循环流化床锅炉结焦的原因分析及措施

张阁延

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；锅炉；结焦；原因分析；措施

引言

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。

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，经济等都带来很大影响。 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，例如我公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，而我公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，由于负压的作用，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的原因

3.1 床料流化引起结焦的原因

在循环流化床锅炉的启动过程中，若是送风量太小，或者送风量较临界流化风量更小，则会导致添煤速率太快而使得料层流化不佳，进而引起锅炉内局部温度过高的问题，最终产生结焦现象。而局部结焦现象会使得周围颗粒出现粘结现象，并且会渐渐扩大其结焦面积。实际上，锅炉运行时的料层差压可直接对燃烧室的料层厚度进行反映，而料层厚度可直接影响锅炉流化质量，若厚度过大，且缺乏及时的排渣措施或者清除排渣管堵塞，则易导致流化不佳而引起炉膛结焦问题。

3.2 煤燃烧特性及其灰熔点引起结焦的原因

煤含有一定的灰分，而在循环流化床锅炉燃烧中，煤的灰分熔融特性温度包括熔化温度、软化温度以及变形温度。其中，软化温度高低水平可判断煤灰是否容易出现结焦现象，若灰分不同，相应熔点也会存在差异若是煤中的Fe2S3、FeO、Na20等含量较大，则其灰熔点较低，易引起结焦问题；当煤中的SiO，Al203含量较大时，其灰熔点比较高，则不容易发生结焦。通常而言，煤的灰熔点介于1250℃一1500℃之间，若循环流化床锅炉燃烧所用的煤，其灰熔点小于11000C，则其在床温较低的情况下可能会引起结焦问题。另外，煤颗粒处于一定温度下，待液化后，其颗粒之间会有粘结现象，使得煤颗粒难以完全散出其燃烧热量而产生结焦现象。同时，煤颗粒的粒度过大，或者粗颗粒比例过大，都可以影响床层流化，使得炉膛温度过高，最终引发结焦现象。

4、措施

4.1 锅炉启动时和點火的预防结焦措施

首先，在锅炉启动时，要保证返料装置充满灰，再进行投入，避免风的反窜，可提高启动锅炉的速度，以防止结焦。循环流化床锅炉应该尽可能缩短锅炉启动时间，避免油煤混烧的时间太长而导致调整不当，造成结焦问题。其次，在点火前做好流化试验工作，对底料流化情况与底料厚度进行观察，确保其合格。在点火初期，应该在床温抵达投煤温度时即刻投煤，在燃烧稳定状态下进行断油，避免结焦。要控制好进煤量、临界流化风量以及温升，若床温为500℃，可通过脉冲加煤方法提高床温，从而加快锅炉启动速度！若床温大于1050℃，则应该停炉压火，待其小于800℃再予以启动。

4.2 锅炉运行时的预防结焦措施

在锅炉运行时，需合理控制床温，确保运行风量不小于临界流化风量，保证其料层厚度稳定和风煤配比合理，保障较佳的流化工况，避免床料沉积。在低负荷运行状态下，若床温突然下降，判断为床料沉积问题后，则立即打开冷渣排放管，进行及时的排渣，等到床温上升正常后，再予以适当的负荷调节。在升降负荷的操作过程中，应该坚持两个原则，其一是升负荷时坚持先加风后加煤的原则，其二是减负荷时坚持先减煤后减风的原则。

4.3 锅炉返料结焦的预防措施

压火后，应该马上关闭返料阀风与二次风机，再关闭给煤机！若料层温度下降，则马上关闭引风机与一次风机，最后关闭全部风门，使得料层呈静止状态，隔绝空气。同时，要保证采用满足标准的炉内浇筑料和耐火耐磨材料，防止其剥落而引起炉膛和返料器结焦现象。另外，在返料系统投入的过程中要仔细检查其返料是否正常通畅，避免出现返料故障而产生结焦现象。

5、结束语

在循环流化床锅炉的安全、稳定、经济运行过程中，锅炉结焦问题是其重要影响因素，直接影响着锅炉的推广应用及其可持续发展。因此，对循环流化床锅炉结焦现象进行全面正确的认识，并分析其发生的原因，有针对性地采取预防措施，能够在最大限度上为锅炉的安全稳定运行提供保障。

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].