循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因分析及預(yù)防措施

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，作為近年來(lái)發(fā)展速度較快的一項(xiàng)燃燒技術(shù)，具有清潔、高效等特點(diǎn)。現(xiàn)如今，隨著越來(lái)越多的循環(huán)流化床鍋爐正式投入使用，人們?cè)趯?duì)其具有的各種特點(diǎn)逐漸熟悉的同時(shí)，也在遭受著鍋爐應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題的困擾，究其原因，這些問(wèn)題的發(fā)生，導(dǎo)致鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性無(wú)法得到有效保障。本文主要對(duì)循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因和預(yù)防措施加以分析和論述。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；結(jié)焦原因；預(yù)防措施；分析

循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的根本原因是床料溫度超過(guò)燃料的灰熔點(diǎn)溫度或變形溫度，使得物料顆粒逐漸粘連而形成。通常將結(jié)焦分為高溫結(jié)焦和低溫結(jié)焦。當(dāng)床料整體溫度水平較高而流化正常時(shí)所形成的結(jié)焦現(xiàn)象稱為高溫結(jié)焦，而當(dāng)床料整體溫度較低，局部超溫所形成的結(jié)焦現(xiàn)象稱為低溫結(jié)焦。無(wú)論哪種形式的結(jié)焦，一旦產(chǎn)生，便會(huì)迅速增長(zhǎng)，并且焦塊越來(lái)越大，成長(zhǎng)的速度也隨之越來(lái)越快，因此必須盡早發(fā)現(xiàn)并設(shè)法清除，所以處理循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦應(yīng)以預(yù)防為主。

一、循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象

第一，氧氣含量在短時(shí)間內(nèi)大幅度減少，嚴(yán)重時(shí)甚至到零；第二，床溫急劇升高，超過(guò)允許范圍；第三，在剛開始結(jié)焦時(shí)，個(gè)別部位的料層差壓有所降低，結(jié)焦較為嚴(yán)重后，料層的差壓會(huì)在短時(shí)間內(nèi)大幅度提升；第四，于CRT中顯示的床壓和床溫均勻性較差，鍋爐燃燒的穩(wěn)定性相對(duì)較差，有關(guān)各類參數(shù)的偏差和波動(dòng)均會(huì)較大；第五，鍋爐會(huì)出現(xiàn)爐渣無(wú)法順利排出的問(wèn)題，其中的床層排渣管也會(huì)出現(xiàn)堵塞問(wèn)題。[1]

二、循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原理及原因分析

（一）一次風(fēng)量過(guò)低

一次風(fēng)量低于臨界流化風(fēng)量，使得物料流化效果變差造成堆積，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)出現(xiàn)局部流化不正常，燃料釋放的熱量無(wú)法被及時(shí)帶走，從而造成具備溫度過(guò)高，引發(fā)結(jié)焦。

（二）布風(fēng)板結(jié)構(gòu)或堵塞

鍋爐的布風(fēng)板結(jié)果設(shè)計(jì)不合理或風(fēng)帽孔洞堵塞，造成布風(fēng)不均勻，導(dǎo)致床料流化不良，致使具備超溫引發(fā)結(jié)焦。

（三）煤質(zhì)變差

在運(yùn)行過(guò)程中，由于煤質(zhì)突然變化，燃料的灰熔點(diǎn)溫度下降，而又未能及時(shí)調(diào)整床溫而造成的整體床料溫度較高，引發(fā)結(jié)焦。

（四）燃料入爐顆粒度

燃料入爐顆粒度分布不均，入爐燃料顆粒過(guò)大，會(huì)在爐床底部密相區(qū)逐漸堆積，達(dá)到一定程度會(huì)造成局部流化不良，引發(fā)結(jié)焦；入爐煤顆粒過(guò)小，入爐后迅速燃燒，使得床料溫度上升過(guò)快，從而引發(fā)結(jié)焦。

（五）點(diǎn)火油槍霧化不良

鍋爐啟動(dòng)期間，點(diǎn)火油槍霧化效果不好，燃燒不充分導(dǎo)致未燃燒的油顆粒隨一次風(fēng)進(jìn)入爐膛吸附在料層顆粒上，待床料溫度上升后突然著火造成床溫迅速上升，從而引發(fā)結(jié)焦。

（六）運(yùn)行人員操作不當(dāng)

在鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)、壓火、壓火啟動(dòng)及正常運(yùn)行中，由于鍋爐運(yùn)行操作人員經(jīng)驗(yàn)不足、操作不當(dāng)而造成床溫的整體或局部溫度過(guò)高，從而引發(fā)結(jié)焦。

三、循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦預(yù)防措施

第一，在鍋爐調(diào)試階段，應(yīng)對(duì)一次風(fēng)室、風(fēng)帽等實(shí)施詳細(xì)檢查，確保其布置合理，風(fēng)帽無(wú)堵塞。同時(shí)進(jìn)行高質(zhì)量的冷態(tài)通風(fēng)及動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)，動(dòng)態(tài)測(cè)量不同底料厚度下的臨界流化風(fēng)量和料層差壓，并對(duì)布風(fēng)板的均勻進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，找出合適的料層差壓范圍，從而保證鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的流化效果。鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)根據(jù)冷態(tài)測(cè)量不同底料厚度的風(fēng)量參數(shù)調(diào)整一次風(fēng)量，保證一次風(fēng)量大于臨界流化風(fēng)量，從而確保床料得到充分流化。

第二，入爐煤顆粒度分布應(yīng)控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，煤粒的顆粒度分布較大或者較小均會(huì)對(duì)床層溫度的穩(wěn)定性造成影響，同時(shí)控制入爐煤質(zhì)不要有太大變化，一旦發(fā)生較大煤質(zhì)變化應(yīng)及時(shí)通知運(yùn)行人員注意調(diào)整控制床溫。

第三，在鍋爐運(yùn)行之前，對(duì)油槍的霧化片部分加以詳細(xì)的檢查和清理，有利于保證油槍的燃燒時(shí)處于正常的霧化狀態(tài)下。倘若在鍋爐運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)油槍的霧化質(zhì)量較低，應(yīng)立即對(duì)霧化片進(jìn)行清理。同時(shí)，應(yīng)將預(yù)燃室的溫度控制在所規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，并應(yīng)盡量的加大油槍的出力，既有助于增加床層溫度，也可以大幅度降低結(jié)焦問(wèn)題出現(xiàn)的可能性。[2]

第四，當(dāng)鍋爐啟動(dòng)到達(dá)投煤溫度后，應(yīng)采用脈沖給煤的方式，根據(jù)床溫的上升判斷給煤的燃燒情況，注意控制每次給煤的量不宜過(guò)大過(guò)快，應(yīng)遵循少量多次的原則，同時(shí)適當(dāng)加大一次風(fēng)量。投煤過(guò)程中，倘若給煤量過(guò)大，極易煤粒燃燒不充分，使得床料中的碳含量大幅度增加，溫度上升后容易出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象，致使床層的溫度在短時(shí)間內(nèi)大幅度提升，如果無(wú)法有效控制，從而導(dǎo)致床溫過(guò)高造成結(jié)焦。

第五，在負(fù)荷調(diào)節(jié)的過(guò)程中，負(fù)荷上升時(shí)，應(yīng)先調(diào)節(jié)風(fēng)量再增加煤炭；降低負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先減少煤炭再調(diào)節(jié)風(fēng)量。運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)注意料層差壓變化，并根據(jù)運(yùn)行規(guī)程要求的床料厚度和料層差壓進(jìn)行排渣操作，防止料層差壓過(guò)高或過(guò)低。同時(shí)合理控制床溫，最好使其始終保持在1000℃以內(nèi)。

第六，鍋爐壓火操作時(shí)，應(yīng)立即將停止返料風(fēng)機(jī)以及二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，停止給煤機(jī)給料，同時(shí)保持引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，待床溫呈現(xiàn)出逐漸變小的趨勢(shì)以后，立即停止一次風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，并關(guān)閉所有的風(fēng)門擋板，使得床料基于流化狀態(tài)逐漸變化至靜止?fàn)顟B(tài)，并和空氣全面隔絕開來(lái)。

四、結(jié)語(yǔ)

引起循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的因素較多，機(jī)理也較為復(fù)雜，但均可歸結(jié)為低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦相互作用的漸進(jìn)性結(jié)焦。結(jié)焦對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行影響是致命的，因此，在鍋爐運(yùn)行以前，務(wù)必保證鍋爐冷態(tài)試驗(yàn)的正確和有效，在運(yùn)行中注重入爐煤的篩選和對(duì)主要運(yùn)行參數(shù)加以有效控制，并提高運(yùn)行人員的操作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技能，從而預(yù)防循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔明，周正一，羅子湛.燃用劣質(zhì)褐煤的600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐煤倉(cāng)間布置設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].華電技術(shù)，2017，39（10）：30.31+40+78.

[2]鄒陽(yáng)軍，程樂(lè)鳴，許霖杰.六回路循環(huán)流化床鍋爐回路中斷時(shí)爐內(nèi)固相分布數(shù)值模擬[J].熱力發(fā)電，2017，46（01）：106.111.

作者簡(jiǎn)介：楊一哲（1982.），男，漢族，本科，熱能動(dòng)力助理工程師。