结焦、磨损对循环流化床锅炉运行的影响分析

张永亮

摘 要：我国的循环流化床锅炉从1988年第一台35t/h中温中压锅炉发展今天1000多吨高温超高压锅炉，已有将近20多年的发展史，目前国内循环流化床锅炉运行中常见问题为结焦、磨损、积灰、出力不足，国际上这项技术在大型火力发电厂，小型垃圾处理厂，农林废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向更多的领域里面发展，可以这么认为，今后数年仍将是循环流化床高速发展的一个重要时期。

关键词：结焦、磨损；循环流化床锅炉；运行分析

1 循环流化床锅炉的结焦问题

1.1 锅炉结焦原因

循环流化床鍋炉结焦的部位一般多发在炉床或者是返料器，主要原因有循环流化床锅炉采用的燃料煤种的灰熔点太低，锅炉运行中流化工况不佳，运行中一次风量保持太小，低于最小流化风量，使物料不能很好流化而堆积，低于了最低流化风量，并且风压不稳定；锅炉运行控制中床温过高，运行人员调整失误，燃料煤中大块太多或有异物；锅炉启动前未对风帽详细检查，有局部堵塞现象；返料系统中返料器风门未开或风压不够；锅炉放渣不及时，料层维持太厚，导致锅炉局部流化不好；锅炉放渣量过大会料层太薄，局部床料被吹穿，也会导致炉内局部温度变化过大，引起结焦；燃料颗粒度变化，制备破碎设备有问题，未及时发现，未及时调整。而停炉结焦一般由于炉内的燃料未燃尽时而停止供给风量，例如：停止返料风机过早造成了结焦。煤种变化大引起，可以这么认为，煤的灰分大是一个有利条件，即使分离效率低，也能保持循环物料的平衡，而煤的挥发份低则不利，遇到挥发份低的煤种时可以将煤的颗粒调整细一些，便之能到悬浮段燃烧。

1.2 锅炉结焦的现象

循环流化床内，从观察孔中可以看到有白色的火花，锅炉炉床上局部流化不好；从入孔或观察孔可见渣块物，锅炉炉床上结焦严重时，锅炉带不上负荷，处理明显降低，炉床温度不正常地升高，锅炉炉床结焦严重时整个流化床床面形成一片。锅炉风压表指显示波动剧烈，锅炉返料器结焦时，旋风返料器不返料形成堵灰，导致锅炉床压降低，床温不能稳定，返料器温度测点不正常升高等等。

1.3 锅炉结焦处理及预防

锅炉操作人员及时调整燃烧，增大一次风量，加大流化速度；如果料层后引起的应加大放渣量，以排除炉床内焦块和煤带入的异物；如果是料层薄引起的结焦，及时关闭放渣系统，适当降低流化风量，但是不能低于最低流化风量，从床料系统中补充床料，降低炉床内的温度；旋风返料器结焦先用钎子捅，效果不明显可待压火或停炉时打开入孔门用钩子将焦块取出；结焦严重经多方处理无效可压火或停炉处理，停炉后冷却过程中禁止停一次风机，主要是要保护风帽，待温度降至550℃以下方可停一次风机；待炉膛冷却后组织人员清焦，清焦后全面检查正常可重新加床料点火。

预防的手段主要有，煤种改变前，要提前针对煤种出台调整措施，燃料分析要准确，燃料颗粒要控制好，运行人员加强技术培训，减少误操作的可能，每台循环流化床锅炉的燃料特性必须清楚，不能超过锅炉设计的运行床温也是防范结焦不可缺少的措施。燃料的制备系统的选择不当，燃料级配过大，粗颗粒份额较大，造成密相床超温而结焦。如果燃料级配过小，细颗粒太多，则会使循环流化床锅炉变成煤粉炉的燃烧工况，所以选择燃料的制备系统是一个防止结焦不容忽视的问题。

2 循环流化床锅炉磨损问题

2.1 存在的问题

循环流化床磨损问题是困扰循环流化床锅炉的一个难题，据资料统计循环流化床锅炉停炉原因有，30%是因为金属磨损后发生泄漏，或是浇柱料脱落后所引起的磨损造成的，磨损严重的部位一般发生在炉膛上部出口区域、炉膛内四个角落、炉膛内浇注料和水冷壁结合处及尾部烟道内布置的受热面：过热器、省煤器等等。

2.2 预防办法

怎样预防这些问题的发生呢？首先是制造厂应在易磨损的部位应用喷涂的技术，在钢管表面喷涂国产45CT金属合金丝材涂层，丝材主要成份：Cr（含量40-45%）、Ti（<4%）、余量为Ni及其他微量等，硬度：HRC≥45，喷涂层厚度一般为0.6-0.7mm。喷砂工艺要求，喷涂前首先清理金属物表面污杂物，例如：氧化皮、油漆涂层、铁锈、油脂、污垢等，金属物必须看到非常均匀的金属光泽度。工作面清洁度达到GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa2.5-3.0级。粗化表面：为了使热喷涂涂层与基体的结合以机械结合为主，这就要求金属面有一个粗糙度，或者说是粗化表面。表面粗糙度达到GB11373-89《热喷涂金属表面预处理通则》规定的RZ30-50μm。

其次是在炉膛烟气转弯处，旋风分离器及回料阀等部位应用耐高温的防磨销钉和防磨耐火材料，使这些地方的浇柱料更坚硬、结实、耐磨，浇柱耐火材料施工时所选用的水源不能是含盐份较高的海水，而必须采用自来水或者可饮用的淡水，因为含盐高的海水不利于浇柱料的凝结，影响浇柱料的使用寿命，所以选择好浇柱料的水源也至关重要。

再次烘炉锅炉必须严格执行烘炉方案，不能随意更改烘炉阶段的温度及升温曲线，锅炉启停是否合理也是关系到耐火材料使用是否正常关键环节，尾部烟道的磨损关键是选择好吹灰器设备，防止尾部受热面积灰，最后强调的是必须严格执行锅炉启停操作规程。

最后是锅炉设计过程中，应根据燃料的特性，布置好尾部的受热面，粘结性的燃料或者水分大的燃料，应考虑顺列布置受热面，减少锅炉运行过程中的尾部省煤器处的积灰可能。

3 结论

循环流化床锅炉结焦、磨损主要做好以前工作：（1）燃料分析的时候，认真分析灰的特性，选择好燃料的制备系统。（2）锅炉设计选型很关键，锅炉材质要考虑妥当，受热面布置方式要合理。（3）锅炉烟道内吹灰器选型也是非常关键的。（4）锅炉浇注料施工及养护要根据锅炉的实际情况进行。（5）锅炉的防磨喷涂要全面考虑锅炉的部位及喷涂的工艺和材质等因素。（6）提高运行操作技能，加强技术培训，减少误操作。

4 建议

当前为了确保循环流化床锅炉能够满负荷乃至超负荷运行，彻底解决循环流化床锅炉结焦、磨损等问题，这是锅炉设计工程师，制造厂家和使用锅炉的企业三者共同携手才能解决好的问题，经过多年的实践和反复的论证，循环流化床已经在不断总结创新，变成了比较成熟的阶段，对很多问题的原因分析及其看法也逐渐达成了一个共识，设计单位对设计的锅炉要跟踪使用情况，锅炉制造厂家要总结锅炉使用过程中暴露的问题，锅炉使用单位要做好总结及反馈工作。

参考文献

[1]ISBN7-5083-1677-0.锅炉设备运行技术问答[M].中国电力出版社，2004，3.

[2]ISBN978-7-122-08108-7.生物质发电[M].化学工业出版社，2010，6.

[3]ISBN7-120-02339-X/TK.333.锅炉运行[Z].辽宁省电力工业局，1994，6.