循环流化床床锅炉防止结焦对策

孙彩君

（同煤漳泽大唐热电公司，山西 大同 037003）

【摘　要】本文针对本单位机组运行过程中出现的高、低温结焦事故原因的分析，提出了在煤质和煤的粒径上进行调整的解决途径，并请西安热工研究所做了风煤配比实验，经过一年多的调整实验，结焦事故发生率大大下降，锅炉运行的安全经济性、可靠性有了大幅度的提高。

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关键词 循环流化床锅炉；结焦事故；煤质和煤的粒径

1　循环流化床锅炉的基本情况

1.1　循环流化床锅炉的基本概念

循环流化床锅炉是介于固定火床与煤粉悬浮燃烧之间的一洁净煤燃烧方式，具有燃料适应性广、着火条件好、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化物排放低、负荷调节范围大、燃料预处理及给煤系统简单，能燃用劣质煤尤其是伴随原煤生产出来一直被认为是废物的矸石，其发热量在二至三千大卡。所以循环流化床能实现资源综合利用，在国内工业锅炉和电站得到了广泛的应用。在其运行中存在着诸如：厂用电率高、飞灰含碳量高、磨损大、结焦等问题。本文针对循环流化床锅炉经常出现结焦现象，从其工作原理上进行了了阐述，并分析了结焦的机理和原因，根据生产实践总结了预防结焦的措施和对策。

1.2　循环流化床锅炉的基本构成

循环流化床锅炉主要由4部分组成：燃烧室、绝热旋风分离器、回料阀、尾部对流烟道。燃烧室后有两个绝热旋风分离器，回料阀位于旋风分离器下，与燃烧室和分离器相连接。燃烧室、旋风分离器和回料阀构成了粒子外循环回路。尾部对流烟道在锅炉后部，烟道上部的四周及顶棚由包墙过热器组成，其内沿烟气流程依次布置有III级过热器和I级过热器，下部烟道内，依次布置有省煤器和卧管式空气预热器，一、二次风分开布置。前墙四点给煤，锅炉采用两个滚筒冷渣器，分别布置在锅炉的两侧。

2　CFB锅炉结焦原因分析

2.1　结焦的理论分析

流化床锅炉运行中的结焦类型分析结焦是流化床锅炉运行中较常见的问题，产生结焦最直接的原因是局部或整体温度超出灰熔点或烧结温度，一般分为高温结焦和低温结焦两种类型。

当床层整体温度低于灰渣变形温度而由于局部超温或低温烧结而引起的结焦叫低温结焦。它产生的焦块是较松散的，常带有许多嵌入的未烧结颗粒，强度低易击碎。低温结焦不仅会在锅炉启动过程或压火时在床内出现，也常出现在炉膛以外的各设备中，如高温旋风分离器的灰斗、外置换热器、返料机构及冷渣器内。灰渣中碱性氧化物（如 Na2O 和 K2O 等）含量较高时较容易发生。避免低温结焦的最好方法是保证结焦易发地带流化良好，颗粒间混合迅速，从而使颗粒间的温度均匀，避免局部的颗粒温度高于整体温度，从而可防止低温结焦。有些情况下，在炉内补充一定量的无发热量的床料也有助于避免低温结焦。

高温结焦是指床层物料流化良好，物料间温度均匀，但整体温度较高，达到煤灰的熔融温度而形成的结焦现象。当给煤量过大，而风量又未及时调整时常出现高温结焦；返料机构故障致使温度较低的返还物料减少时，物料对床温的冷却作用减弱，也常出现高温结焦；高温结焦的特点是面积大，甚至涉及整个床面，而且从高温焦块表面上看基本上是熔融的，冷却后呈深褐色并夹杂少量气孔，质坚块硬，不易破碎，一旦发生高温结焦现象，清理难很大。

避免结焦的原则性方法不论高温结焦还是低温结焦，最根本的原因是煤灰的熔融温度达到了。因此，避免结焦根本原则是防止局部或整体床温升高到灰熔点，也就是要做到床层的热量收支平衡及床料间良好混合这两点。做到了床层的热量收支平衡才能保证整体床温在允许的范围内，做到了床料间良好混合才能证不出现局部结焦。

2.2　结焦表现出来的现象

（１）密相区的温度表现最为明显，左右、前后温度测点偏差大，部分测点严重超温，床温上涨极其迅速。

（2）结焦初期（局部）料层差压下降，结焦严重时，料差急剧增加。

（3）放渣口经常堵塞，渣中有疏松多孔烧结性焦块。严重结焦时会从下渣法兰阀处大量喷灰。

（4）有时会造成返料不连续稳定，汽温、汽压、汽包水位、床温温变率剧烈反复波动。

2.3　运行中造成结焦原因

（１）燃煤的灰熔点低，在床温较低水平下就可导致结焦。

（2）一次风过小，低于临界流化风量，物料流化率极低。

（3）风帽损坏，造成布风板布风不均，部分料层不流化。

（4）返料风过小造成返料器返料不正常或返料器堵塞，返料无法正常返至炉内，造成床温过高而结焦。

（5）压火时操作不当，冷风进入炉内。

（6）锅炉长期超负荷运行或负荷增加过快，操作不当。

（7）启炉前料层过薄，将造成床层部分被吹空，烟气短路，而另一部分却未能流化良好。

3　结焦的预防措施

3.1　进行锅炉冷态空气动力场试验

测定流化床的空床阻力和料层阻力特性；找出临界流化风量，为锅炉的热态运行提供参考资料；检查布风板配风的均匀性，保证锅炉燃烧安全，防止床面结焦和设备烧损。

3.2　保证良好而稳定的入炉煤质，控制煤的粒径

我厂是资源综合利用电厂，燃用煤矿的副产品矸石和塔山洗煤厂的中煤。在2004年为了保证冬季供热，我厂没有燃用校核煤种，从外面采购了发热量在5200大卡左右的原煤，由于其发热量高而且煤的粒度控制不好流化困难造成床内不同程度的结焦，冷渣器频繁堵，从事故排渣口放了高温焦块。

3.3　点火前一定要认真测量底料流化可燃质含量确保合格

2008年5月16日启动#5号炉，由于使用了不合格的床料造成结焦，经分析认为是启动床料中可燃物含量过高，在达到其着火温度时突然发生暴燃，床温突升，造成结焦。之后我们筛选床料时对含碳量高的灰渣进行了除碳处理，防止了启动过程中发生结焦。

3.4　运行中的调整

（１）在返料投入的情况下应经常检查返料是否畅通，防止因返料故障而造成结焦。

（2）根据床温上升情况，及时细调、微调风量及给煤量，保持流化良好，控制床温涨幅不得过快。避免床温大幅度变化，造成恶性循环。

（3）控制好运行中料层差压来控制料层厚度。

（4）严格控制好床温。

（5）应确保合格的炉内浇注料及防火耐磨材料质量及施工质量，防止因浇注料等材料垮落而引起结焦。

3.5　结焦处理

（１）床温飞速上涨应立即停煤，同时快速大幅度增大一次风量，抑止床温上涨幅度。

（2）停炉后放掉循环灰，尽量放掉炉膛内炉渣。

（3）如结焦严重，无法热态清除，则待炉内冷却后彻底清除。

4　结论

流化床结焦有着设计、安装和运行等多方面的主客观原因，作为设计安装部门，应力求解决结构隐患，优化结构设计，而作为运行人员，则应努力提高循环流化床的理论水平，用心积累（下转第383页）（上接第312页）操作经验。运行中勤动眼、勤动脑，根据各种不同实际情况灵活机动处理，不断提高运行水平，以充分发挥循环流化床这一清洁燃烧技术的优势。

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参考文献

［１］循环流化床锅炉设计与运行[M].北京:中国电力出版社,1998.

［２］循环流化床锅炉设备与运行[M].北京:中国电力出版社,2003.

［３］流化床燃烧技术[M].北京:水利电力出版社,1995.

［４］循环流化术燃烧技术[M].北京:中国电力出版社,1998.

［５］循环流化术的工业应用[M].北京:中国电力出版社,1999.

［责任编辑：汤静］