300MW 循环流化床锅炉严重结焦问题分析

郭宗林 王 哲 马琳琳

（1.河北省电力公司电力科学研究院，河北 石家庄050021；2.中铁三局集团第二工程有限公司，河北 石家庄050021）

1 锅炉概况

河北南网某电厂锅炉为东方锅炉有限公司生产制造的型号为DG1100/17.4－Ⅱ3 型亚临界自然循环、循环流化燃烧、一次中间再热、汽冷式旋风分离器、单炉膛、平衡通风、固态排渣循环流化床锅炉。采用床上及床下联合点火和助燃协同，以及两侧进风的一次风布风方式，在每侧的一次风道内各安装1台风道点火燃烧器。

2 问题经过

2013－01－06 T15：30左右，机组负荷297 MW，机组掉闸首出为汽机DEH 掉闸。

16：12，机组恢复启动，在启动过程中发现右侧一次风量骤降，检查后发现右侧一次风出口16M 处膨胀节泄漏。

2013－01－07 T03：15，停机消缺；10：30，机组再次启动。

12：31，机组并网；15：24，负荷升至150 MW。

15：00，#3给煤机发堵煤信号，经检查发现其为燃煤堵至给煤机出口所致。

15：30，发现#1、#5、#6给煤机相继发出堵煤信号。在升负荷过程中发现炉左后2 点床温测点由646 ℃逐步下降至256 ℃，炉左后3点床温测点由564℃逐步下降至349℃，一次风机压力由16.21kPa 上升至17.4kPa，水冷风室压力由14.1kPa上升至15.1kPa，一次风总风量由38万Nm3/h逐步下降至34万Nm3/h，右侧炉膛床层压力2点由6.68kPa下降至4.69kPa，右侧炉膛内部温度2、4测点温度最高至1 200℃，平均床温由518 ℃逐步下降至360 ℃，各冷渣机排渣均不顺畅。根据床温、床压、炉膛温度及给煤机下煤情况对机组进行调整，期间多次采取大风量扰动，风量最大调至47 万Nm3/h，最小降至35 万Nm3/h。平均床压最大时7.8kPa，最小时5.21kPa，床温变化不明显，持续呈下降趋势。

18：00，为维持床温分别投入左右点火风道各一只油枪，其后发现左右风道存在烧红现象，进而采取减小油枪出力的方法，以维持风道风温不超过600 ℃。

20：30，根据床温下降情况分别投入床上前墙1、4号油枪。

21：27，停止所有给煤机，滑压停炉期间维持风道油枪运行，控制床温下降速率。

22：09，锅炉手动BT 停炉。

3 停炉检查

停炉冷却后检查发现炉膛及回料器存在大量焦块，入孔门处完全结焦封堵；前墙结焦全部覆盖下二次风口、给煤口、床上油枪口；后墙结焦全部覆盖回料器、下二次风口；炉右上二次风口被覆盖。前墙两侧靠近油枪附近结焦情况尤为突出。经估算，炉内结焦体积约为500 m3。回料器内大部分为低温板结块，约占总体积80%，高温结焦块约占20%；回料腿全部结焦；回料器上部旋风分离器直段部分全部堵塞，大部分为粉煤灰颗粒。

4 问题原因分析

（1）入厂煤煤质不稳定，煤矸石及杂质较多，且未进行灰熔点检测。

（2）入炉煤粒径不符合设计及相关规范要求，由于现场设备情况，无法及时对入炉煤进行筛分检验。

（3）入炉煤杂质较多且存在较大煤矸石，原因为2013 年1月5日细碎旁路篦子断条后未能及时修复，使大量入炉煤在未经过细碎、粒径不合格的情况下进入炉膛，致使存在局部流化不良现象。

（4）在施工过程中对工艺要求不严格、监督不到位，浇注料施工及养护工艺较差，致使锅炉在较短的运行周期下出现浇注料脱落现象。停炉清理床料时，发现炉内风帽根部存在规格不等的较大石块及浇注料，脱落的浇注料存积至各风帽之间，堵塞通风孔使局部存在流化不良的现象。

（5）对床料的分布均匀性问题重视程度不够，在机组点火吹管结束后炉膛内出现较大的低温焦块时，应对床料进行彻底筛分，对风帽重新进行检查。

（6）机组168 期间，因入炉煤煤质情况，炉内燃烧工况较差，后墙多处床温超限运行，虽采取措施但效果甚微，168结束后未及时停炉彻底检查风帽清除杂物，在保持高负荷运行期间，炉内局部形成高温焦块。

（7）2013年1月6日机组DEH 失电恢复过程中，右侧一次风管道膨胀节破裂，在恢复过程中启动锅炉未及时启动，为维持辅汽压力以保证汽泵正常运行强行带负荷，在一次风总风量偏小时给煤量较大，使料层中含煤量过多，燃烧气氛趋于还原性气氛，加上粗颗粒份额较多，严重影响了床层的流化，导致流化不良而结焦。

（8）机组运行过程中部分关键参数不准确，致使运行人员无法对机组的运行状态做出准确判断。

（9）启动时投煤过早，在床温未满足要求的情况下，误认为挥发分提前燃烧时造成的床温与氧量变化情况符合煤燃烧的现象，致使投煤后大量碳粒燃烧不完全，从而形成低温焦块。

（10）投入床上油枪初期对角后墙床温先上升较快后下降，后期前墙1、4号二次风口出现柴油味，是由于床上油枪雾化较差且火检效果不明显，造成后期燃油贴壁燃烧，使炉内床料直接与燃油混燃形成结焦。

5 针对问题的措施

（1）完善炉膛床温、床压、风量等关键参数的准确性。

（2）制定燃料相应监管制度，完善燃煤各种特性的报告机制，保证良好而稳定的入炉煤质，严格控制入炉燃煤粒径，保证入炉煤粒度符合设计及相关规范的要求。

（3）机组启动前认真检查风帽、风室、床料，清理杂物，进行冷态流化试验，确认床层布风均匀、流化良好。

（4）优化启动方案，缩短油煤混烧时间。点火初期当床温达到投煤温度时，应立即投煤，燃烧稳定后果断断油，且尽量不使用床上油枪。在事故处理过程中，也应注意及时断油，使煤油混燃时间缩短，防止结焦。

（5）计划停炉前烧空煤仓，为下次启动补充高挥发分煤种，以降低投煤温度。启动点火过程中，在床温达到设计规定的投煤温度以上时，方可进行间断性试投煤，不可过快、过量。在保证煤粉燃烧的情况下，方可大量投煤断油。

（6）优化浇注料施工工艺，确保炉内浇注料及耐火耐磨材料质量及施工质量，防止因浇注料等材料塌落而引起结焦。

（7）优化机组保护配置，减少不必要停机保护动作带来的事故扩大。

（8）运行期间综合考虑结焦和控制NOx的关系，床温应控制在850～950 ℃之间，通过调整风煤配比及返料量控制。如因煤粒变粗或煤质变差等原因引起床温波动，应视情况适当提高一次风量来加强流化，维持床温稳定，以免出现大颗粒沉积，造成局部或整体超温结焦现象。

（9）运行过程中，应保持合理的风煤及一、二次风配比。运行中一次风量不得低于对应料层厚度下的最低临界流化风量，以保证床料流化正常。启动初期可适当减少二次风量以便于尽快提高床温，正常运行时二次风总风量根据含氧量进行合理调整。

6 结语

本文针对300 MW 循环流化床锅炉在运行过程中出现的严重结焦问题进行了全面分析，并提出了有针对性的预防措施，为同类型机组的运行提供了宝贵经验。