论循环流化床锅炉常见问题和缺陷的原因及防止

张 玉 珍

(大同市大安建设安装有限责任公司，山西 大同 037000)

论循环流化床锅炉常见问题和缺陷的原因及防止

张 玉 珍

(大同市大安建设安装有限责任公司，山西 大同 037000)

论述了循环流化床锅炉的主要特点及运行原理，对该锅炉在运行过程中常见的水冷壁爆管、省煤器泄露及爆管、尾部烟道灰分再燃等现象进行了描述，并进行了原因分析，研究了各问题的防治措施，对循环流化床锅炉的推广应用具有重要意义。

循环流化床锅炉，现象，原因，爆管，运行

循环流化床锅炉是新一代高效率、低污染清洁燃烧设备，其主要特点是锅炉炉膛内含有大量的燃料，在燃烧过程中大量的燃料被烟气携带到炉膛上部，经过布置在炉膛出口的分离器，将燃料与烟气分开，并经过返料阀将燃料回送至炉膛内，多次循环燃烧，循环流化床锅炉加强燃料的混合并延长了燃料在炉膛内的停留时间，具有更高的燃烧效率，在低负荷下能稳定运行，而无需增加辅助燃料。锅炉安装完成后，在运行过程中出现了许多问题，暴露了循环流化床锅炉的缺陷。现对循环流化床锅炉在安装和运行过程中的常见问题和缺陷进行分析，并提出防止措施，以便与制造、使用和调试单位共同提高。

1 水冷壁爆管

1.1 现象

水冷壁轻微破裂，破裂处蒸汽泄漏时，会发出嘶嘶声，给水流量略有增加；水冷壁爆管严重时，爆管处有明显的爆破声和喷汽声，炉膛负压变正，给水流量异常，即给水流量大于蒸汽流量。

1.2 原因分析

1)锅炉水品质长期超标，使管内结垢，致使局部热阻力增大，水循环不佳，造成水冷壁管局部过热，导致爆管。2)水冷壁拼接时一般自中间向两边，最后四角，如此一来，安装误差都累积到四角，四角相邻两根管子往往不平行甚至扭曲，造成两管间鳍片宽度不等，水冷壁管不平整，由于四角交界处向下流动的固体颗粒流量较大，且流动方向发生变化，流速增大，加重了磨损，这为角部管子的磨损留下隐患。3)炉膛内脚手架搭设时不按规范要求施工在水冷壁管上焊接架管、型钢等材料，在拆除时用气割伤及管子造成此处水冷壁管壁厚度变薄造成爆管，或虽没有伤及管子但管子上留有未处理干净的架管、型钢等疤痕，造成锅炉运行时此处形成涡流磨损过度而爆管。4)为了方便施工，角部鳍片不焊在两管中心连线上，而是焊在管中心偏外侧，内壁不平整，烟气在此处流动方向变化产生涡流，烟气冲刷严重，将管子磨损。在实际运行中，管外壁因严重磨损而发生爆管停炉事故，前、后和两侧水冷壁均发生过此类现象，均在卫燃带上方1 m范围内发生爆管现象，且多在炉膛墙角附近。

1.3 处理及防止措施

发现锅炉水冷壁爆管后，应按操作规程紧急停炉，冷却后组织人员及时抢修。1)加强锅炉运行时的水质管理，严禁锅炉水质超标。2)水冷壁拼接时严格按规范要求施工，保证水冷壁管平行，两管间鳍片宽度一致，角部鳍片焊接在两管中心线上。3)炉膛内施工时严禁将脚手架管、型钢等焊接在水冷壁管上，严禁在水冷壁管上引弧或使用破损的电焊把线造成与水冷壁连电打火，伤及水冷壁管。4)采用新材料和新工艺等防护措施：采用超音速电弧喷涂方法将循环流化床专用防磨耐蚀材料涂在卫燃带上方1 m范围内水冷壁管外壁上。水冷壁喷涂防磨耐蚀材料，其上端高度必须与图纸上规定的高度完成相符。将磨损严重的区域作防磨耐蚀材料的喷涂，效果比较明显。

2 省煤器泄漏及爆管

2.1 现象

给水流量不正常地大于蒸汽流量，爆管严重时汽包水位下降，且难以维持正常水位；泄漏处有异常声音，省煤器烟道不严密处向外冒汽；烟道两侧温差加大(泄漏侧温度低)、空气预热器热风温度低。

2.2 原因分析

管排间距调整不均匀，形成烟气走廊，走廊处烟气流速高，管子受冲刷严重造成爆管；管外壁磨损严重，省煤器管系在飞灰高速冲刷下减薄甚至磨透，造成爆管；爆管处水压大，温度高，如果发现爆管现象较晚，刺出的水流将会殃及周围管系。

2.3 处理及采取的措施

如果正常水位难以保持，则紧急停炉，查明原因并组织抢修。

1)省煤器管排施工前必须进行校管，保证单片省煤器尺寸在规范规定的范围内，保证省煤器管排间距均匀，在规范规定的范围内，省煤器防磨瓦正对烟气冲刷方向，且焊接牢固，自由膨胀，炉墙与管排间距均匀且距离符合图纸要求。2)对于靠近炉墙容易形成烟气走廊的边排管处可加弧形挡板，对于间隙不匀的中间管排可用耐热钢筋临时调整。由于烟气灰分高冲刷剧烈处，省煤器管排的第二层管子上加装防磨瓦。将第二层管子上加装了防磨瓦，效果非常明显。

3 尾部烟道灰分再燃烧

3.1 现象

1)锅炉运行中的现象：排烟温度不正常升高，水平烟道再燃时，烟气含氧量下降，主汽温度异常升高，竖井烟道再燃时，一、二次风温升高，省煤器出口水温升高，炉膛负压波动大；烟道不严密处冒烟火。2)锅炉停炉后出现的现象：后部竖井烟道温度异常升高(通过DCS系统在电脑显示屏上观察，锅炉发生这类事故时，温度达到800 ℃);外侧横梁受热不均发生严重变形，甚至呈暗红色。

3.2 原因分析

运行中风煤比严重失调，锅炉低负荷的状态下长时间运行，煤燃烧不充分，后部竖井烟道积灰严重，锅炉停炉后，引风机与送风机开启进行强制冷却时间过早(应控制在30 h以上)，将没充分燃烧的煤灰及火星吹至后部烟道，并聚集在一起，如果与大量含碳量高的飞灰接触时(飞灰聚集，一般是吹灰系统没有按规定投入所致)，达到燃烧条件便开始燃烧。空气预热器由于烟道再燃烧而熔化成铁水，直接造成停炉及巨大的经济损失。

3.3 应急及预防措施

1)锅炉在运行时，应对尾部烟道受热面吹灰，必要时降低负荷，若经处理无效，排烟温度升高达200 ℃时，应紧急停炉。2)锅炉在停炉状态，发现尾部烟道发生再燃烧时，立即将风机全停，密闭锅炉风烟系统，阻止燃烧，同时接0.3 MPa蒸汽熄火，保持锅炉连续进水，以防受热面高温熔化。3)锅炉在停炉时，炉膛未充分燃烧的煤必须使其燃烧完成，方可使用送、引风机降温；严禁在煤没有充分燃烧完的情况下使用送、引风机排粉、排灰、降温。虽然循环流化床锅炉非常适合我国现阶段对节能环保的要求，但还存在或出现不少的其他问题，这将是循环流化床锅炉研究的方向。主要涉及的方面如下：1)炉膛、分离器及返料装置及其之间的膨胀和密封问题。特别是锅炉经过一段时间运行后，有些部位密封焊接强度不够，或没按设计要求实施双面焊，加之锅炉频繁启停，导致一些部位出现颗粒向外泄漏现象，即漏灰严重。2)由于设计和施工不当导致的磨损问题。炉膛、分离器后部竖井烟道及返料装置，由于大量颗粒的循环流动，容易出现受热面的磨损和破坏问题。3)飞灰含碳量高的问题。如果锅炉燃烧系统设计不合理，或长期低负荷运行时，风煤比严重失调，加上比较难以燃烧的煤种，往往造成飞灰中含碳量较高，给烟道再燃烧留下隐患。4)浇筑料塌落现象严重。主要原因是锅炉长时间低负荷状态运行，压火和提火现象频繁，较短时间内温度变化幅度较大，频率较快，造成耐火材料热胀冷缩不均而松动脱落。

循环流化床锅炉毕竟发展历史较短，各方面的经验有待提高，相信经过我国各科研单位，制造厂家，施工单位的共同协作，充分发挥各自的优势互补，在不远的将来，一定能够解决好尚存或以后还会出现的问题。

Discussion on the common problems and defects cause prevention of circulating fluidized bed boiler

ZHANG Yu-zhen

(Datong Da’an Construction Installation Limited Liability Company, Datong 037000, China)

This paper discussed the main characteristics and operation principle of circulating fluidized bed boiler, described the common water wall tube explosion, economizer leakage and tube explosion, tail flue ash reburning and other images in boiler running process, and made causes analysis, researched the prevention and control measures of all kinds of problems, had important significance for the popularization and application of circulating fluidized bed boiler.

circulating fluidized bed boiler, phenomenon, reason, tube explosion, operation

1009-6825(2014)31-0140-02

2014-08-28

张玉珍(1969- )，男，工程师

TU761.2

A