循环流化床锅炉燃烧事故的预防

高杰 张舒越

(陕西延长石油(集团)有限责任公司炼化公司轻烃综合利用项目动力站，陕西 延安 727400)

0 引言

循环流化床锅炉常发生的燃烧事故主要包括：燃烧熄火、床料结渣、返料系统结渣、燃烧爆炸事故。

下面分别讨论各事故发生原因及预防措施

1 燃烧导致熄火

流化床燃烧导致的熄火主要是因为断煤，在流化床燃烧的时候，物料中含有很多灼热物质，温度甚至高达了950°左右。在床料当中有一大部分都是热灰渣，其中有5%是可燃物质，这种可燃物质主要属于焦炭，而在每分钟之内能够加入到燃烧室当中的新的燃料，只占有整体的1%。在循环流化床燃烧时出现了时间比较短的断煤现象的时候，床料当中有5%左右的可燃物质仍然能够维持五分钟左右的燃烧时间。所以在进行循环流化床燃烧的时候，要持续不断的供给煤，并且按照负荷的实际变化程度进行调整，这样是不会导致熄火情况发生的。导致煤的供给中断最为重要的原因就是其中水分比较大。煤在进行燃烧的时候出现了堵塞等现象，工作人员没有及时发现这些现象，并且将其消除，所以一般情况下应尽量搭建一些相对来说面积比较大的煤棚，同时要提高检测力度，尽量让水分更低一些。也可以设计报警或者是语音提示等，这样可以有效地避免出现煤的供给中断的情况。

另外，在采用油枪点火时，当床温已经能够高达100级950℃左右的时候，需要逐渐的撤取油枪，然后增加煤的供给量。要是确定煤已经着火了，并且燃烧的温度可以上升的时候，再将最后一个油枪撤出来。如果在将油枪全部都撤出来之后温度突然下降，甚至产生了熄火的危险，必须要重新将油枪投入进去。在撤出的过程当中，任何一个环节的操作问题，都很容易会导致火的熄灭。在运行的过程中，很有可能会产生一种因为燃烧熄火而导致床尿量失控的现象。高的床料量和燃烧温度对应高的锅炉负荷；低床料量以及燃烧的温度和低的锅炉负荷相互对应。循环流化床在排除锅底炉渣的时候主要有两种办法。第一种就是持续不断地将底渣排除，第二种就是间接式的降底渣排除。第一种可以始终维持床料量不会发生改变，而第二种会将床料量维持在一定程度内。

2 床料发生结渣

流化床的燃烧结渣是非常容易发生的一种情况，不管是在点火启动的时候，还是压火启动的时候，又或者是运行的过程当中都很有可能会发生这种现象。燃烧结渣不仅仅是出现在燃烧室里，也很可能会出现在分离装置等。一旦产生结渣就必须要立即停炉处理，对于安全以及经济的运行等都会带来比较大的影响。

上述各种结渣原因是操作温度超过了灰的熔点。如果控制运行温度低于灰熔点200～300℃，保持正常流化状态和正常流动，就不会发生床料和灰渣结渣现象。灰渣的熔点一般在1250～1350℃之间，具体数值的大小与灰渣的特性、灰渣的成分、燃烧气氛有关。燃烧室结渣分为高温结渣和低温结渣两种。在操作的时候，工作人员必须更加精确地对结渣的种类进行判断，然后采取相对应的措施，否则这种情况将会变得非常严重，甚至会导致停炉现象发生。低温结渣的渣块比较疏松，不像高温结渣渣块那样致密，发生低温结渣时，赶快加大流化风量，比较大的风力也可以让渣块变散。高温结渣主要指的就是在运行的时候以及启动过程当中很有可能会发生的一种现象。主要特点是全床完全出现流化现象，以及燃烧的温度已经超过了熔点。但运行过程当中火焰甚至已经变成了白色。床的温度也会突然之间上涨，甚至超过了1150℃左右。风的波动非常异常，如果产生了高温结渣的情况，工作人员必须采取相应的紧急措施。紧急停炉，并且扒出渣快重新将其启动。在冷却之后进行人工打渣。如果高温结扎能够被及时发现，工作人员也可以打开风机，加大流化风量，减少大面积结渣现象发生。

3 燃烧事故的基本原因

在锅炉的炉膛里，因为剩下的可燃物和适当比例的空气，相互组成一种比较危险的可燃混合物，在为其提供了点火源的条件下，就会快速的或者非控制的发生燃烧，如果可燃物混合物的数量以及空气燃料的比例，让锅炉的炉膛内出现的爆炸力的时候，一经点火就会立刻产生爆炸，产生爆炸的条件和原因有以下几个方面。首先就是燃料和空气或者燃烧器的点火源被切断了之后，就会导致瞬间熄火的情况发生。在恢复并且延时之后，聚集的可燃物很有可能会被重新引燃。其次就是辅助燃料泄漏到没有燃烧的炉膛里，通过火花或者别的点火源的点燃累积的可燃物，重复很多次都没有能够点燃辅助燃料，但是又不能够进行适当吹扫的时候，就会使得易爆炸的混合物出现积累。而燃料以及空气所组成的爆炸性的混合物，作为主燃料进入到点火温度的床里，然后积累起来，就会被火花或者别的点火元素点燃。用比较过高的风量，对其进行吹扫，把灰斗里面的可燃物搅起，然后通入到所有床室，或者一些床室的风量不足，就很有可能会造成不完全燃烧以及可燃物积累的情况，那么在锅炉的炉膛里或者是机组的一些别的部分当中，就很有可能会直接导致可燃物积累在一些容易积累的死区，而这些积累的可燃物质，在点火之后很有可能就会产生极大的爆炸力。这种爆炸力有可能会给之后生产造成威胁。高温结渣发生的原因及预防措施：

3.1 点火过程中爆燃引起高温结渣

防止点火过程中高温鞋扎的情况必须注意以下几方面特点，首先床的含碳量不能够超过百分之3到5左右。其次是床料的温度一旦达到了着火温度，必须少量加煤，之后，要彻底停止加煤，确定煤已经着火之后，再适当的加一些。随着温度的上升持续的完成加煤的任务，避免一次性加的过多，使得燃料累积，出现燃爆现象，甚至导致比较严重的高温结渣。

3.2 因为负荷变化过大的结渣

一般，当锅炉的负荷变得非常大的时候，必须要加风以及加煤，一旦负荷有所转小，要适当的减风和减煤。工作人员一旦忽略了这个步骤，那么燃烧时的温度很有可能会降低，因此而熄灭。或者是不断地温度上升，导致高温结渣而不得不停炉。

3.3 煤热值大幅度变化导致高温结渣

一般在热值变小了的时候，必须要适当的让给煤量有所增加。热值在有所增加的时候要尽量减少给煤量。如果不能够及时调整，那么在热值不断变化的情况下，燃烧时的温度也会因此而变化。有可能会熄火，也有可能会因为高温结账而导致停炉现象。

(1)返料器发生故障，不返料造成高温结渣。

(2)反料投入运行不合格的问题。

一些容量不大的循环流化床锅炉，一旦投入反料不对，很有可能会压面燃烧室的火，造成熄火的现象。有一些工作人员在锅炉已经运行了一段时间之后，再将反料投入，但是很难控制反料量，因此造成大量的反料现象，使得火被压灭，在点火完毕之后反投料之前必须要把料放掉，一部分完成之后再开启返料的风机。否则很有可能会压灭火，导致再次点火失败。

4 返料系统结渣

4.1 返料器内高温结渣的原因

(1)设计上的原因。返料器流化床和移动床面积及送风量都变大，返料器变成了一个燃烧室，燃烧温度超过灰熔点而结渣。

(2)运行上的原因。飞灰含碳量偏高，移动床风量过大，造成移动床燃烧，温度超过灰熔点二结渣。

(3)分离器和返料器料腿中的耐磨隔热层脱落，掉入返料器中，破坏了移动床和流化床的流动情况二产生结渣。

5 循环流化床锅炉燃烧熄火和预防

循环流化床的锅炉燃烧一般情况下是不会出现炉膛爆炸或是熄火的，但并不是完全不会出现事故，所以，需要尽量避免人为因素所导致的燃烧事故，比如在锅炉的炉膛内，因为剩余的一些可燃物和适当比例的空气相互组成的一种危险的可燃混合物。在提供了点火源的条件之下，将会迅速的导致不受控制的燃烧。如果可燃的混合物的数量以及空气燃料相互之间的比例，会让锅炉炉膛之内产生爆炸力的话，一旦点火就会立刻发生爆炸，造成非常严重的后果，所以，相关工作人员必须对这方面问题多加注意，使循环流化床的使用能够更加安全，获得更多提高。而循环流化床锅炉熄火的问题，也是非常严重的，主要引起熄火的原因，有以下几个方面，首先，就是断煤，断煤是引起循环流化床锅炉燃烧，熄火最重要的原因之一，造成断煤主要是因为，煤中的水分大于8%，没在煤仓内出现搭桥堵塞不下煤，虽然运行人员及时发现了，但是不一定能够及时消除，那么，就很容易会导致一些水分比较大的煤，燃烧的时候比较频繁，而产生堵煤。其次，要避免高温结渣，或是低温熄火的情况。如果锅炉的负荷变大的时候，要尽量加风和煤，相反，如果锅炉的负荷变小的时候要减风和煤。如果没有这样做，很有可能，会导致燃烧时熄火。如果，想要预防断煤，首先要设计比较大的干煤棚，要尽量控制水分低于8%左右，同时也要尽量提高对煤的监视，设计断煤报警或者是语音提示等，这也正是可以防霉最为有效的措施之一。

6 燃烧爆炸事故

燃烧爆炸的基本条件：(1)有很多可以被燃烧的气体，比如一氧化碳等。(2)其中包含大量氧气。(3)接触到了明火。(4)空气循环不够相对较为封闭的容器内

在锅炉进行点火启动的时候，燃烧室之内的燃料如果不完全燃烧也会产生一些可燃性的气体。如果其中包含的氧气过多，或是燃烧室内出现了明火，这些都是不可避免的现象。因此可以认为在燃烧爆炸的过程中，四个因素里的前三个都是非常难以在点火的时候消除掉的。第一个因素如果产生了很多可燃性的气体，也可以通过吸风机将其立即抽走。也可以使用鼓风量加大的方式稀释浓度防止出现爆炸。锅炉爆炸是在锅炉房当中非常严重的事务之一，除了会让设备被损坏，造成比较严重的经济损失，往往还会造成人员的伤亡。因此相关人员必须要拥有安全意识，尽量避免出现燃烧爆炸的情况。预防措施主要有以下。

(1)工作人员必须要了解燃烧爆炸的必要性条件是什么，在点火操作和运行的过程，避免大量的可燃性气体被封闭在狭小的空间内。在点火及压火之前，必须要将可燃性气体稀释清扫。

(2)燃烧室的上半部分要尽量涉及到防爆门，可以有效地尽量减少给设备所造成的损坏。

(3)一套比较符合规格的点火操作的程序，可以避免产生爆炸。

(4)工作人员在完成工作的时候，必须根据相应的规章制度来进行。