浅析循环流化床锅炉结焦事故原因及预防

胡乃威

摘 要：循环流化床锅炉的特性具有对燃料适应性特别好、燃烧效率高、气体污染物排放低，负荷调节范围大，和灰渣综合利用等优点。近20年来特别是近4年来，在我国得到了突飞猛击的发展，我国循环流化床锅炉台数、总蒸发量为世界第一。随着循环流化床锅炉的迅速发展，具备了丰富的设计、制造、安装、调试和运行经验，但也暴露了一些问题，结焦事故是循环流化床锅炉运行中最为常见的问题，本论文提出了循环流化床锅炉结焦事故的原因、解决方法和预防措施，对我公司两台循环流化床锅炉今后正常运行预防事故的发生有参考作用。

关键词：循环流化床；结焦；返料灰；床温

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.006

1 循环流化床锅炉结焦事故机理

循环流化床结焦事故是在锅炉机组运行中最常见的事故，无论在正常运行当中、点火启动与压火启动过程中都会经常发生。在循环流化床炉膛密相区内，由于流化工况破坏，燃烧温度超过灰熔点而造成结焦。燃烧结焦不仅发生在炉膛，也会发生在旋风分离器和返料器内。一旦发生结焦事故就要停炉处理，对全厂工艺及安全，经济及都带来很大影响。

在循环流化床锅炉运行当中，燃料中的灰分变化分为变形温度，软化温度和熔化温度三个阶段，例如我司所用的云南产地所产的煤的灰渣的熔化温度在大概在1200℃左右，而我司两台循环流化床锅炉燃烧室内温度控制范围在850-950℃，如果控制运行温度低于灰熔点温度300-400℃，保持良好的流化状态和正常的流动，就不会造成床料结焦事故。

2 循环流化床锅炉结焦的危害

2.1 流化不畅

当循环流化床锅炉风量调整不当，流化不均匀时或燃烧室温度在某一时段超过灰熔点温度时，会引起燃烧室内局部结焦，造成风帽堵塞，布风板布风不均匀，从而导致更大面积的结焦使锅炉运行不畅而停炉。

2.2 排渣管堵塞

当循环流化床锅炉工况调整不当，燃料内含碳量燃烧不完全时煤渣落入排渣管中，由于负压的左右，煤渣在排渣管中二次燃烧、结块，同时会导致排渣管堵塞、排渣不畅而停炉。

2.3 返料堵塞导致炉膛结焦

由于返料器内耐火材料坍塌堵塞或返料风过小，使大量返料灰堆积在返料器中不能进炉膛，这时炉膛内床温升高，但蒸汽的汽温汽压会随之下降，如再通过加煤来维持负荷会加速床温的升高，最终导致锅炉高温结焦。

3 循环流化床锅炉结焦分类及现象

循环流化床锅炉结焦分为低温结焦和高温结焦两种。

3.1 低温结焦现象

低温结焦的表现为密相区内的温度显示偏差大，个别测点温度极低，炉膛出口负压波动大，蒸汽负荷减小，冷渣机排渣不畅。

3.2 高温结焦现象

床温急剧上升，达到或超过煤的灰熔点温度，床压异常.布风板阻力增大， 氧量波动大，伴随有爆燃现象，一次风机、引风机电流相对减小，带负荷能力降低，燃烧在料层表面进行，从观察孔观察有明显的火焰且呈现白色，排渣困难 。

4 循环流化床锅炉结焦原因分析

4.1 低温结焦的原因

低温结焦常发生在锅炉正常启动或压火启动过程中，在循环流化床锅炉点火升温或扬火时，床温只有400-600℃，但由于局部流化不畅或风帽堵塞，燃料燃烧释放的热量不能随烟气带走或被受热面吸收，导致热量局部堆积，使床温局部温度高于灰熔点温度，使灰渣熔化结块，随之此区域内的流化状况变差，焦块表面温度低，导致周围区域内的热量被其吸收，使结块范围扩大。另外也有可能由于流化实验没有做好，在运行时操作不当，运行风量低于临界流化风量，造成流化不当会造成结焦。

4.2 高温结焦的原因

高温结焦是指在流化正常的状态下，炉床温度整体偏高而发生的结焦。高温结焦在点火升温和正常运行时都有可能发生，在点火升温时，如床温升到950℃，而未能正常投入返料时会引起高温结焦事故，高温结焦是由于炉膛内温度高于灰熔点的温度，使炉床内的灰渣熔融结块。并且司炉在操作时如果风煤比操作不当会容易引起结焦事故。

5 循环流化床锅炉结焦事故处理

5.1 低温结焦处理

司炉人员一旦判断低温结焦，立刻采取果断措施，对于我司的大型循环流化床锅炉只能加大流化风量，使渣块在炉膛内高速流化，由于低温结焦的渣块比较松散，有可能借助风力，在床料的碰撞过程中打散渣块，从而从冷渣机中排出，若渣块将冷渣机堵塞，副司炉应及时连续捅渣，直到正常下渣为止。

5.2 高温结焦的處理

司炉人员一旦判断可能结焦，应立即停止给煤，并大幅加大一次风量，降低床温，待温度恢复后再正常运行，若判断炉内已结焦，司炉可将根据最大额定电流增开一次风机风门，将炉子吹熄，然后停炉清渣，可减少因结焦对炉子的损害及可缩短打渣的劳动强度。

6 关于循环流化床结焦事故案例的总结

6.1 结焦事故原因

（1）某循环流化床锅炉曾在运行过程中控制低床层运行，由于未控制好冷渣机排渣速率，造成料层局部流化风量过大底料被吹穿，而周边布风不均使底料堆积，从而影响了整体流化工况导致低温结焦。

（2）返料管线堵塞也是循环流化床超温结焦的主要原因之一，某循环流化床运行过程中由于返料灰在返料管线中堆积，造成返料风机出口管线堵塞、憋压使返料风机跳停，从而导致流化床床温暴涨达到灰熔点温度而高温结焦。

6.2 结焦事故采取措施

总结以上两次结焦事故，在循环流化床锅炉运行过程中应加强技术参数操作，严格控制床层厚度，将料层差压控制在6.0—7.0Kpa之间，根据料层厚度控制冷渣机排渣速率，确保料层不被吹穿从而保证良好的流化状态。

在开炉前严格检查返料器内部情况，保证返料器内无积灰，返料布风板与返料灰排灰管间无缝隙，以防止返料灰落入返料风室堵塞返料风管线。

7 循环流化床锅炉结焦的预防措施

结焦是循环流化床锅炉的较为常见的故障，它直接影响到了锅炉的安全经济运行，为了避免由于结焦而给公司带来的经济安全损失，司炉人员应在操作中总结经验，严格牢记操作规程，做好预防措施：

（1）在每次点火打底料前应进入炉膛内认真检查风帽是否有阻塞，清理杂物。

（2）在每次开炉时要认真做好布风板均匀实验。

（3）对于煤质要严格把关：

a.干燥基固定碳Fcd≧50%；

b.灰分软化温度ST≧1200℃；

c.粒度≦13mm；

d.干燥基无灰基挥发分Qnet，v，ad ≧14-20%。

（4）点火前应认真检查底料，判断底料的含碳量是否超标，如超标应立即更换底料，以防结焦。

（5）点火初期不启动返料风机，待返料充满返料器温度达到900℃时再启动返料风机，以确保有足够的返料灰可进入炉膛，控制床温。

（6）点火时要认真检查油枪雾化是否良好，做油枪雾化实验，若雾化不良要清洗有枪头，若因雾化不良导致点火失败要用压缩空气吹扫，若底料渗油过多应更换底料，以防结焦。

（7）点火升温过程中，床温达到550℃可少量向炉膛投煤，要循序渐进，投煤不能过快、过多，若投入炉膛内的煤过多，炉膛底部含碳量过高，在加大一次风量时，床温猛升，灰渣温度会超过灰熔点温度，造成炉内结焦。

（8）在低负荷运行时，如果床温急剧下降，除因断煤外还很有可能是床料堆积，如判断是床料堆积应加快冷渣机转速，将料层差压控制在正常床压范围之内，要做到加负荷时先加风再加煤。

（9）在循环流化床锅炉压火时，应先停止返料风机，二次风机，再停给煤机，然后迅速分别全关一次风机和引风机的风门，要炉膛内与空氣隔绝以防炉内料层二次燃烧造成结焦。

8 结束语

在循环流化床锅炉运行当中，应确保锅炉的安全经济运行，严格按照操作规程，控制风煤比，调整料层厚度。认真巡检现场运行状态，及时发现问题解决问题，以防止结焦事故的发生。

参考文献：

[1]刘德昌，陈汉平等.循环流化床锅炉运行及事故处理[M].中国电力出版社.

[2]云南冶金云芯硅材股份有限公司.硅料厂供热车间蒸汽锅炉岗位作业指导书[S].