循环流化床锅炉结焦原因和对策

循环流化床锅炉结焦原因和对策

李可新

国家电投北票发电有限责任公司   辽宁省朝阳市北票市   122100

摘要：在我国工业产业全面发展的前提下，循环流化床锅炉凭借燃烧速度快、污染排放量低的优势被广泛应用其中。伴随循环流化床锅炉的使用次数逐步增加，在锅炉运行过程中极易出现锅炉结焦的情况，不仅锅炉本身的燃烧效率，也会大大降低锅炉的使用寿命，导致锅炉出现各种类型的安全事故。为确保循环流化床锅炉的安全运行状态，本文对于循环流化床锅炉结焦原因进行探究分析，同时对于循环流化床锅炉结焦状况预防措施进行探讨，进一步延长锅炉的使用寿命。

关键词：循环流化床锅炉；结焦；原因；对策

引言

循环流化床锅炉技术是一种高负荷、低污染的的燃煤新技术，在工业燃烧煤炭环节中占据着极高的价值地位。循环流化床锅炉运行主要采取的液态化燃烧方式，积极响应国家节能减排的战略思想，得到工业领域企业的广泛关注。[1]我国所应用的循环流化床锅炉技术是结合国外先进技术所研发的燃煤新技术，循环流化床锅炉运行的炉膛温度相对较低，燃烧过程相对稳定，污染排放量不高。但在循环流化床过燃烧过程中，由于燃烧产生的热量无法及时带走，导致部分床料出现超温结焦的情况，伴随时间的推移结焦块逐步增大，炉膛内部局部流态化困难，堵塞循环流化床锅炉管道，继而出现停炉情况。[2]

1循环流化床锅炉结焦现象

循环流化床锅炉出现结焦现象之后，床温以及床压将会出现不稳定的情况，床温测点同样也会出现偏差问题。在结焦初期料层差压下降阶段，锅炉的结焦问题将会更加严重，而料层差压急剧增加的前提下，锅炉氧气含量将会迅速下降。同时锅炉的炉膛负压增加也会导致风室的风压波动相对较大，锅炉出现排渣不畅的状况，而排渣管也会出现结焦堵塞的问题。

2循环流化床锅炉结焦原因分析

2.1燃料灰熔点及粒径

在循环流化床锅炉内投入一定比例的燃料灰熔点但尚未达到制定需求后，燃烧颗粒在进入炉膛之后，会有温度过高继而出现融化的情况。燃料颗粒在锅炉作用下变成液态的情况，燃烧颗粒会由于彼此黏性过高继而出现黏结作用，最终导致密相区出现超温结焦问题。此外入炉燃料粒径严重超标的前提下，将会导致锅炉内存在大量大颗粒沉积，继而炉膛内出现流化不良的情况，密相区的热量无法借助细颗粒携带传热给炉膛上部的水冷壁，继而在炉膛内形成高温结焦的问题。[3]

2.2运行参数设置不对

循环流化床锅炉在运行阶段，倘若流化床一次风量设置参数远远达不到实际燃料燃烧过程所需求的风量，将会导致炉内物流完全流化，而在燃料燃烧阶段将会出现部分床体温度过高，导致炉膛燃煤发生局部灰熔点结焦。同时料层差压值过高的情况下，也会导致炉内流化不良继而出现结焦现象。

2.3反应阶段堵塞问题

循环流化床锅炉在燃烧运行阶段，一旦出现返料器堵塞的问题，将会导致物料无法按照预期计划正常返回至锅炉内部，造成循环流化床锅炉的床体温度远远高度制定温度，导致煤炭发生结焦情况。

2.4锅炉结构设计影响

厂家在进行循环流化床锅炉结构生产设计期间，出现设计参数未能满足实际需求的情况，将会导致布风板无法均匀布置风向，炉膛内部出现流化不均匀的情况，继而引发循环流化床锅炉结焦问题的发生。同时流化风帽堵塞过多以及杂物滞留于炉内等情况，均会导致流化不良问题的发生。

2.5工作人员经验不足

循环流化床锅炉运行过程中，倘若工作人员的锅炉燃烧运行经验不足，则无法有效处理出现的突发状况，继而引发锅炉出现烧结焦的情况。

3循环流化床锅炉结焦预防措施

3.1严格控制煤炭质量

管理人员需要严格控制入厂燃煤的颗粒、输煤破碎系统等技术手段，严格控制进入锅炉燃煤颗粒粒径的质量，确保所有的燃煤颗粒粒径均能够在锅炉内部充分流化。

3.2严格管控点火过程

第一，在锅炉启动前，需要派遣专门的工作人员对于锅炉的组成部件进行全面细致的检查，倘若出现流化风帽堵塞，杂物滞留于炉内，需要及时开展清扫工作。

第二，锅炉启动期间，需要借助有效措施来加快锅炉的启动速度，有效缩短油煤混合燃烧时间，避免出现烧结现象。同时为避免出现返料装置反穿情况，工作人员需要在锅炉点火前，在返料装置装上一定厚度的细灰，继而开展燃煤的投放作业。[4]

第三，利用点火装置进行点火作业时，当流化床的温度升高至制定温度时，为保证流化床温度能够持续性升高，可选择向锅炉的内部持续投煤，在刚开始采取间歇性投煤方法，充分观察床温与氧量。在燃料投放过程中需要确保燃煤投放速度的均匀性，并且存有一定时间间隙，以床温的实际情况连续给煤。此外连续投煤阶段为保证床温能够均匀性分布，可选择将投煤机保持最小煤量运行。

3.3有效管控锅炉运行阶段

第一，循环流化床锅炉运行阶段，可采取合适的方法严格控制返料温度，通过调整风量与返料量继而有效控制床温。

第二，工作人员需要借助排渣系统合理控制料层压差，将循环流化床锅炉的料层压差控制在5kPa至7kPa范围内。

第三，循环流化床锅炉运行期间需要合理控制锅炉的风量与燃煤添加量，运行工作人员可采取科学合理的手段有效控制，一次风量需要高于对应料层厚度的最低临界风量值需要根据床温进行调节，二次风量需要根据氧量妥善调节。变负荷运行阶段，需要将床温严格控制在适当范围内，升负荷是需要加风量后加煤，在降负荷阶段需要先减煤后减风量。在循环流化床锅炉燃烧调节中需要采取少量多次的调节方法，避免床温的温度相差过大。

3.4有效管控锅炉压火过程

运行工作人员需要先停止给煤机的运行，在风机运行的几分钟之后，等待省煤器出口氧量回升至15%以上后，需要立刻停运所有的风机，并关紧各个炉门以及风门，让炉膛始终处于密闭状态。

3.5严格规范各项操作步骤

循环流化床锅炉运行阶段，工作人员需要严格遵守各个操作流程，降低由于锅炉所引发的故障，避免因返料阀内出现结焦。与此同时，需要严格检查回料阀内的充气量，确保回料阀内的充气量不可超出锅炉总风量的1%，避免回料阀部分区域内未能燃烧完的颗粒返回至回料阀中部分区域出现复燃结焦的情况。

3.6严格控制床温

循环流化床锅炉的温度至借助床面垂直分布的形式进行测量，可及时发现局部过热所引发的结焦现象。在具体应用期间，可通过热电偶测点来检查其是否存在异常情况，一旦发生异常问题需要立刻采取应对措施来解决。在循环流化床锅炉温度过高的情况，需要立即增加一次风量，也可采取减少燃料的方法，大大降低床层的温度。

3.7严格挑选生产锅炉厂家

在锅炉生产之后，需要对循环流化床锅炉的施工质量以及材料质量进行全面充分的检查，防止锅炉燃烧阶段出现材料坍塌问题，导致循环流化床锅炉出现结焦现象。

结语

总言之，循环流化床锅炉应用阶段的弊端在于燃烧过程常常受到多种因素影响出现结焦现象，为确保锅炉能够安全运行，需要合理调整料层的厚度，仔细检查现场的运行情况，严格控制点火、运行以及压火阶段的管理活动，避免结焦问题的发生。

参考文献

[1]曹洋如,龚炳林.循环流化床锅炉的结焦分析及防范措施[J].中国井矿盐,2022,53(06):31-33.

[2]黄伟杰.50 MW生物质循环流化床锅炉掺烧甘蔗渣技术分析与总结[J].机电信息,2022(05):76-79.

[3]赵小军,孙锦余,薛东发,刘义.混合生物质燃料循环流化床锅炉受热面结焦机理研究[J].洁净煤技术,2021,27(04):117-122.

[4]徐振伟.300 MW循环流化床锅炉高温结焦与落煤管堵塞事故原因分析[J].应用能源技术,2020(08):33-35.