摘要：循環(huán)流化床鍋爐是近年才發(fā)展起來的新型潔凈煤燃燒設(shè)備。本文主要對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行申常見故障進(jìn)行了分析，如磨損、結(jié)焦、旋風(fēng)分離器分離效率下降、煙氣反竄及給煤系統(tǒng)故障等，并從不同的角度提出了預(yù)防措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；常見故障；預(yù)防措施

中圖分類號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-8136(2009)36-0019-02

循環(huán)流化床(CFB)鍋爐是近幾十年來發(fā)展起來的新型環(huán)保節(jié)能鍋爐，是一種高效低污染清潔的燃燒技術(shù)，其以煤種適應(yīng)性廣、高燃燒效率、可以燃用劣質(zhì)燃料、鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)性好、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，普遍認(rèn)為，循環(huán)流化床是目前最實(shí)用和可行的高效低污染燃煤設(shè)備之一。但隨著其被廣泛應(yīng)用，一些國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行中也逐漸暴露出了某些問題。如受熱面易磨損、鍋爐易結(jié)焦及物料循環(huán)系統(tǒng)不暢是運(yùn)行中常見的故障。因此，本文將主要分析循環(huán)流化床鍋爐常見故障及預(yù)防措施，以提高循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行水平。

1 磨損及其預(yù)防措施

循環(huán)流化床鍋爐中高速度、高濃度、高通量的流體或固體顆粒以一定的速度和角度對(duì)鍋爐受熱面和耐火材料的表面進(jìn)行沖擊，會(huì)造成鍋爐金屬部件磨損，加上爐內(nèi)溫度的循環(huán)流動(dòng)，造成對(duì)爐內(nèi)耐火構(gòu)件的熱沖擊，而且耐火構(gòu)件不同熱膨脹系數(shù)的材料之間也形成機(jī)械應(yīng)力，這些都加劇循環(huán)流化床鍋爐磨損破壞。

但實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，循環(huán)流化床鍋爐的磨損是可以避免的。所以在運(yùn)行中，可通過以下措施來預(yù)防CFB鍋爐的磨損：

(1)降低風(fēng)速減小給煤粒度，確保流場(chǎng)的均勻性；同時(shí)，在安裝過程中要特別注意煙道的平滑組合，避免安裝原因造成幾何尺寸的突縮或突擴(kuò)，形成煙氣走廊。

(2)定期對(duì)CFB鍋爐進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)已磨損的部件和材料應(yīng)及時(shí)更換；在水冷壁、落煤口、過熱器等加裝防護(hù)件。

(3)在安裝時(shí)，應(yīng)確保煙氣進(jìn)出口處、中心筒、導(dǎo)流設(shè)備的安裝尺寸滿足設(shè)計(jì)要求；在施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制旋風(fēng)分離器簡(jiǎn)體組合尺寸和焊接變形；在耐火保溫內(nèi)襯施工之前，要檢查簡(jiǎn)體內(nèi)壁弧度，對(duì)凸凹部分做好記錄，在筒體施工時(shí)進(jìn)行調(diào)整；對(duì)向火面材料的施工，要保證嚴(yán)密度、嚴(yán)整度、垂直度以及內(nèi)壁弧度和表面質(zhì)量等，以減少受熱面的磨損。

(4)運(yùn)行期間，應(yīng)盡量降低循環(huán)流化床的流速，以減少水冷壁及各部的磨損。

(5)嚴(yán)格控制金屬錨固件的焊接定位、澆注料拌合、澆注振搗、澆注模裝設(shè)、脫模以及膨脹縫等施工工藝步驟，不可隨意簡(jiǎn)化修改。

(6)嚴(yán)格擬定好耐火材料的升溫曲線，布置好其烘干溫度測(cè)點(diǎn)以及首次升溫過程，并在烘干結(jié)束時(shí)認(rèn)真檢查。

2 循環(huán)流化床結(jié)焦的成因及預(yù)防措施

結(jié)焦是高溫分離器物料循環(huán)系統(tǒng)的常見故障。結(jié)焦后形成的大渣塊能堵塞物料流通回路，會(huì)導(dǎo)致鍋爐熱效率下降，如鍋爐受熱面結(jié)焦后，使傳熱惡化；排煙溫度升高，燃燒惡化；有可能使機(jī)械未完全燃燒熱損失、化學(xué)未完全燃燒熱損失增大；使鍋爐通風(fēng)阻力增大、廠用電量上升等。同時(shí)，結(jié)焦還會(huì)影響鍋爐運(yùn)行的安全性，如床面結(jié)焦使流化阻塞，增大風(fēng)機(jī)出力，影響床料流化；使流化不良的區(qū)域再次結(jié)焦。造成惡性循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致停爐。一般情況下，結(jié)焦發(fā)生在在鍋爐的點(diǎn)火或壓火啟動(dòng)過程中，或給煤異常，返料異常中。

2.1 結(jié)焦的成因

通過在實(shí)踐中觀察，我們發(fā)現(xiàn)，引起循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦主要有以下幾種原因：

(1)燃燒室運(yùn)行期間溫度超溫，則會(huì)導(dǎo)致旋風(fēng)分離器的循環(huán)溫度容易超過灰的變形溫度，甚至引起爐內(nèi)未燃碳的著火燃燒，從而形成床溫上漲而導(dǎo)致結(jié)焦。

(2)運(yùn)行期間，物料循環(huán)系統(tǒng)漏風(fēng)，大量空氣進(jìn)入旋風(fēng)筒內(nèi)，使得熱的床料中的可燃物獲得氧氣，產(chǎn)生燃燒，但由于燃燒產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)帶走，使局部區(qū)域床料超溫而引起結(jié)焦。

(3)啟動(dòng)期間，煤油混燒時(shí)間過長(zhǎng)，或運(yùn)行中風(fēng)量與燃煤粒度匹配不佳，或燃用矸石、無煙煤等難燃煤，因其揮發(fā)份少、細(xì)粉量多、著火溫度高、燃燒速度慢等原因，都可導(dǎo)致未燃燒完全的油渣易與床料板結(jié)成塊，爐內(nèi)流化不良，導(dǎo)致床料結(jié)塊，形成疏松性渣塊；或是進(jìn)入旋風(fēng)分離器而使循環(huán)灰中含碳量增加，從而增大了結(jié)焦的可能性。

(4)循環(huán)灰量太少，使得循環(huán)灰在物料循環(huán)系統(tǒng)中移動(dòng)太慢，易引起結(jié)焦；同時(shí)灰量太少易使燃燒室煙氣攜帶煤粒倒卷入返料器，也會(huì)引起結(jié)焦。

(5)運(yùn)行期間，停床下油槍時(shí)，床溫偏低，切風(fēng)不及時(shí)，大量冷風(fēng)進(jìn)入爐量，會(huì)導(dǎo)致床溫下降，從而引起結(jié)焦。

(6)返料器堵塞也是造成結(jié)焦的原因之一，如果返料器突然停止工作將會(huì)造成鍋爐內(nèi)循環(huán)物料量的不足，床溫難以控制、調(diào)整不及時(shí)極易造成高溫結(jié)焦事故的發(fā)生。

2.2 結(jié)焦預(yù)防措施

(1)保證結(jié)焦易發(fā)地帶流化良好，顆?；旌涎杆倬鶆蚧蛱幱谡５牧骰癄顟B(tài)，使溫度均勻，防止超溫或局部超溫，這是防止結(jié)焦的最好辦法。

(2)點(diǎn)火前，應(yīng)及時(shí)了解和控制人爐煤種及其粒徑配比符合設(shè)計(jì)的要求，保證充分燃燒；燃用矸石、無煙煤時(shí)，應(yīng)盡早按一二次風(fēng)6：4比例投入二次風(fēng)，以保證風(fēng)煤混合充分，加強(qiáng)煤在燃燒室中的燃燒，減少機(jī)械和化學(xué)不完全燃燒，防止其在分離器和返料機(jī)構(gòu)內(nèi)發(fā)生后燃而超溫。

(3)運(yùn)行過程中，應(yīng)密切監(jiān)視高溫旋風(fēng)分離器溫度，發(fā)現(xiàn)分離器超溫，調(diào)節(jié)煤量、風(fēng)量比例，嚴(yán)格控制床溫及料層差壓等運(yùn)行參數(shù)，如不能糾正則立即停爐查明原因。

(4)加強(qiáng)返料器的監(jiān)視工作，檢查其床層的溫度是否正常，并根據(jù)循環(huán)量大小，及時(shí)調(diào)整返料風(fēng)，確保循環(huán)物料能及時(shí)回送；注意防止返料裝置的漏風(fēng)，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)及時(shí)解決。

3 旋風(fēng)分離器的故障及預(yù)防措施

旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，是循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用最廣泛的一種氣固分離裝置。在實(shí)際運(yùn)行中，旋風(fēng)分離器的效率是保證分離器工作性能的重要指標(biāo)，其分離的效率與形狀、結(jié)構(gòu)、進(jìn)口氣體速度、人口煙溫、人口顆粒濃度與粒徑等都有很大的關(guān)系。它隨著分離器入口風(fēng)速、入口顆粒度的增大而增大，隨著人口煙溫的升高而降低。若分離器的運(yùn)行效率低于設(shè)計(jì)值，將會(huì)導(dǎo)致未燃盡的顆粒得不到有效燃燒影響鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；飛灰量增大加劇尾部受熱面的磨損，增加除灰設(shè)備的能耗；進(jìn)入循環(huán)回路的循環(huán)灰量減少，循環(huán)量下降，不能有效控制床溫，影響鍋爐的滿負(fù)荷運(yùn)行及爐膛傳熱特性等。

3.1 分離效率下降原因

分離效率下降的原因有：中心筒結(jié)構(gòu)不合理；分離器內(nèi)壁嚴(yán)重磨損、塌落從而改變了其基本形狀；分離器有密封不嚴(yán)之處導(dǎo)致空氣漏入，產(chǎn)生二次攜帶；床層流化速度低，循環(huán)灰量少而且細(xì)等，均會(huì)導(dǎo)致分離效率下降。

3.2 預(yù)防措施

(1)定期檢妥分離器內(nèi)壁磨損情況，如磨損嚴(yán)重應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

(2)定期檢查分離器是否有漏風(fēng)、竄氣，如有應(yīng)及時(shí)解決。

(3)檢查燃煤粒度和流化風(fēng)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)回料不正常時(shí)，應(yīng)及時(shí)做出相應(yīng)地調(diào)整，使流化風(fēng)量與燃煤粒度相適應(yīng)，以保證一定的循環(huán)物料量；加強(qiáng)對(duì)分離器風(fēng)量配比的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，尋找分離器各部分最優(yōu)化參數(shù)。

(4)入爐煤中所含大、中、小顆粒的比例有一合理數(shù)值改善旋風(fēng)分離器的角度，提高煙氣的流速，可實(shí)現(xiàn)增加分離器效率；或是通過提高料層壓差增加床料的厚度來增加返料量，來提高鍋爐的效率。

4 回料閥煙氣反竄及預(yù)防措施

U型閥屬自動(dòng)調(diào)整型非機(jī)械閥，是目前循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用最廣泛的一種物料回送裝置，是物料循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在運(yùn)行中其主要作用是把循環(huán)灰由壓力較低的分離器灰出口輸送到壓力較高的燃燒室，防止燃燒室煙氣反竄進(jìn)入分離器，而一旦出現(xiàn)煙氣從燃燒室經(jīng)返料器短路進(jìn)入旋風(fēng)分離器的現(xiàn)象，則說明回料系統(tǒng)的正常循環(huán)被破壞，回料閥也就無法完成其使命。

4.1 出現(xiàn)煙氣反竄的原因

回料閥立管料柱太低；返料風(fēng)調(diào)節(jié)不當(dāng)；返料器流通截面積較大，循環(huán)灰量過少等，均會(huì)導(dǎo)致燃燒室煙氣反竄。

4.2 防止措施

(1)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證回料閥立管的一定高度，尤其是大容量鍋爐，以確保其足以形成料封。

(2)對(duì)小容量鍋爐，因立管較短，在啟動(dòng)和運(yùn)行中，對(duì)回料閥的操作應(yīng)注意：鍋爐點(diǎn)火前，返料風(fēng)關(guān)閉，因料閥及立管內(nèi)要充填細(xì)循環(huán)灰，形成料封；點(diǎn)火投煤穩(wěn)燃后，等待分離器下部已積累一定的循環(huán)灰，慢慢開返料風(fēng)，注意立管內(nèi)料柱不斷流化；在風(fēng)量調(diào)定且回料閥正常循環(huán)后，不宜再隨意變更返料風(fēng)；壓火后熱啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)先檢查立管和回料閥內(nèi)物料是否足以形成料封。

(3)嚴(yán)格控制好返料風(fēng)的調(diào)節(jié)；在施工過程中，如發(fā)現(xiàn)回料閥煙氣反竄，可關(guān)閉返料風(fēng)，待返料器內(nèi)積存一定循環(huán)灰后再小心開啟返料風(fēng)，并調(diào)整至適當(dāng)大小。

(4)根據(jù)循環(huán)灰量來適當(dāng)選取返料器流通截面積，以確保其與循環(huán)灰量多少相適應(yīng)。

5 給煤系統(tǒng)故障及防止措施

隨著循環(huán)流化床鍋爐大量投入運(yùn)行，給煤系統(tǒng)故障成為影響機(jī)組正常運(yùn)行的主要威脅之一。常見的給煤系統(tǒng)故障主要體現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)給料閥堵塞、跳閘、煤倉(cāng)粘煤、給煤機(jī)銷子斷、給煤機(jī)鏈條出現(xiàn)爬坡、斷鏈等。

5.1 給煤系統(tǒng)故障主要原因

(1)流化床鍋爐燃料的顆粒較粗，而煤粒間的粘附力增加，煤的流動(dòng)性較差，從而導(dǎo)致煤倉(cāng)和給煤機(jī)堵塞。

(2)給煤機(jī)人口電動(dòng)擋板對(duì)煤下流起到了阻礙作用，使煤粒在給煤機(jī)中堵塞、擠壓，造成給煤機(jī)鏈條爬坡、斷鏈而無法正常啟動(dòng)。

(3)入廠煤濕度大。

(4)入廠煤顆粒度太小。

5.2 防止措施

(1)流化床鍋爐的燃煤根據(jù)煤的物理特性和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，設(shè)置干煤設(shè)施；有效減少煤中的細(xì)微顆粒(如在煤破碎機(jī)前加設(shè)旁路)。防止煤的過度粉碎，減少粘煤的可能性。

(2)鍋爐正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)盡量投用全部給煤機(jī)，保持煤倉(cāng)處于原煤在流動(dòng)狀態(tài)，保證給煤的連續(xù)性和均勻性。

(3)對(duì)給煤系統(tǒng)做好選型，加強(qiáng)給煤系統(tǒng)運(yùn)行中檢查的力度。

(4)入爐煤應(yīng)采用兩級(jí)破碎系統(tǒng)，劣質(zhì)煤中含矸石量大，應(yīng)設(shè)有除去大塊的設(shè)備，安裝多級(jí)除鐵器，防止撕裂皮帶或阻礙原煤倉(cāng)下煤。

(5)摻燒煤泥時(shí)應(yīng)先進(jìn)行烘干或充分晾曬。充分利用晾煤棚的作用，合理地?fù)綗鞣N劣質(zhì)煤，控制人爐煤的濕度不大于8％。

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損、旋風(fēng)分離器效率下降、返料器積灰結(jié)焦、回料閥煙氣反竄等故障是影響運(yùn)行可靠性的主要原因。因此，循環(huán)流化床鍋爐在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、安裝、燃燒調(diào)整上還需不斷地完善，同時(shí)還需努力提高運(yùn)行人員循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的理論水平，多借鑒同類機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，分析循環(huán)流化床鍋爐常見故障的主要原因，執(zhí)行各項(xiàng)預(yù)防措施，在實(shí)踐中認(rèn)真積累操作經(jīng)驗(yàn)，從而降低故障，提高運(yùn)行可靠性，為循環(huán)流化床鍋爐繼續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。