循环流化床锅炉的结焦分析及防范措施

循环流化床锅炉的结焦分析及防范措施

刘昊

辽宁省锦州市锦州石化兴海公司121000

摘要：锅炉运行过程中，需要工作人员对其运行状态加以调整。这也是锅炉运行时最基础的流程之一。燃烧调整的目的在于保证锅炉运行质量，能够根据外界工况为参考，保证各项机组运行稳定。锅炉结焦影响锅炉自身使用寿命，还会降低企业生产效益。锅炉结焦现象严重时，会影响炉内正常燃烧，甚至导致锅炉停运。基于锅炉结焦影响因素加以探究，科学总结结焦现象。在当前的处理技术上进行调整，提高处理质量，保证锅炉结焦现象减少，实现稳定运行的目的。

关键词：循环流化床锅炉；结焦分析；防范措施

前言

炉膛水冷壁结焦，会使热负荷增加、对流传热量提高，导致蒸汽温度和金属管壁超过温度限制，同时也会引起炉内空气动力场不均、燃烧火焰发生偏斜，导致水冷壁管污垢严重、扰乱锅炉的燃烧、炉膛因受热不均匀致使炉壁被撕裂。燃烧器喷口及其周围区域结焦，会干扰煤粉的射流轨迹，引起炉内空气动力场的变化，并干扰风粉的混合以及煤粉的燃烧。炉膛出口受热面上的结焦，不仅会干扰热交换，使通风阻力增大，严重的情况下还有可能堵住烟气通道，令燃烧恶化。特别是灰渣集聚并从受热面脱落，会砸到冷灰斗，严重时甚至造成锅炉停运打焦。

1锅炉结焦运行危害

锅炉运行过程中，燃烧器两侧出现结焦现象。结焦现象是灰粒大量积聚后，附着于燃烧器水冷壁表面，形成粘结性的焦渣。这种焦渣在锅炉运行时，是可以通过人工的方式清理的。但是锅炉炉膛深处产生的结焦现象，无法深入进行处理。运行一段时间便会产生焦块，掉落在锅炉底部的捞渣机内，对锅炉运行工况造成影响。结焦现象使得炉内燃烧的烟气压力波动，造成锅炉熄火，影响锅炉正常运行。

2锅炉结焦影响因素

为了保证锅炉正常运行，结合部分煤炭企业的生产情况对锅炉结焦影响因素进行分析，可以发现存在多项因素，导致锅炉结焦现象发生。1）挥发分因素的存在，使得锅炉燃烧过程中，内部热量难以快速点燃煤粉，造成煤粉燃烧不够充分，被烟气带入到炉膛出口处，造成烟道温度升高，致使过热器出现结焦现象。煤粉的成分中硫含量较高，也是造成锅炉内结焦的部分原因。2）煤粉细度会影响燃烧效果，细度较高更易燃，细度较粗难以点燃，还会影响烟气温度，造成炉膛内温度过高，形成结焦现象。3）燃烧器一二次风门配比情况不同，调整风门大小也会影响炉内燃烧的稳定性。风量较大，造成炉内中心切圆不稳定，导致炉内燃烧混乱；人员操作不合理，导致锅炉断水、少水等现象发生，也会影响锅炉燃烧质量；入炉煤灰中含有吸热的物质，与灰分融合对锅炉燃烧工况造成影响，影响锅炉正常燃烧，导致锅炉结焦降低了生产质量。

3防范措施

3.1确保煤质稳定

要保证锅炉运行的稳定性，首先必须把好燃煤的质量关。严格按照煤的质量控制指标进行采购、检验与加工。要确保煤的含碳量、水分、灰分等主要内在参数符合指标要求，特别是控制好矸石含量。其次是确保燃煤的加工质量，要保证加工出符合技术要求粒径的煤颗粒，不至于出现过大或过细燃煤颗粒送进炉内等。

3.2运行控制

3.2.1做好冷态试验

点火前应对流化状态进行冷态试验，以使底料的厚度和流化状况及调节变化状况达到最佳状态。另外，必须保证锅炉内部的鼓风与引风风压与燃煤的配比始终处于一个良好状态中，从而能够保证流化效果，又能较好地控制经由旋风分离器处理过的二次燃烧，防止和消除旋风分离器、回料器等构件出现温度过高而引发结焦现象。

3.2.2点火投煤控制

点火初期，要特别注意适时适量投煤。要注重总结在什么温度情况下进行投煤，而当达到这个温度时，必须及时投煤，而投煤量也是必须严格掌控的。当燃煤燃烧稳定后，必须根据实际情况来缩短煤与油的混合燃烧时间，适时考虑是否需要停止加油，以应对各种突发的故障，避免出现结焦问题。另外，一旦投煤过快过多，将可能出现把炉子突然压死，火焰熄灭，造成死炉；也有可能会造成循环流化床的温度上升太快，容易引起爆燃现象。为有效防止投煤过快过猛，可以适当考虑进行间隔性投煤，在温度还处于700℃以下时，要尽量采用点动方式来间隔或慢速投煤；与此同时，要测量炉内的氧含量，并关注其变化数值，以此作为参考来合理地调节和控制投煤量和最佳的投煤时间。再则，点火结束后，应择机尽快清除锅炉里面的废渣，这样，可以消除煤渣影响锅炉正常运行的因素。此外，锅炉运行中，炉内温度的控制非常重要。保证流化床不出现持续高温，可以防止燃煤中的灰分产生软化和液化。与此同时，还要确保流化床始终保持良好的流化状态，使燃煤的颗粒混合均匀，从而有效地防止锅炉的低温结焦。

3.2.3按规程操作

运行中，要严格执行行业规范及本企业制定的操作规程，从而减少锅炉引发的各种故障，切实做好锅炉的运行调节和控制。合理调控风煤配比，尽量少残留灰分和杂质，断绝结焦的源头。严格把控炉膛温度、一次风压、二次风压、引风风压，维持合理的流化差压值。同时合理控制回料阀内的充气量，防止相关区域未燃烧完的煤颗粒出现复燃现象。

3.3注意床温变化

当发现床温突然下降时，首先检查是否断煤，其次考虑可能是床料的燃料沉积。此时，如果继续向炉内给煤，势必加剧沉积，使流化效果加速恶化，引发局部结焦。

3.4做好启炉操作

一是缩短启动时间，二是控制投煤量。应做到熟练操作，尽可能缩短启动时间，避免油和煤长期混合燃烧产生结焦现象。应注意启动初期的投煤量不可过快过多，否则，由于投进去煤还来不及燃烧而与燃油混合黏结，遇到高温就将引发局部结焦。

3.5做好床温控制

锅炉运行中，合理布置热工仪表来测定相关的温度，以此来检查是否有异常情况出现。一旦发现异常，应尽快采取应对措施来解决。当循环流化床的温度过高时，必须立即调节一次风风量和燃料，尽快降低床层的温度。同时，根据温度的变化，进行风量和投煤量的调节，使得床温稳定，锅炉燃烧才能安全稳定。

3.6检修和改进

当流化床本体结构存在缺陷，如布风板、风帽、返料装置等不合理时，要通过重新设计来进行改进；如出现风帽等构件损坏时，应及时安排检修，使之恢复正常状态。当出现风量控制达不到效果时，还要及时检查处理风机、风道及相关的调节部件。

4实例结焦问题研究

某地区煤粉工业锅炉采用浓相中心逆喷强旋流燃烧技术与双锥煤粉燃烧器结构，在冬季供暖期间，经点火运行平稳后，随着运行时间的增加，短则一到两天，长则三到四天，炉膛膜式壁、二回程对流管入口、预燃室出口结焦、挂壁现象越来越严重，且结焦频繁，导致频繁停炉清焦。理论分析认为存在煤粉粒度变大、煤种改变导致煤灰熔融性温度变低、二次风刚性不足等问题。在现有煤种和锅炉结构不变的条件下，二次风压（增大二次风刚性）和弱还原性燃烧气氛调整的范围不大，微调后结焦状况和结焦频率无明显变化；通过煤种掺混3%的石英，煤粉的灰熔融性温度由1170℃提高到1320℃，温度提高150℃，结焦现象得到较大改观；通过将煤粉磨机频率从19Hz调大到22Hz，煤粉粒度（200目）过筛率从70%增大到85%，煤粉粒径变小，对流管入口结焦状况改善。综上可知，煤粉粒度和煤粉的灰熔融性温度确实对锅炉结焦造成较大的影响。

结束语

随着循环流化床技术的不断发展，还必须不断开展技术创新，努力探索避免或减少结焦现象发生的新途径，从而不断提高循环流化床锅炉的运行稳定性和经济效益。

参考文献：

[1]韩克琪.浅析循环流化床锅炉结焦事故原因及预防[J].建筑工程技术与设计，2018（23）：58-59.

[2]李辉.循环流化床锅炉结焦原因分析及预防措施[J].设备管理与维修，2019（10）：47-48.