循環流化床鍋爐結焦的原因分析及措施

循環流化床鍋爐技術是目前迅速發展起來的一項高效、清潔燃燒技術。結焦就是循環流化床鍋爐運行中較為常見的故障，它直接影響到鍋爐的安全經濟運行。本文結合循環流化床鍋爐的運行特點，根據本人幾年來的流化床鍋爐調試和運行經驗，分析流化床鍋爐結焦的主要原因，并對如何預防循環流化床鍋爐結焦進行了探討。

關鍵詞：循環流化床鍋爐 結焦 原因 措施

概述
大型CFB鍋爐是近幾年才發展起來的電站鍋爐，它的設計、運行都有待不斷積累經驗去完善，運行中難免出現一些問題。通過對我國已投產440t/h級大型CFB鍋爐的調研發現，相對于常規煤粉爐，CFB鍋爐結焦已是一個最為普遍的且是比較嚴重的問題。處理不好勢必嚴重影響CFB鍋爐的安全經濟運行，也影響到CFB鍋爐的進一步發展與應用。因此對循環流化床鍋爐結焦原因的分析并提出解決辦法，會不斷提高大型CFB鍋爐穩定運行水平。

1、結焦現象及原因

循環流化床鍋爐在運行時出現結焦的現象主要有：⑴ CRT顯示床溫、床壓極不均勻，燃燒極不穩定，相關參數波動大，偏差大。⑵ 結焦初期(局部)料層差壓下降，結焦嚴重時，料層差壓急劇增加。⑶ 氧量快速下降，幾乎近于零。⑷爐膛負壓增大，一次風量，風室風壓波動大。⑸ 負荷、壓力、汽溫均下降。⑹ 排渣不暢，床層排渣管發生堵塞，單個或多個放渣口放不出渣或放渣中有疏松多孔燒結性焦塊(局部結焦)；⑺觀察火焰時,局部或大面積火焰呈現白色。

2、結焦原因分析：

當床層整體溫度低于灰渣變形溫度而由于局部超溫或低溫燒結而引起的結焦稱低溫結焦，低溫焦塊是疏松的帶有許多嵌入的未燒結顆粒。床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結焦現象稱高溫結焦，高溫焦塊表面上看基本上是熔融的，冷卻后呈深褐色并夾雜少量氣孔。運行中的床溫、床壓和流化都正常情況下出現的緩慢長大的焦塊稱漸進性結焦，這種結焦是較難察覺的。爐內結焦是由于高溫結焦、低溫結焦、漸進性結焦和油煤混燃時間較長以及流化不正常引起的結焦，不論是哪種原因引起的結焦，一旦渣塊在床料中存在并隨著時間的推移，焦塊將越來越大，造成流化困難，堵塞排渣管，最后被迫停爐。

生產運行中結焦可能原因分析：⑴ 燃煤、床料熔點太低，在床溫較低水平下就可導致結焦。 ⑵ 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，致使爐內流化不良，在床層內出現局部吹穿，而其它部位供風不足，床溫偏高，物料產生粘結，從而形成焦塊。 ⑶ 風帽損壞，造成布風板布風不均，部分料層不流化。⑷ 返料影響。返料風過小造成返料器返料不正常或返料器突然由于耐火材料的塌落而堵塞或因料差高放循環灰外泄失控等原因，返料無法正常返至爐內，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。⑸ 床溫測量裝置故障，床溫表失準，造成運行人員誤判斷或對某一單點床溫偏高束手無策。⑹ 運行人員對床溫監視不嚴造成超溫。⑺ 壓火時操作不當，冷風進入爐內。⑻ 鍋爐長期超負荷運行或負荷增加過快，操作不當。⑼ 啟爐時料層過簿或過厚。⑽ 爐內澆注料大面積塌落，造成局部流化不良，過熱而結焦。⑾ 運行過程中由于給煤機運行不正常，給煤量測量不準而給煤過多，造成床層局部超溫。⑿鍋爐運行中，長時間風、煤配比不當，過量給煤。

3、防止結焦的技術措施

目前，循環流化床鍋爐結焦已是一個最為普遍的且是比較嚴重的問題。處理不好勢必嚴重影響鍋爐的安全經濟運行，也影響到循環流化床鍋爐的進一步發展與應用。因此對循環流化床鍋爐結焦原因的分析并提出解決辦法，會不斷提高大型CFB鍋爐穩定運行水平。

首先，一定要保證良好而穩定的入爐煤質，特別是粒度、細度、矸石、熔點等指標一定要嚴格控制。點火前一定要認真做好流化試驗，就地觀察底料流化情況及厚度，確保合格。良好的爐內空氣動力場，可有效控制旋風分離器的二次燃燒，避免燃燒室、旋風分離器、回料器的超溫結焦。

其次，對CFB鍋爐應盡量縮短啟動時間，否則油煤混燒時間過長，調整不當極易發生結焦，尤其投煤初期煤油混燒階段，大量的煤投到爐內不能完全燃燒，很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結焦。點火初期當床溫達到投煤溫度時，應立即投煤，燃燒穩定后果斷斷油，包括在事故處理過程中，及時地斷油，使煤油混燃時間縮短，防止結焦。開始投煤量較大會出現床溫飛升的現象，啟爐時點動給煤的時間較長會造成可燃物的積累從而引起爆燃現象，對揮發份較低煤的點火及運行過程應十分注意可燃成分的積累以免造成爆燃現象，剛開始投煤時，不得過快過猛，遵循少量間斷的原則，先單臺給煤機點動少量給煤等確認爐膛氧量下降、床溫上升才可再次并逐漸延長點動給煤時間、增加給煤量。在700℃以前，最好采用點動給煤，禁止連續給煤，投煤時機可參照氧量的變化進行，在750℃以前，投煤量一定不能超過15t／h。

同時，為保證安全穩定運行，應在點火過程中保證布風均勻性，并注意在點火過程后期適時排渣。避免低溫結焦，最好的辦法是保證易發地帶流化良好，顆粒混合迅速均勻或處于正常的流化狀態，這樣溫度均勻，可防止結焦。

最后，嚴格執行各廠家的運行規程，確保回料羅茨鼓風機設備安全運行。避免回料閥內因局部死區而出現結渣的現象。回料閥的充氣量應嚴格控制在1％的鍋爐總風量之內，以防止未燃碳粒在局部區域復燃，避免回料閥內結渣。
循環流化床鍋爐結焦有著設計、制造和運行等多方面的主客觀原因。設計、制造單位，還應進行質量回訪，總結經驗，力求不斷完善設計，解決結構隱患，優化整體設計。對于運行檢修人員需應努力提高大型循環流化床鍋爐技術的理論水平，同時多借鑒同類機組的運行經驗，分析產生結焦的原因，執行各項防止結焦的技術措施，在實踐中不斷積累操作經驗。如此，循環流化床鍋爐的結焦還是可以控制和防范的。

結論

循環流化床鍋爐由于環保性能好，以成為火力發電廠和工業鍋爐領域的熱點，目前，國內的循環流化床鍋爐技術正在向更大容量方向發展。但是，很多循環流化床鍋爐都不同程度存在出力不足、運行周期短、灰渣不完全燃燒損失高、排煙損失大等問題，出現這些問題除設計不當外，還有運行方式不合理所致，可以通過優化調整改善其運行性能。

循環流化床鍋爐在許多單位最長運行周期已達3000小時左右，該爐型再經過一段時間防磨治理，在目前防磨治理的基礎上，思想再開闊一些，對磨損原因和機理的探索再認真一些，防范措施、治理力度再加強一些、磨損這一頑癥一定能相應治理的更好，其連續運行時間還將延長，達到或超過3500小時沒問題。循環流化床鍋爐這個新產品一定能在全國的發電和供熱等各項事業中發揮出更大作用，一定能以它的獨特優點逐漸取代目前市場上正在運行的其他任何爐型，一定能為社會和各企業發揮出他的重大經濟效益、社會效益和環保效益，為緩解煤炭緊張局勢做出貢獻。

參考文獻

1、 岑可法等譯著.《循環流化床鍋爐的設計與思考》，科學出版社出版發行
2、 循環流化床鍋爐交流會論文集（2），中國電力出版社，2002
3、 岑可法等.循環流化床鍋爐原理設計及運行.北京：中國電力出版社，1998
4、 楊建華，屈衛東，楊義波等.新鄉火電廠440t/h循環流化床鍋爐技術特點．中國電力出版社，2002
5、 440t/h超高壓再熱CFB鍋爐說明書，東方鍋爐股份有限公司，中國電力出版社，2000.