1、概述

大型CFB鍋爐是近些年才發展起來的電站鍋爐,它具有能燃用劣質燃料,能實現經濟的床內脫硫,氮氧化物等優點。是高效,低污染利用煤炭資源的新技術,是當前國際上開發研究清潔燃煤新技術的最活躍的課題之一。(工業發達的國家,如美、德、英、日和瑞典等國,研制流化的主要目的是能經濟地解決燃煤的環境保護問題。它可燃用高硫煤,而排入大氣的SO2和NO*并不增加多少。CFB正在成為煤粉鍋爐的替代產品,這是因為鍋爐燃用高硫煤時,必須按日益提高環境保護要求規定,加裝昂貴的煙氣脫硫裝置。污染控制費用在美國逐年上升,1980年安裝脫硫裝置費用已占電廠總投資的48%,而且使電廠效率下降2-3%。美國統計70年代投資420億美元,為4萬MW電站加裝了煙氣脫硫裝置,80年代改造的高硫煤電廠容量達10萬MW,投資超過1000億美元,這筆費用相當于可建設美國今后30年需要新建設電站的投資1/4。所以,CFB已成為擺脫化石燃料面臨困境的一條途境。)是今后幾十年的熱動發展方向。但是,它的設計、運行都有待不斷積累經驗去完善,運行中難免出現一些問題。相對于常規煤粉爐,CFB鍋爐結焦已是一個最為普遍的且是比較嚴重的問題。處理不好勢必嚴重影響CFB鍋爐的安全經濟運行,也影響到CFB鍋爐的進一步發展與應用。因此對循環流化床鍋爐結焦原因的分析并提出解決辦法,會不斷提高大型CFB鍋爐穩定運行水平。

2、結焦現象

2.1結焦現象主要有:

⑴DCS顯示床溫、床壓極不均勻,燃燒極不穩定,相關參數波動大,偏差大。床溫測點有數個出現偏差大,并且大幅跳動;兩側床壓值偏差大,有時達到3kPa左右。(正常時約為6Kpa。)

⑵結焦初期料層差壓(局部)下降(局部床溫變化率小,甚至無變化),結焦嚴重時,料層差壓急劇增加。

⑶氧量快速下降,幾乎近于零。

⑷爐膛負壓增大,一次風量,風室風壓波動大。

⑸負荷、壓力、汽溫均下降。

⑹排渣不暢,床層排渣管發生堵塞,單個或多個放渣口放不出渣或放渣中有疏松多孔燒結性焦塊(局部結焦);

⑺如有看火孔可從看火孔觀察流化床內有白色火花,可見渣塊,床料在爐內不正常的地運動;

⑻料層差壓突然增高(有時甚至能達10KPa),短時后很快下降(多為爐內澆注料大面積塌落)。

2.2當床層整體溫度低于灰渣變形溫度而由于局部超溫或低溫燒結而引起的結焦稱低溫結焦,低溫焦塊是疏松的帶有許多嵌入的未燒結顆粒。

床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結焦現象稱高溫結焦,高溫焦塊表面上看基本上是熔融的,冷卻后呈深褐色并夾雜少量氣孔。

運行中的床溫、床壓和流化都正常情況下出現的緩慢長大的焦塊稱漸進性結焦,這種結

焦是較難察覺的。爐內結焦是由于高溫結焦、低溫結焦、漸進性結焦和油煤混燃時間較長以及流化不正常引起的結焦,不論是哪種原因引起的結焦,一旦渣塊在床料中存在并隨著時間的推移,焦塊將象滾雪球似的越滾越大,造成流化更加困難,即結焦影響流化,流化不良易結焦,結果是堵塞排渣管,最后被迫停爐。

3.結焦原因分析

3.1床溫偏高和爐內流化工況不良是造成結焦的兩個最主要的原因。結焦無論在點火或在正常運行調整中都可能發生,原因也有多種;它不僅會在啟動過程或壓火時出現在床內,也有可能出現在爐膛以外如旋風分離器的回料褪及回料閥內,灰渣中堿金屬鉀、鈉含量較高時較易發生?；亓祥y回料故障、爐內澆鑄料塌落、床下點火(流化)風量過小、料層過薄等原因均可引起鍋爐結焦。當床料中含碳量過高時,如未能適時調整風量或返料量抑平床溫,就有可能出現高溫結焦。無論高溫結焦還是低溫結焦都常在點火過程中出現,一旦出現就會迅速增長。由于燒結是個自動加劇的過程,因此焦塊長大的速度往往越來越快。床料流化不良造成堆積、給煤不均、播煤不均、燃燒不充分等會造成局域結焦。

3.2漸進性結焦的主要原因有:⑴布風系統制造和安裝質量不好。⑵給煤粒度超出設計值,甚至給煤中存在大塊。⑶運行參數控制不當等,⑷風帽錯裝或風帽小孔堵塞等等。

3.3生產運行中結焦可能原因分析:

⑴燃煤、床料熔點太低,在床溫較低水平下就可導致結焦。

⑵流化風量偏低,常時間流化不良。一次風量過小,低于臨界流化風量,物料流化不好。爐底風壓過低,布風板阻力較低,(一般布風板阻力應為整個料層阻力的25~30%),布風不均,致使爐內流化不良,在床層內出現局部吹穿,而其它部位供風不足,床溫偏高,物料產生粘結,從而形成焦塊。

⑶風帽損壞,造成布風板布風不均,部分料層不流化。

⑷返料影響。返料風過小造成返料器返料不正常或返料器突然由于耐火材料的塌落而堵塞或因料差高放循環灰外泄失控等原因,返料無法正常返至爐內,造成床溫過高而結焦。若再通過加煤來維持壓力及汽溫,則床溫在返料未回爐膛及加煤的雙重作用下灰急劇上升而導致床上結焦。啟爐過程中,若在投煤后再投入流化風機,當返料突然回爐床時,造成床溫陡降,降幅達200℃以上。此時,爐床內煤粒因床溫下降而減慢甚至停止著火燃燒。此時,若操作失誤,不停煤反而加煤想使床溫回升,則會導致床溫進一步下降及爐內燃煤的繼續積累。當意識到床溫無法回升而停煤后,爐內可燃質已大量積累,燃油將床溫升到煤粒著火點時,爐內積累的大量可燃質會迅速燃燒而使床溫失控進而出現結焦。

⑸床溫測量裝置故障,床溫表失準,造成運行人員誤判斷或對某一單點床溫偏高束手無策。

⑹運行人員對床溫監視不嚴造成超溫。根據一些文獻資料介紹,實際顆粒的溫度比床溫測點測得溫度要高150~200℃,可知雖然床溫測點反映的溫度不高,但實際溫度已達1000℃多度,部分顆粒產生粘黏,形成焦塊,并逐步長大。當出現燃燒故障時,循環流化床鍋爐床溫的變化是非常快的。由于爐膛內的物料很多,熱容積大,床溫如不能及時控制,極易產生結焦。

⑺壓火時操作不當,冷風進入爐內。

⑻鍋爐長期超負荷運行或負荷增加過快,操作不當。

⑼啟爐時料層過簿或過厚。將造成床層部分被吹空,煙氣短路,而另一部分卻因未能

流化良好易結焦;料層太厚,料層阻力太大,會造成床料流化不良而結焦。爐內床料較少,能被煙氣帶走經分離器分離在回料腿落下的灰量也較少,在回料閥內始終不能堆積足夠的料位,也不能形成正常的回料循環。由于爐內床料太少,爐內也不能形成正常的內循環。若此時誤判斷流化不好是風小所至,因此當床料已經不多且顆粒較大時,仍然加大風量,使風量大大超出了正常運行所需的風量,也進一步加劇了床料的流失,極易形成空床,只能立即停爐。

⑽爐內澆注料大面積塌落,造成局部流化不良,過熱而結焦。

⑾啟爐投煤時極易造成落煤點不能正常流化而快速升溫,非落煤點床溫快速下降,床溫不同部位偏差可達300-400℃以上,在此情況下,若繼續強行起爐,將極易造成結焦。起爐投煤量及給煤時機控制不當,在床溫較低或煤質較差時,投入床中的煤未著火或難以燃燒完全,造成爐內可燃質大量積累。在燃油升溫到某一高值時,爐內煤粒著火燃燒,床溫進一步升高,而床溫的升高使煤粒的燃燒進一步加速,從而形成床溫飛速上漲而無法控制導致結焦。

⑿運行過程中由于給煤機運行不正常,給煤量測量不準而給煤過多,造成床層局部超溫。

⒀J閥風機故障引起鍋爐MFT后發生的結焦。

⒁入廠煤含有矸石,輸煤系統二次破碎機運行中無法將煤中矸石徹底粉碎,使大塊的矸石在床層沉積,影響流化和燃燒,造成爐內結焦(并不利于排渣)。

⒂鍋爐啟動前,流化風嘴堵塞過多或有耐磨材料等雜物留有爐內。投運啟動燃燒器時,嚴重配風失調或燃燒功率過大。

⒃停爐過程中,燃料未完全燃燒,析出焦油造成低溫結焦。

⒄鍋爐運行中,長時間風、煤配比不當,過量給煤。

4.防止結焦的技術措施

4.1一定要保證良好而穩定的入爐煤質,特別是粒度、細度、矸石、熔點等指標一定要嚴格控制。

4.2點火前一定要認真做好流化試驗,就地觀察底料流化情況及厚度,確保合格。良好的爐內空氣動力場,可有效控制旋風分離器的二次燃燒,避免燃燒室、旋風分離器、回料器的超溫結焦。提高播煤風壓、低負荷時適當減少兩側邊給煤可基本避免爐膛低溫結焦。

4.3在返料系統投入的情況下應經常檢查返料是否暢通,防止因返料故障而造成結焦。

4.4加快啟動速度,避免結焦。對CFB鍋爐應盡量縮短啟動時間,否則油煤混燒時間過長,調整不當極易發生結焦,尤其投煤初期煤油混燒階段,大量的煤投到爐內不能完全燃燒,很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結焦。點火初期當床溫達到投煤溫度時,應立即投煤,燃燒穩定后果斷斷油,包括在事故處理過程中,及時地斷油,使煤油混燃時間縮短,防止結焦。

4.5開始投煤量較大會出現床溫飛升的現象。啟爐時點動給煤的時間較長會造成可燃物的積累從而引起爆燃現象,對無煙煤的點火及運行過程應十分注意可燃成分的積累以免造成爆燃現象。剛開始投煤時,不得過快過猛,遵循少量間斷的原則。先單臺給煤機點動少量給煤等確認爐膛氧量下降、床溫上升才可再次并逐漸延長點動給煤時間、增加給煤量。在730

℃以前,最好采用點動給煤,禁止連續給煤,投煤時機可參照氧量的變化進行。在800℃以前,投煤量一定不能超過10t/h。

4.6嚴格控制好床溫。床溫測量采用床面上垂直均布的方式,可及時發現局部超溫結焦。運行中通過監視布風板上均勻布置的熱電偶測點,對異常工況及早采取措施;當發現床溫過高時應立即采取措施,增加一次風量或減少燃料以降低床溫。根據床溫上升情況,及時細調、微調風量及給煤量,保持流化良好,控制床溫漲幅不得過快,避免床溫大幅度變化,造成惡性循環。綜合考慮對結焦和控制No*的影響,一般床溫應控制在850-950℃之間,最高不應超過1000℃。其主要控制手段是調整風煤配比及返料量。應注意,如因煤粒變粗或煤質變差等原因引起的波床溫動,應視情況適當提高一次風量來流化床層,抑平床溫,否則易出現大顆粒沉積,床層分層,造成局部或整體超溫結焦現象。如床溫幾點極不平衡或個別點極高,這是一個很危險的工況,應及時處理。床溫控制應遵循就高不就低的原則。國外的研究報告和國內運行經驗都證明,流化床中的結焦溫度比煤粉爐中低的多,一般情況下,流化床中溫度低于灰軟化溫度150-250℃就開始結焦。建議控制局部床溫不能高于950-1000℃。

4.7控制床壓當床壓過高時應立即排渣,降低機組出力,使床壓保持在設計值范圍內(7-10kPa)。

控制好運行中料層差壓來控制料層厚度。

4.8應確保合格的爐內澆注料及耐火耐磨材料質量及施工質量,防止因澆注料等材料塌落而引起結焦。

4.9啟爐時回料腿由于回料溫度較低流動性差,容易出現回料腿堵塞。建議啟爐時應密切觀察回料腿溫度、壓力的變化,如溫度不變,則應用壓縮空氣進行吹掃流化,吹掃時應注意防止回料腿內的物料突然大量返回爐膛影響燃燒。

4.10鍋爐更換風帽后,需重新測定布風板阻力特性并讓運行人員及時了解此特性的變化。啟動前要做臨界流化風量試驗,一方面檢驗風帽是否有堵塞,另一方面運行中以此風量來指導運行調整,正常運行中要保證流化正常,一次風量不能小于此風量。

4.11適當加大一次風量、風壓,將風室風壓提高到8Kpa以上,是440t/hCFB鍋爐良好流化、穩定運行的保證。為保證安全穩定運行,應在點火過程中保證布風均勻性,并注意在點火過程后期適時排渣。運行中的漸進性結焦在掌握操作技能,控制入爐顆粒大小尺寸后,也是可以避免的。避免低溫結焦,最好的辦法是保證易發地帶流化良好,顆粒混合迅速均勻或處于正常的流化狀態,這樣溫度均勻,可防止結焦。

4.12嚴格執行各廠家的運行規程,確?；亓狭_茨鼓風機設備安全運行。避免回料閥內因局部死區而出現結渣的現象?；亓祥y的充氣量應嚴格控制在1%的鍋爐總風量之內,以防止未燃碳粒在局部區域復燃,避免回料閥內結渣。

4.13防止采用后墻給煤的鍋爐密相區回料口出現結焦。采用后墻回料閥給煤的CFB鍋爐,在點火調試階段,易出現回料口超溫結焦現象,原因是:點火階段回料量少,給煤不能迅速被回料帶入爐內,堆積在回料口,引起局部燃燒過強導致超溫結焦;回料量少,導致煙氣反竄向回料口,回料口處形成旋渦;揮發份在此燃燒造成超溫結焦。改造的辦法是在回料

斜腿上加裝朝向其出口的高速冷風管道,該股風一方面把揮發份吹進爐內,破壞回料口旋流,防止燃燒;一方面起到播煤風的作用。這樣,回料口超溫結焦問題可基本解決。

4.14改造流化床兩側和水冷風室兩側人孔上的看火孔,以便在運行中運行人員能明顯看到床料流化情況和風帽漏渣在水冷風室里的堆積情況。

4.15在設計上:制造廠采用引進國外先進技術對鍋爐熱力性能的良好預測可確保沿爐膛斷面以及沿爐膛高度方向上溫度場的均勻性。設計時選取適當布風板及床層阻力,基本保證鍋爐在運行過程中床層流化均勻,避免大顆粒在布風板上沉積,基本保證布風均勻,流化質量良好,床層內無死區。采用爐前氣力播煤裝置,使給煤入爐均勻,以避免局部富煤區域在運行過程中遇氧爆燃而引起局部超溫、結焦現象的出現。爐內采取下濃上稀的流態化工藝,二次風調節裕度設計較大,通過一、二次風的調節可達到迅速調節床溫目的,將床溫控制在允許范圍內。

5.結論

CFB鍋爐結焦有著設計、制造和運行等多方面的主客觀原因。設計、制造單位,還應進行質量回訪,總結經驗,力求不斷完善設計,解決結構隱患,優化整體設計。作為運行人員,需應努力提高大型CFB鍋爐技術的理論水平,同時多借鑒同類機組的運行經驗,分析產生結焦的原因,執行各項防止結焦的技術措施,在實踐中不斷積累操作經驗。如此,CFB鍋爐的結焦還是可以控制和防范的。

篇2:循環流化床鍋爐結焦原因分析預防措施

循環流化床鍋爐結焦一般分為高溫結焦、低溫結焦和漸進性結焦3種。

1、低溫結焦就是當床層整體溫度低于灰渣的變形溫度,由于局部超溫或低溫燒結引起的結焦,常在起動和壓火時的床層中發生,并有可能發生在高溫旋風分離器的灰斗內,以及外置換熱器和返料機構內。

2、高溫結焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結焦現象。

其特點是面積大,甚至波及整個爐床,而且從高溫焦塊表面上看是熔融的,冷卻后呈深褐色,質地堅硬,并夾雜少量氣孔。

3、漸進性結焦是運行中較難察覺的一種結焦形式,主要因布風系統設計和安裝質量不好、給煤顆粒度超出設計值、運行參數控制不當、風帽錯裝或堵塞等所致。

這3種結焦類型并不是明顯分離的,不論是哪種類型的結焦,一旦渣塊在床料中存在并隨著時間的推移,焦塊將越來越大,結果會堵塞排渣管甚至被迫停爐。

1、循環流化床鍋爐結焦原因分析

循環流化床鍋爐結焦的主要原因是床料局部或整體溫度超過灰熔點或燒結溫度,以及爐內流化工況不良等。

(1)燃料的影響

若煤的灰熔點低,當煤顆粒在爐膛內較高溫度下熔化成液態或軟化狀態時,相互黏結,且自身燃燒放出的熱量無法及時傳出,就會產生結焦。其次,運行中給煤量過大,使料層中含煤量過多,料層溫度升高,燃燒氣氛更加趨于還原性氣氛,煤的灰粒容易達到熔融及軟化狀態而結焦。另外,煤種變化太大,燃料制備系統選擇不當,煤粒度太大,或粗顆粒份額較多也會嚴重影響床層的流化,導致密相區超溫而結焦。

(2)運行參數的影響

運行中一次風量太小或減風至流化極限以下,會造成料層流化不好而出現局部溫度過高的情況,一旦局部出現結焦就會黏結周圍的顆粒而使結焦擴大。

這種情況主要發生在起動過程中,因為起動時料層太低,風量較小,整個料層未能均勻地達到較好的流化狀態。另外,料層差壓是一個反映燃燒室料層厚度的參數,在鍋爐運行中,料層厚度大小會直接影響鍋爐的流化質量,如料層厚度過大,有可能引起流化不好造成爐膛結焦或滅火。

(3)返料影響

返料風過小,或返料器突然由于耐火材料的塌落而堵塞,或因料層差壓高放循環灰外泄失控等原因,返料無法正常返至爐內,都會造成床溫過高而結焦。若此時再通過加煤來維持壓力及汽溫,則床溫在返料未回爐膛及加煤的雙重作用下會急劇上升而導致床上結焦。若運行中返料溫度過高,可能會造成返料器內結焦。

(4)結構方面的影響

布風板設計不良、風帽布置不合理或風帽損壞,造成布風板布風不均,會造成部分料層不流化而產生結焦。另外,返料閥設計不當,返料風可能導致閥體內可燃物的燃燒,從而使返料溫度升高造成返料器內結焦。

(5)運行操作人員問題

這一點是以上問題發現和解決的因素,以上談的第一條(燃料影響)、第二條(運行參數的影響)操作人員在有豐富經驗,處理果斷、準確就能把問題化解成安全運行,假如一位沒有經驗+頭腦簡單=事故!還有第三條(返料影響)、第四條(結構方面影響),同上!因為鍋爐

2、預防循環流化床鍋爐結焦的措施

(1)改變燃煤的焦結特性,保證良好而穩定的入爐煤質,入爐煤顆粒度符合要求。

(2)在每次鍋爐起動前認真檢查風帽、風室,清理雜物。起動時,應進行冷態流化試驗,確認床層布風均勻,流化良好。

(3)加快起動速度,盡量縮短油煤混燒時間。點火初期當床溫達到投煤溫度時,應立即投煤,燃燒穩定后果斷斷油。

在事故處理過程中,也應及時斷油,使煤油混燃時間縮短,防止結焦。

(4)鍋爐起動期間,返料裝置必須充滿灰后方可投入,以防風反竄。點火初期先不投返料風,待底料中的細灰充滿返料裝置后則應開返料風

(一般是點火后半小時),保證床內有料。

(5)點火過程中,床溫達到500℃以上可加入少量的煤以提高床溫。剛開始投煤時,不得過快過猛,遵循少量間斷的原則。如果加煤量過多,由于煤粒燃燒不完全,整個床料含碳量增大,一旦加大風量,就會猛烈燃燒,床溫上升很快,甚至超過灰的軟化溫度,結果造成整床超溫結焦。點火給煤過程中若發現底料局部發亮或底料溫度急劇升高,說明底料有結焦的趨勢,則應該減少給煤量,增加風量防止結焦。

(6)綜合考慮結焦和控制NO*的影響,床溫應控制在(850~950)℃

之間,最高不應超過1000℃,通過調整風煤配比及返料量控制。如因煤粒變粗或煤質變差等原因引起床溫波動,應視情況適當提高一次風量來流化床層,抑平床溫,以免出現大顆粒沉積,造成局部或整體超溫結焦現象。如床溫幾點極不平衡或個別點極高,應遵循就高不就低的原則及時進行處理。

國外的研究報告和國內運行經驗證明,流化床中的結焦溫度比煤粉爐中低得多,一般情況下,流化床中溫度低于灰軟化溫度(150~250)℃就開始結焦,因此建議控制局部床溫不能高于(950~1000)℃。另外,在低負荷運行時,如發現床溫突然下降,除了斷煤外,很可能是床料沉積,這時若增大給煤量,反而會加劇沉積,使流化床的流化質量變差,造成局部結焦。當判明是床料沉積時,應打開冷渣排放管放渣,待床溫正常后,適當調節至較高負荷下運行。變負荷運行時,也應控制床溫在允許范圍內,做到升負荷先加風后加煤,降負荷先減煤后減風,燃燒調節要平穩,避免床溫大起大落。

(7)運行時應控制返料溫度最高不能超過1000℃+T%溫度過高有可能造成返料器內結焦,特別是在燃用較難燃的無煙煤時,因為存在燃料后燃情況,溫度控制不好極易發生結焦。返料溫度可以通過調整給煤量和返料風量來調節,如溫度過高,可適當減少給煤量并加大返料風量,同時檢查返料器有無堵塞,及時清除,保證返料器的通暢。

(8)料層差壓應控制在(5~7)kPa之間。料層差壓(料層的厚度)可以通過爐底放渣管排放底料的方法來調節。鍋爐運行中,如果料層差壓超出正常范圍,說明流化不正常,下部有沉積或結渣,此時,可短時開大一次風,吹散焦塊,并打開放渣管排渣;如不能清除,應立即停爐檢修。采用人工放渣要及時,做到少放勤放,不允許一次放過多的床料,不得用壓風的方式降低料層差壓。排出的爐渣有渣塊應匯報司爐,排渣結束后排渣門要關閉嚴密。

(9)運行過程中,保持合理的風煤配比及一、二次風配比。運行中一次風量不得低于對應料層厚度下的最低臨界流化風量,以保證床料流化正常。二次風補充燃燒中氧的不足,其調整應根據燃煤揮發分的高低隨負荷進行。

(10)壓火時首先關閉返料閥風、二次風機,然后停止給煤機,待料層溫度比正常溫度降低50℃左右時,立即停止一次風機和引風機,并迅速關嚴送風門,使料層從流化狀態迅速轉變為靜止堆積狀態,與空氣隔絕,動作越快越好。

(11)對于高溫分離器,保證任何時候含氧量不低于3%~5%,以降低飛灰可燃物含量,防止分離器和返料機構內發生二次燃燒而超溫。運行中要定期察看返料的情況,監視返料器床層的溫度是否正常。

(12)應確保合格的爐內澆注料及耐火耐磨材料質量及施工質量,防止因澆注料等材料塌落而引起結焦。

3、結語

循環流化床鍋爐結焦不僅會影響到鍋爐的安全穩定運行,甚至還會損壞設備。在流化床鍋爐運行中,要認真做好冷態試驗,保證良好的流化質量,同時要認真調整好煤量、風量,嚴格控制床溫及料層差壓等運行參數,這樣可以避免流化床鍋爐結焦。

篇3:循環流化床鍋爐燃燒防止結焦技術措施

循環流化床鍋爐燃燒結焦是一種常見的事故,無論在點火啟動、壓火啟動和運行中都可能發生。一旦發生結焦,蔓延速度則非?？?如處理不當,結焦就會越來越嚴重,最終導致停爐,對安全、經濟運行帶來很大的影響。為預防流化床鍋爐結焦,確保流化床鍋爐的安全、連續、經濟運行,特制定措施如下:

1.啟動過程保證良好而穩定的入爐煤質

1)發熱量不低于17000KJ/KG,揮發份不低于12;

2)粒度合格:8mm通過率不低于85;

3)灰熔化溫度>1500℃;

4)含硫量不大于1.2。

2.點火前一定要認真做好流化試驗

1)確定臨界流化風量。臨界流化風量應在16-18萬Nm3/h左右,如過大則應查找原因后再升爐;

2)大風量對爐膛吹掃10分鐘,吹掃風量(一次風)不低于25萬Nm3/h;

3)做布風板均勻性試驗。在臨界流化風量處緊急停所有風機,進爐內檢查床料流化情況,確保流化合格。

3.鍋爐爆管后,一定要清理床料并檢查風帽,確保床料無板結及風帽無堵塞。

4.控制床壓

升爐前床料加至1-1.2米,啟動床壓13-13.5KPA;升爐后床壓應保持在正常范圍內,如大于20.8或低于8.7KPA時應匯報相關領導,并請示停爐。

5.嚴格按照規定進行投煤

1)投煤后應確保一次風量不低于臨界流化風量;

2)床溫達到規定溫度再進行試投煤(中排床溫>510℃),如煤質較差,則應將床溫提高50-100℃再進行投煤;

3)啟動初期應嚴格按照“脈動”形式進行投煤,投煤后應根據氧量及床溫變化情況來判斷給煤是否已經燃燒,如未燃則是應立即停止給煤,待適當提高床溫后,再以相同形式重新投煤。嚴防投煤過多后出現爆燃,導致床溫過高,產生高溫結焦。

6.控制床溫

1)嚴密監視床溫分布情況,如下、中排平均床溫差>100℃,或一點及多點床溫與平均床溫差>100℃,應認真分析,加強檢查,嚴防因流化不好而發生低溫結焦;

2)當發現床溫過高時應立即采取措施,增加一次風量或減少燃料以降低床溫。尤其是煤粒變粗或煤質變差等原因引起的床溫波動,應視情況適當提高一次風量來流化床層,抑平床溫,否則易出現大顆粒沉積,床層分層,造成局部或整體超溫結焦現象。

3)根據床溫上升情況,及時細調、微調風量及給煤量,保持流化良好,控制床溫漲幅不得過快,避免床溫大幅度變化,造成惡性循環。

7.盡早建立回料循環,同時密切觀察回料腿溫度、壓力的變化。避免回料器因回料不暢基或局部死區而出現結渣的現象。

8.在升爐過程中應盡量縮短啟動時間,否則油煤混燒時間過長,調整不當極易發生結焦,尤其投煤初期煤油混燒階段,大量的煤投到爐內不能完全燃燒,很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結焦。

9.或輕微結焦,可通過加床料置換床料的方法焦塊清除(盡快恢復加砂系統);若結焦嚴重,則應,應立即停止投煤,并加大一次風量對爐膛進行流化,將焦塊吹散,并冷卻爐膛,減少結焦的嚴重性,縮短打焦的時間

?4.防止結焦的技術措施

4.1一定要保證良好而穩定的入爐煤質,特別是粒度、細度、矸石、熔點等指標一定要嚴格控制。

4.2點火前一定要認真做好流化試驗,就地觀察底料流化情況及厚度,確保合格。良好的爐內空氣動力場,可有效控制旋風分離器的二次燃燒,避免燃燒室、旋風分離器、回料器的超溫結焦。提高播煤風壓、低負荷時適當減少兩側邊給煤可基本避免爐膛低溫結焦。

4.3在返料系統投入的情況下應經常檢查返料是否暢通,防止因返料故障而造成結焦。

4.4加快啟動速度,避免結焦。對CFB鍋爐應盡量縮短啟動時間,否則油煤混燒時間過長,調整不當極易發生結焦,尤其投煤初期煤油混燒階段,大量的煤投到爐內不能完全燃燒,很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結焦。點火初期當床溫達到投煤溫度時,應立即投煤,燃燒穩定后果斷斷油,包括在事故處理過程中,及時地斷油,使煤油混燃時間縮短,防止結焦。

4.5開始投煤量較大會出現床溫飛升的現象。啟爐時點動給煤的時間較長會造成可燃物的積累從而引起爆燃現象,對無煙煤的點火及運行過程應十分注意可燃成分的積累以免造成爆燃現象。剛開始投煤時,不得過快過猛,遵循少量間斷的原則。先單臺給煤機點動少量給煤等確認爐膛氧量下降、床溫上升才可再次并逐漸延長點動給煤時間、增加給煤量。在730℃以前,最好采用點動給煤,禁止連續給煤,投煤時機可參照氧量的變化進行。在800℃以前,投煤量一定不能超過10t/h。

4.6嚴格控制好床溫。床溫測量采用獨特的床面上垂直均布的方式,可及時發現局部超溫結焦。運行中通過監視布風板上均勻布置的熱電偶測點,對異常工況及早采取措施;當發現床溫過高時應立即采取措施,增加一次風量或減少燃料以降低床溫。根據床溫上升情況,及時細調、微調風量及給煤量,保持流化良好,控制床溫漲幅不得過快,避免床溫大幅度變化,造成惡性循環。綜合考慮對結焦和控制No*的影響,一般床溫應控制在850-950℃之間,最高不應超過1000℃。其主要控制手段是調整風煤配比及返料量。應注意,如因煤粒變粗或煤質變差等原因引起的波床溫動,應視情況適當提高一次風量來流化床層,抑平床溫,否則易出現大顆粒沉積,床層分層,造成局部或整體超溫結焦現象。如床溫幾點極不平衡或個別點極高,這是一個很危險的工況,應及時處理。床溫控制應遵循就高不就低的原則。國外的研究報告和國內運行經驗都證明,流化床中的結焦溫度比煤粉爐中低的多,一般情況下,流化床中溫度低于灰軟化溫度150-250℃就開始結焦。建議控制局部床溫不能高于950-1000℃。

4.7控制床壓當床壓過高時應立即排渣,降低機組出力,使床壓保持在設計值范圍內(7-10kPa)?？刂坪眠\行中料層差壓來控制料層厚度。

4.8應確保合格的爐內澆注料及耐火耐磨材料質量及施工質量,防止因澆注料等材料塌落而引起結焦。

4.9啟爐時回料腿由于回料溫度較低流動性差,容易出現回料腿堵塞。建議啟爐時應密切觀察回料腿溫度、壓力的變化,如溫度不變,則應用壓縮空氣進行吹掃流化,吹掃時應注意防止回料腿內的物料突然大量返回爐膛影響燃燒。

4.10鍋爐更換風帽后,需重新測定布風板阻力特性并讓運行人員及時了解此特性的變化。啟動前要做臨界流化風量試驗,一方面檢驗風帽是否有堵塞,另一方面運行中以此風量來指導運行調整,正常運行中要保證流化正常,一次風量不能小于此風量。

4.11適當加大一次風量、風壓,將風室風壓提高到8Kpa以上,是440t/hCFB鍋爐良好流化、穩定運行的保證。為保證安全穩定運行,應在點火過程中保證布風均勻性,并注意在點火過程后期適時排渣。運行中的漸進性結焦在掌握操作技能,控制入爐顆粒大小尺寸后,也是可以避免的。避免低溫結焦,最好的辦法是保證易發地帶流化良好,顆?；旌涎杆倬鶆蚧蛱幱谡５牧骰癄顟B,這樣溫度均勻,可防止結焦。

4.12嚴格執行各廠家的運行規程,確保回料羅茨鼓風機設備安全運行。避免回料閥內因局部死區而出現結渣的現象。回料閥的充氣量應嚴格控制在1%的鍋爐總風量之內,以防止未燃碳粒在局部區域復燃,避免回料閥內結渣。

4.13防止采用后墻給煤的鍋爐密相區回料口出現結焦。采用后墻回料閥給煤的CFB鍋爐,在點火調試階段,易出現回料口超溫結焦現象,原因是:點火階段回料量少,給煤不能迅速被回料帶入爐內,堆積在回料口,引起局部燃燒過強導致超溫結焦;回料量少,導致煙氣反竄向回料口,回料口處形成旋渦;揮發份在此燃燒造成超溫結焦。改造的辦法是在回料斜腿上加裝朝向其出口的高速冷風管道,該股風一方面把揮發份吹進爐內,破壞回料口旋流,防止燃燒;一方面起到播煤風的作用。這樣,回料口超溫結焦問題可基本解決。

4.14改造流化床兩側和水冷風室兩側人孔上的看火孔,以便在運行中運行人員能明顯看到床料流化情況和風帽漏渣在水冷風室里的堆積情況。

4.15在設計上:制造廠采用引進國外先進技術對鍋爐熱力性能的良好預測可確保沿爐膛斷面以及沿爐膛高度方向上溫度場的均勻性。設計時選取適當布風板及床層阻力,基本保證鍋爐在運行過程中床層流化均勻,避免大顆粒在布風板上沉積,基本保證布風均勻,流化質量良好,床層內無死區。采用爐前氣力播煤裝置,使給煤入爐均勻,以避免局部富煤區域在運行過程中遇氧爆燃而引起局部超溫、結焦現象的出現。爐內采取下濃上稀的流態化工藝,二次風調節裕度設計較大,通過一、二次風的調節可達到迅速調節床溫目的,將床溫控制在允許范圍內。

循環流化床(CFB)鍋爐是八十年代發展起來的高效率、低污染和良好綜合利用的燃煤技術,由于它在煤種適應性和變負荷能力以及污染物排放上具有的獨特優勢,使其得到迅速發展。

循環流化床鍋爐采用流態化的燃燒方式,這是一種介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式。因此循環流化床鍋爐有以下幾個主要優點:

高脫硫效率

低氮氧化合物(NO*)排放

高碳燃盡率

長燃料停留時間

強烈的顆粒返混

均勻的床溫

燃料適應性廣

高操作靈活性

然而,盡管循環流化床鍋爐有這么多的優點,但在運行中還有許多弊端,其原因是多方面的。主要表現在鍋爐磨損嚴重、爐膛結焦、排渣困難、返料器返料不正常等。若對此有清楚了解,則可以及時采取相應的預防措施而加以避免。

一、鍋爐磨損

循環流化床鍋爐,在運行期間,由于磨損(受熱面管、耐火材料層、風帽等)造成的停爐,接近事故停爐總數的50%,而且磨損造成停爐事故的時間比較長。下面分別針對各個部位,對受熱面磨損及防止方式作一介紹。

1、布風裝置的磨損。循環流化床鍋爐布風裝置的磨損主要有兩種情況。第一種情況是風帽的磨損,其中風帽磨損最嚴重的區域發生在循環物料回料口附近。其原因主要是由于較高顆粒濃度的循環物料以較大的平行于布風板的速度分量沖刷風帽。另一種情況是風帽小孔的擴大,這類磨損將改變布風特性,同時造成固體物料漏至風室。目前均采用鐘狀型風帽代替其它風帽設計。

2、爐膛水冷壁管的磨損。水冷壁管的磨損是循環流化床鍋爐中與材料有關的最嚴重的問題。爐內水冷壁管磨損可分為四種情形:爐膛下部密相區耐火耐磨層衛燃帶與水冷壁管過度區域管壁的磨損、不規則區域管壁的磨損、煙氣泄漏對管子的磨損。

爐膛下部敷設衛燃帶與水冷壁管過渡(交界)區域的管壁磨損。循環流化床鍋爐爐膛下部都敷設耐火材料,高度、厚度通常隨機組的大小而不同,在其交界區域形成45度或圓滑過渡。這類磨損的機理有以下兩個方面:在過渡區內由于沿壁面下流的固體物料與爐內向上運動的固體物料運行方向相反,因而在局部產生旋流。?

3、爐內受熱面的磨損。在循環流化床鍋爐爐膛內,除布置爐膛水冷壁外,在許多設計中還布置有屏式再熱器、屏式過熱器、水冷延伸墻等。它們的磨損機理與爐內水冷壁管的磨損機理相似,主要取決于受熱面的具體結構和固體物料的流動特性等,只要采取適當區域防護,一般不會產生嚴重磨損。

4、爐頂受熱面的磨損。爐頂受熱面的磨損主要是由于氣固流在離開爐膛時,在爐膛頂部區域轉彎,產生離心作用,將大顆粒物料甩向爐頂造成的。隨著循環流化床鍋爐容量的增大,爐膛高度也增加,因而爐膛頂部受熱面磨損問題也變得不嚴重。爐膛頂部受熱面的磨損問題可通過將爐頂與去旋風分離器的水平煙道拉開足夠的距離來解決。

二、爐膛結焦

爐膛結焦是一種常發生的燃燒事故,無論點火或正常運行中都可能發生,原因也有多種。結焦的直接原因是局部或整體溫度超出灰熔點或燒結溫度。常將結焦分為高溫結焦和低溫結焦兩種。

當床層整體溫度低于灰渣變形溫度,而由于局部超溫或低溫燒結而引志的結焦叫低溫結焦。要避免低溫結焦,最好的方法是保證易發地帶流動良好,顆?；旌脱杆?或處于正常的移動狀態(指分離器和返料機構內),保持溫度均勻,并控制床溫低于灰熔點100~150℃。

高溫結焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結焦現象。當床料中含碳量過高時,如未能適時調整風量或返料量來抑制床溫,就有可能出現結焦。與疏松的帶有許多嵌入的未燒結顆粒的低溫焦塊不同,高溫焦塊從表面上看基本上是熔融的,冷卻后呈深褐色,并夾雜少量氣孔。

另一種較難察覺的結焦是運行中的漸進性結焦,此時床溫和觀察到流化質量都正常,這時焦塊是緩慢生長的。漸進性結焦的主要原因有:①布風系統制造和安裝質量不好;②給煤中存在大塊;③運行參數控制不當等。需要強調指出的是,當給煤粒度超出設計值時,應對大塊進行分離和二次破碎后方可入爐,否則會因流化不良造成結焦。新建機組投運初期,應檢查風帽及風帽小孔有無錯裝或堵塞

點火投煤初期,給煤機一定要間斷給煤,一般可以投30s,停1min,觀察床溫變化,及時調節風量,直到撤油投煤正常后由一臺給煤機連續投煤,最后過度到正常給煤。大多數點火結焦事故是因無經驗,投煤過多,造成床溫飛升超溫造成的。防止高溫結焦的關鍵是不能強帶負荷,當床溫超過許可值時,要立即停止給煤,加大風量,待床溫恢復正常時,再調節風量和煤量在正常范圍內。

三、排渣困難

冷渣器是CFB安全運行必不可少的輔機設備,目前電站的冷渣器結構形式有、滾筒式冷渣器(旋轉性冷渣器)、鏈條刮板式冷渣器等。

滾筒式冷渣器由頭部進渣管、冷渣器本體、尾部排渣管等組成。冷渣器本體由水冷絞龍螺旋排渣機外加動力設施(傳輸鏈條及電機)組成,滾筒的旋轉速度可控,從而達到控制渣量排放的多少。

冷渣器排渣困難主要表現在冷渣器進渣管(即爐膛排灰管)堵塞、冷渣器排渣溫度高、冷渣器排灰管堵塞等。

通過經驗分析,我認為下列幾方面是需要注意的。

⑴在冷渣器進渣管上增設控制閥(最好用內通冷卻水并耐高溫和耐磨的錐型閥)來調節冷渣器的進渣量,并在進渣管上增設輸送吹掃風(用壓縮空氣),設定安全運行程序。這樣即可控制進渣量,也可防止進渣管的堵塞。運行前,先開冷卻水、冷卻風;關閉前,先關熱渣,后停冷卻風、冷卻水。

(2)防止冷渣器排渣管堵塞最有效的辦法是把排渣管設計成“上小下大,天圓地方”的嗽叭型?！吧闲∠麓?天圓地方”相當于一個縮放和,只要物料由上至下、由小大到流動,通道就越來越寬,物料就會越來越松散,流動性也就越來越好,排渣相應就順利。而在流化床式冷渣器排渣管上必需加裝密封良好的給料機(最好用旋轉式帶內冷卻的給料機),便于控制排渣量和給各分室建立床壓。

四、返料器返料不暢

循環流化床鍋爐無論使用何種固體物料回送裝置,總是與分離器、燃燒室等組成一外循環回路。循環回路中的壓力變化對固體物料回送裝置的運行會產生很大的影響。

運行中反料器正常工作是實現物料循環的關鍵。造成返料器運行不暢,除了耐火材料塌落造成堵塞這外,主要還有下列方面的問題:

⑴返料器內二次燃燒。一般通過控制爐膛燃燒溫度的方式解決對立管進行冷卻,降低灰溫。

(2)阻力過大,返料器不能工作。一般通過提高返料風總壓力解決。

五、結束語

總之,循環流化床鍋爐應在設計、安裝和運行之間做好協調,既整個系統各部件的設計、安裝及其相應的控制應一體化考慮,并要考慮在系統運行壽命期內的人機聯系。定期比較分析設備裝置的技術狀態,從而消除缺陷,使設備更安全、更可靠