文/關(guān)文政，云南省麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心

淺談循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦

文/關(guān)文政，云南省麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心

循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)結(jié)焦經(jīng)常是由于流化風(fēng)量偏低常時間流化不良，返料影響，啟爐時料層過簿或過厚，啟爐投煤錯誤造成的?？梢酝ㄟ^保證良好的流化工況，點(diǎn)火過程中嚴(yán)格控制進(jìn)煤量，認(rèn)真調(diào)整一二次風(fēng)，鍋爐啟動期間返料裝置應(yīng)充滿灰來改進(jìn)。

循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦；原因；危害；對策

1 結(jié)焦的分類

循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的直接原因是床料局部或整體溫度超出灰熔點(diǎn)或燒結(jié)溫度。一般將結(jié)焦分為高溫結(jié)焦和低溫結(jié)焦。所謂低溫結(jié)焦就是當(dāng)床層整體溫度低于灰渣的變形溫度，由于局部超溫或低溫?zé)Y(jié)引起的結(jié)焦。低溫焦塊的特點(diǎn)是帶有許多嵌入的未燒結(jié)的顆粒。低溫結(jié)焦不僅會在啟動過程或壓火過程時出現(xiàn)在床層內(nèi)，有時也可能出現(xiàn)在爐膛以外，如高溫旋風(fēng)分離器的灰斗內(nèi)或回料器內(nèi)，灰渣中堿金屬鉀、鈉含量較高時易發(fā)生低溫結(jié)焦。 高溫結(jié)焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結(jié)焦。當(dāng)床料中含碳量過高而未能及時調(diào)整風(fēng)量或返料量時，就可能出現(xiàn)高溫結(jié)焦。高溫結(jié)焦的特點(diǎn)是面積大，甚至波及整個床面，而且從高溫焦塊表面上看，基本上是熔融的，冷卻后質(zhì)塊堅硬，并夾雜少量氣孔。對流化床鍋爐來說，結(jié)焦按照部位分為爐床結(jié)焦和返料器的結(jié)焦兩種情況，爐膛內(nèi)的結(jié)焦按照結(jié)焦時的工況可分為點(diǎn)火過程中結(jié)焦和運(yùn)行過程中結(jié)焦。

2 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)結(jié)焦的原分析

2.1 流化風(fēng)量偏低，常時間流化不良

一次風(fēng)量過小，低于臨界流化風(fēng)量，物料流化不好。爐底風(fēng)壓過低，布風(fēng)板阻力較低，(一般布風(fēng)板阻力應(yīng)為整個料層阻力的25～30%)，布風(fēng)不均，致使?fàn)t內(nèi)流化不良，在床層內(nèi)出現(xiàn)局部吹穿，而其它部位供風(fēng)不足，床溫偏高，物料產(chǎn)生粘結(jié)，從而形成焦塊。

2.2 返料影響

返料風(fēng)過小造成返料器返料不正?；蚍盗掀魍蝗挥捎谀突鸩牧系乃涠氯蛞蛄喜罡叻叛h(huán)灰外泄失控等原因，返料無法正常返至爐內(nèi)，造成床溫過高而結(jié)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(dǎo)致床上結(jié)焦。啟爐過程中，若在投煤后再投入流化風(fēng)機(jī)，當(dāng)返料突然回爐床時，造成床溫陡降，降幅達(dá)200℃以上。此時，爐床內(nèi)煤粒因床溫下降而減慢甚至停止著火燃燒。

2.3 啟爐時料層過簿或過厚

將造成床層部分被吹空，煙氣短路，而另一部分卻因未能流化良好易結(jié)焦；料層太厚，料層阻力太大，會造成床料流化不良而結(jié)焦。爐內(nèi)床料較少，能被煙氣帶走經(jīng)分離器分離在回料腿落下的灰量也較少，在回料閥內(nèi)始終不能堆積足夠的料位，也不能形成正常的回料循環(huán)。由于爐內(nèi)床料太少，爐內(nèi)也不能形成正常的內(nèi)循環(huán)。

2.4 啟爐投煤錯誤

啟爐投煤時極易造成落煤點(diǎn)不能正常流化而快速升溫，非落煤點(diǎn)床溫快速下降，床溫不同部位偏差可達(dá)300-400℃以上，在此情況下，若繼續(xù)強(qiáng)行起爐，將極易造成結(jié)焦。起爐投煤量及給煤時機(jī)控制不當(dāng)，在床溫較低或煤質(zhì)較差時，投入床中的煤未著火或難以燃燒完全，造成爐內(nèi)可燃質(zhì)大量積累。在燃油升溫到某一高值時，爐內(nèi)煤粒著火燃燒，床溫進(jìn)一步升高，而床溫的升高使煤粒的燃燒進(jìn)一步加速，從而形成床溫飛速上漲而無法控制導(dǎo)致結(jié)焦。

3 循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的危害

3.1 鍋爐效率下降

受熱面結(jié)渣后，使傳熱惡化水冷壁的吸熱量降低煙氣溫度升高造成排煙溫度升高，鍋爐熱效率下降；燃燒器出口結(jié)渣，造成氣流偏斜，燃燒惡化，有可能使機(jī)械未完全燃燒熱損化學(xué)未完全燃燒熱損失增大；在爐膛出口處結(jié)焦，使鍋爐通風(fēng)阻力增大，廠用電量上升。使鍋爐的經(jīng)濟(jì)性變差。

3.2 影響鍋爐的出力

水冷壁結(jié)渣后，由于大量的結(jié)渣附著在水冷壁上，受熱面內(nèi)汽水混合物吸熱效果下降，如保持燃料量不變，則鍋爐的蒸發(fā)量將下降；爐膛出口煙溫升高，蒸汽出口溫度升高，管壁溫度升高，當(dāng)結(jié)焦嚴(yán)重時通風(fēng)阻力的增大，增大引風(fēng)機(jī)出力，當(dāng)引風(fēng)機(jī)出力到最大時被迫降低鍋爐出力。

3.3 影響鍋爐的安全性

結(jié)渣后過熱器處煙溫及汽溫均升高，嚴(yán)重時會引起管壁超溫；結(jié)渣往往是不均勻的，結(jié)果使過熱器熱偏差增大，對自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)安全性以及強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的水冷壁熱偏差帶來不利影響；爐膛上部結(jié)渣塊掉落時，可能砸壞冷灰斗水冷壁管，造成爐膛滅火或堵塞排渣口，使鍋爐被迫停止運(yùn)行；除渣操作時間長時，爐膛漏入冷風(fēng)太多，使燃燒不穩(wěn)定甚至滅火。鍋爐的大焦塊掉在撈渣機(jī)后，瞬間產(chǎn)生大量的水蒸氣，破壞撈渣機(jī)的水封，同時使?fàn)t底漏入大量冷風(fēng)，造成燃燒器區(qū)域（尤其是下排燃燒器區(qū)域）煤粉火焰著火狀況的嚴(yán)重惡化，使?fàn)t膛負(fù)壓產(chǎn)生劇烈波動（超限）而引起鍋爐滅火。

4 循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)結(jié)焦的對策

4.1 保證良好的流化工況，防止床料沉積

保證燃料制備系統(tǒng)正常工作，給煤粒度符合設(shè)計要求。嚴(yán)格控制料層差壓，均勻排渣。采用人工放渣要及時，做到少放勤放，排出的爐渣有渣塊應(yīng)匯報司爐，排渣結(jié)束后排渣門要關(guān)閉嚴(yán)密。 認(rèn)真監(jiān)測床底部和床中部溫差，如果溫差超出正常范圍，說明流化不正常，下部有沉積或結(jié)渣，此時，可短時開大一次風(fēng)，吹散焦塊，并打開冷渣管排渣；如不能清除，應(yīng)立即停爐檢修。

4.2 點(diǎn)火過程中嚴(yán)格控制進(jìn)煤量

點(diǎn)火過程中，一般床溫達(dá)到500℃以上可加入少量的煤以提高床溫。如果加煤量過多，由于煤粒燃燒不完全，整個床料含碳量增大，這時一經(jīng)加大風(fēng)量，就會猛烈燃燒，床溫上升很快，甚至超過灰的軟化溫度，結(jié)果造成整床超溫結(jié)焦。當(dāng)床溫超過1050℃，雖經(jīng)減煤加風(fēng)措施，床溫仍然上升，此時必須立即停爐壓火，一般待床溫低于800℃再啟動。

4.3 認(rèn)真調(diào)整一二次風(fēng)

對于高溫分離器，保證任何時候含氧量不低于3%～5%，以降低飛灰可燃物含量，可防止分離器和返料機(jī)構(gòu)內(nèi)發(fā)生二次燃燒而超溫。運(yùn)行中要定期察看返料的情況，監(jiān)視返料器床層的溫度是否正常。若超出正常值很多，可能是發(fā)生了二次燃燒。此時應(yīng)加大返料風(fēng)量，打開返料床排灰閥放灰。若溫度低于正常值很多，說明返料器發(fā)生了堵塞，此時應(yīng)打開排灰閥放灰，同時加大返料風(fēng)量。若仍不能消除故障，則必須壓火檢修。

4.4 鍋爐啟動期間，返料裝置應(yīng)充滿灰

鍋爐啟動期間，返料裝置必須充滿灰后方可投入，否則風(fēng)會反竄。點(diǎn)火初期先不投返料風(fēng)，待底料中的細(xì)灰充滿返料裝置后則應(yīng)開返料風(fēng)（一般是點(diǎn)火后半小時），保證床內(nèi)有料，否則，床溫將難以控制。

[1]循環(huán)流化床運(yùn)行中結(jié)焦原因及預(yù)防措施研究[J].李闖,張輝軍.硅谷.2012(18)

[2]論鍋爐結(jié)焦的原因和危害及其解決對策[J].張樹佳.能源與節(jié)能.2013(03)