帽無堵塞，放渣管無堵塞、變形、開裂等現(xiàn)象。3）爐內(nèi)及燃燒室各部無損壞現(xiàn)象。4）熱電偶一般插入深度不小于15㎜，檢查后關(guān)閉放渣門。5）旋風(fēng)分離器內(nèi)部應(yīng)完整無損，返料器無結(jié)渣、積灰、雜物。6）轉(zhuǎn)彎煙道內(nèi)部應(yīng)完整無損，返料器無結(jié)渣、積灰、雜物。

3.1.2 其它重要的操作步驟的檢查：1）在機(jī)組初次啟動前，必須對爐床加入床料，床料宜用較細(xì)，較少含碳的顆粒，一般可用燃燒較凈的沸騰爐渣，經(jīng)12mm篩子篩過。其床料的靜止料層高度約為300mm左右，要埋住沸下熱電偶?；亓掀鲀?nèi)清理干凈，用干燥的煙道灰填充料腿。2）點火前應(yīng)進(jìn)行冷態(tài)試驗，并做好試驗記錄。冷態(tài)試驗內(nèi)容包括如下：（1）螺旋給煤機(jī)給煤量的標(biāo)定。（2）點火油槍壓力與流量的標(biāo)定。（3）風(fēng)量的測量和標(biāo)定。（4）布風(fēng)均勻性檢查。（5）測定空板阻力與送風(fēng)量的關(guān)系。（6）測定不同料層厚度的料層阻力與送風(fēng)量的關(guān)系。

3.2 司爐工的培訓(xùn)：根據(jù)國家相關(guān)的法律法規(guī)取得相應(yīng)的司爐證，并時常開展應(yīng)急演練，加強(qiáng)壓火操作的培訓(xùn)，做到人人持證上崗。

3.3 注意好外圍條件的把控煤質(zhì)的穩(wěn)定性，上煤，進(jìn)煤設(shè)備的完好性。排渣設(shè)備的完好性。以及其他系統(tǒng)設(shè)備的完好性。

3.4 根據(jù)檢修操作規(guī)程大修期間那些鍋爐部位是重點，是否按照相關(guān)規(guī)范完成檢修、標(biāo)定、檢測等工作。

雖然鍋爐的結(jié)焦現(xiàn)象不能避免，但是經(jīng)過我們自己的努力和專研，我們只要控制好煤量，風(fēng)量，員工操作水平的質(zhì)量。我們是完全可以減少鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生，甚至讓結(jié)焦現(xiàn)象不要發(fā)生。這是我們熱工人員努力奮斗的目標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉德昌，閻維平.流化床燃燒技術(shù)[M].北京：水利電力出版社，1995.

[2]牛勇.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備[M].北京：中國電力出版社，2007.