循环流化床锅炉的结焦原因分析及对策

张亚萌

(陕西能源职业技术学院，陕西 咸阳 712000)

循环流化床锅炉具有对燃料适应性强、燃烧效率高、负荷调整范围宽、运行稳定、污染物排放量少、灰渣便于综合利用等优点，因此得到广泛的推广和应用。在目前我国燃煤与环保矛盾日益突出的情况下，循环流化床燃烧技术已成为电厂首选的高效、环保、节能的新型燃烧技术。但由于循环流化床自身的特点，运行中时常会出现结焦问题。一旦发生结焦，如处理不当，结焦问题就会越来越严重，最终被迫停炉，严重影响锅炉设备的安全、稳定、经济运行。

1 设备简介

西北地区某矿务局自备矸石电厂有2台75 t/h的循环流化床锅炉，在启动和运行过程中均发生过结焦停炉事故。该电厂装机容量为2×12 MW，2台低倍率循环流化床锅炉均由四川锅炉厂设计制造，型号为CG-75/3.82-MX5。炉膛为全膜式水冷壁悬吊结构，燃烧室底部布置3个水冷布风板，配有3个等压风室，每个风室配有1套螺旋给煤机，并在每个给煤口布置播煤风。

2 结焦事故过程

2005-12-15，电厂对停运状态的2号炉进行启动。床温达到924 ℃时投返料，发现床温快速下降；减小返料阀开度后，床温继续下降至680 ℃；通过投油枪将床温升至743 ℃，床压达3.7 kPa；再投煤，床温升至866 ℃后便开始下降，床压也开始下降；放渣时出现放渣管出渣不利的问题，只能停炉除焦。

2006-05-10T08:20，正常运行的1号炉在放渣时发现2个连续放渣管堵住，风室风压较高，达13 kPa左右。启动事故放渣管放渣后发现，事故渣管卡死关不住，无法强行关门，被迫停炉压火操作。09:30，1号炉再次启动。启动后，风室风压较低，为3.5～3.8 kPa，后墙3点测温显示不一致，分别为890 ℃，1 000 ℃，1 150 ℃，判断床面已部分结焦。当前后墙温度下降至550～630 ℃时，启动油枪点火。10:30，点火启动，加大给煤量，突然发现1号炉风室风压增至1.3 kPa，左右床温差达到400 ℃，且含氧量已达2.9 %，并且后墙右侧床温居高不下，料层差压急剧增加，判断床面可能已大面积结焦，被迫停炉。

3 结焦原因分析

3.1 燃料特性

(1) 燃料的灰熔点降低。当煤质变化或燃烧时床内还原性气体增多时，会造成灰熔点降低，易在燃烧时熔化成液态或软化状态，引起结焦。熔点过低时，在床温较低水平下也会导致低温结焦。

(2) 燃料粒径超标。电站的设计燃用煤煤粒度为8 mm以下。运行过程中对煤样进行了一次筛分，其粒度大于8 mm，明显超过了设计要求。粗颗粒煤的流化性差，影响了流化质量。

3.2 料层温度

料层温度过高，超过煤的灰熔点温度时易发生高温结焦；料层温度过低，则燃烧不稳定，若操作不当易引起局部高温，造成低温结焦及灭火。

(1) 当锅炉的负荷增大(或减小)、燃料量增加(或减少)时，未能适当调整流化风量，造成流化工况不良，会导致料层温度升高(或减小)。

(2) 当返料风过小或返料阀故障时，导致返料量减少或堵塞，会引起料层温度升高；相反，返料风量过多，会引起料层温度降低。

(3) 若燃烧控制不好，密相区燃烧份额增大，会使床温升高；稀相区燃烧份额增大，会导致返料温度高，也会引起床温升高。

(4) 若出现煤质变差、流化风量过大等情况，会导致床温过低、燃烧不稳定，如果操作不当，甚至会引起爆燃。爆燃期温升加快，爆燃时间延长，会造成锅炉局部超温结焦。

3.3 料层厚度和均匀性

料层过厚，会造成风阻增大、流化恶化，料层温度不能及时散出，温度升高，导致结焦；料层过薄或不均匀，会使气流在料层中分布不均匀，出现沟流，也会影响到流化质量，从而引起结焦。

在放渣门出现问题时，如放渣量过多，会造成床料过薄。若给煤机给煤不均匀、循环系统返料量过多、返料点设计不合理、放渣量少或不及时等，均会导致料层的厚度和均匀性不正常。

3.4 布风装置

布风装置会影响到布风的均匀性。布风不均，会导致炉内流化不良，在床层内出现沟流，产生局部结焦。如，风帽损坏、风帽口被杂物卡住或被焦块堵塞，会造成布风板布风不均，部分料层不流化，也会出现结焦。

3.5 运行操作水平

若升炉前床料厚度过大或过小，启动过程中操作人员对床压、床温等参数监视不严，未能及时发现问题；或者运行时操作人员没有及时发现局部结焦并且将其消除，都可能导致大面积结焦而停炉。

在首次试投煤时，操作人员若发现床温不升反降，但未能及时停止给煤；当煤质变差时，操作人员未能根据煤质的变化相应提高床温再投煤，都会加剧结焦现象。

在投返料时，若返料阀开度过大，床温会迅速下降。炉床内煤粒因床温下降而减慢，甚至停止着火燃烧。若操作失误，不停煤反而加煤，炉内积累的大量可燃质会迅速燃烧使床温失控进而出现结焦。

运行中，若长时间风、煤配比不当，或操作不当使锅炉长期超负荷运行或负荷增加过快等，都会造成结焦事故。

4 预防结焦措施

(1) 在每次锅炉启动前，应认真检查风帽、风室，清理杂物。启动时，应先进行冷态流化试验，确认床层布风均匀，流化良好。

(2) 加强对入炉煤质量和颗粒度的监测，尽量保证入炉煤的煤质，并且保证筛分比符合要求。

(3) 在点火过程中，投煤速度和投煤量、流化风量、返料风量、返料阀开度、料层升温等一定要按照操作规程进行。在升炉过程中，应尽量缩短启动时间，否则因油煤混烧时间过长，调整不当极易发生结焦。操作人员应认真监测床温和床压等参数，做到及时发现问题，及时处理，防止事故扩大。

(4) 床温控制。在运行过程中，一般应将料层温度控制在850～950 ℃。如料层温度过高，应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量，使料层温度降低；如料层温度过低，应采取相反的方法，使料层温度升高。一旦料层温度低于700 ℃，应做压火处理，待查明原因并排除后再启动。

(5) 料层厚度控制。在运行过程中，应根据床层压差控制料层厚度。要严密监视料层差压值，当差压值增大时，应减小送煤量，同时通过炉底放渣的方法来调节。

(6) 保证流化质量。在运行过程中，保证合理的风煤比及一、二次风的配比，保证流化质量和合理分配燃烧份额。

(7) 放渣时应遵循“勤放、少放、连续均匀”的放渣原则，开度应控制在1/2开度之内，放渣时保证渣管按循环顺序放渣。对事故放渣管应勤检查，保证其运行正常。

(8) 若结焦严重，应立即停止投煤，并加大一次风量对炉膛进行流化，将焦块吹散，并冷却炉膛，减少结焦的严重性，缩短打焦的时间。

5 结束语

尽管循环流化床锅炉结焦原因众多，但只要能保证良好的流化质量，同时保证合理的风煤比，严格控制床温及料层差压等运行参数，循环流化床锅炉的结焦事故是可以预防的。

1 冯俊凯.循环流化床燃烧锅炉[M].北京：中国电力出版社，2003.

2 牛 勇.循环流化床锅炉设备[M].北京：中国电力出版社，2007.