火电厂循环流化床锅炉的常见故障与预防对策探讨

徐国明

（广东粤电云河发电有限公司，广东 云浮 527300）

火电厂循环流化床锅炉的常见故障与预防对策探讨

徐国明

（广东粤电云河发电有限公司，广东 云浮 527300）

近年来，循环流化床锅炉作为一种新型的洁净煤燃烧设备逐渐被大众所认识。文章针对循环流化床锅炉在运行过程中常出现的故障进行介绍，并分析具体原因，从不同的角度提出预防对策，具有一定的借鉴意义。

火电厂；循环流化床锅炉；常见故障；预防对策；洁净煤燃烧设备

目前，我国在世界使用循环流化床锅炉（CFB）的排名是比较靠前的，据统计，已经运行的各类循环流化床锅炉就有2000多台，其中大型循环流化床锅炉有200多台。在科学技术不断发展的今天，循环流化床锅炉的性能越来越好，燃烧效率高、造价成本低、负荷调节能力强、燃料适用范围广、污染物排放少等优势备受各工业企业的青睐，这给企业带来了可观的经济收入，但由于循环流化床锅炉在设计和运行方面还存在着先天不足，使其在运行过程中会较多的出现磨损、结焦，点火效率以及旋风分离器分离效率低的问题。文章将重点分析以上原因并提出相应的解决措施，以提高循环流化床锅炉稳定运行的水平。

1 循环流化床锅炉概述

近年来，循环流化床锅炉（CFB）作为一种新型的洁净煤燃烧设备逐渐被大众所熟知，高效能和低污染的特点让其在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理等领域得到了广泛应用。循环流化床锅炉包括两大部分：一是由炉膛、气固物料分离设备、固体物料再循环设备和外置热交换器的固体物料循环回路组成；二是由内部过热器、再热器、省煤器、空气预热器的对流烟道组成。循环流化床锅炉采用低温燃烧技术，是利用高速度、高浓度和高流量的固体物料流态化循环和高强度热量、质量、动量的传递相结合来运作的，因此在运行过程中具有燃料适应性广泛、燃烧效率高、可高效脱硫、氮氧化物排放污染量低、燃烧强度高、炉膛截面积小等优势，而且相对于常规的锅炉来说，这种循环式燃烧在原有的基础上还可以具备环保这一优势，这奠定了其在发电领域的重要地位。

2 使用循环流化床锅炉的常见故障以及影响因素

随着循环流化床锅炉的普遍使用，因受到设计理念、环境等因素的影响，也逐渐暴露出了一些常规故障问题，出于安全与经济性的考虑，我们有必要查出原因并通过不断钻研探索，针对性地提出预防措施，进而保证锅炉的安全和稳定运行，以实现企业经济效益的最大化。

2.1 磨损及影响因素

在循环流化床锅炉运行时，会常规性地进行高速度、高浓度和高流量的固体物料流态化循环工作，在这个过程中，高速度的固体物料会持续撞击循环流化床锅炉，致使里面的金属部件在高热量环境变化下加速磨损；另外，安装及检修质量也会导致磨损现象的出现，研究表明，循环流化床锅炉出现故障大多数与烟气流速、烟气颗粒浓度、燃料性质等有关系，速度越高的烟气流，锅炉受损的程度越高，固体燃料颗粒的硬度越大、灰分越高，产生的磨损程度就越高，而且风量（一次风量、二次风量）的大小也会影响到水冷壁的磨损；再者，没有经过严格规定的安装及检修操作也会影响锅炉的磨损，例如多次焊接导致的管屏壁凸起，会加大颗粒涡流，会进一步加剧锅炉的磨损。

2.2 结焦及影响因素

一般循环流化床锅炉运行时都会出现结焦现象，尤其是在高温分离器物料循环系统中，结焦所产生的大量残渣会堵塞流通回路，此外，当循环流化床锅炉出现结焦时，由于增加了锅炉阻力，燃料的燃烧和传热都会受到不利影响，造成对锅炉安全运行的极大威胁。通过实例研究得知锅炉结焦的原因有：（1）在点火阶段，使用无烟煤、煤矸石等不易燃烧燃料，燃煤粒与通风量配比不当时就会产生燃烧时间过长，油渣不能完全燃烧，产生渣块，附在锅炉表面；（2）在锅炉的物料循环系统中，由于某种原因出现漏风，较多的外部空气混入旋风筒中，床料中的可燃物得到足够的氧气而燃烧，此时床料内由于局部温度过高而燃烧结焦，此外由于循环灰较少，在物料循环系统中不能快速移动以及来自燃烧室的煤粒会进入到返料中，从而产生结焦现象；（3）在循环流化床锅炉运行时由于返料器阻塞，返料器突然停止工作并得不到及时处理时，导致床料温度不均匀、控制不妥当造成结焦。

2.3 点火故障及影响因素

在火电厂中，循环流化床锅炉启动时经常出现点火故障，这是由于加热升温时间过长，温度不均匀等导致；另外，在布风方面导致床温下降，底料局部被吹穿形成结焦，无法进行顺利点火；再者，受堵灰和断煤等因素影响，导致灭火故障。

2.4 旋风分离器分离效率低及影响因素

在循环流化床锅炉的运行过程中，旋风分离器效率受入口颗粒以及浓度、入口气体速度、入口温度等因素影响较大，尤其是小型循环灰，由于量少，床料流化速度降低，效率变低；另外，分离器密封不严实时，会形成二次携带；再者，分离器由于磨损严重，进行检修时形状会有所改变，这些都会带来分离器分离效率低的不利后果。

3 循环流化床锅炉的常见故障以及解决措施

3.1 磨损问题的解决措施

磨损会阻碍循环流化床锅炉的正常运行，为预防磨损，使循环流化床锅炉性能得到充分的发挥提供基础，可采取以下措施来减少甚至是避免磨损：（1）在循环流化床锅炉运行过程中，烟气的流速应当适当降低，在保证正常运行的基础上采取尽可能小的流速；（2）注重对煤质量的管理，在选择固体燃料时，尽可能选择粒径较为均匀的固体燃烧物料，尽可能地选择二级破碎系统，以确保颗粒的均匀性，使其能充分得到燃烧；（3）循环流化床锅炉应当进行定期质量维修，发现有磨损的地方及时维修更换；（4）严格控制金属锚固件的焊接、浇注振捣、浇注模装设以及脱模等工艺流程，确保金属锚的耐磨性；（5）对耐火材料的升温曲线进行严格控制。

3.2 结焦问题的解决措施

为了能更好地预防循环流化床锅炉的结焦问题，可以采取以下的措施：（1）可以适当提高一次风速，使燃烧器周围的结渣得到缓解，从而增加燃烧器和着火点的距离，使火焰温度堆集到炉膛中点，起到防止喷口周围出现结渣现象；（2）床温温升率。在点火时，温度和进风量要控制在合理范围内（火焰温度一般在1400℃～1600℃之间，风量视情况而定），要确保火焰处于正中心位置，燃料得到充分的燃烧；（3）要定期对循环流化床锅炉进行定期检修，如若发现漏风情况要及时更新处理；（4）对结焦高发生率的地方进行高度控制，确保这些地方的流化得到良好运行，保证温度均衡、颗粒均匀，避免局部温度过高；（5）高度关注高温旋风分离器的温度控制，一旦发生超温现象，应及时调节风量和煤量的比例，实行床温参数的控制。

3.3 点火故障问题的解决措施

在循环流化床锅炉运行中，为保证可以正常点火，应当按以下步骤来进行操作：（1）保证底料颗粒的大小均匀度，一般以0～13mm为标准，厚度以400±50mm为标准同时选用发热量高的烟煤进行燃烧，杜绝煤渣、煤矸石等；（2）控制好底料的热值，一般在2093～4186kJ/ kg之间，因为热值过高，温度短时间内迅速升高，难以控制容易出现结焦，而热值过低则会增加床温的升温难度；（3）确保最佳的临界流化风量，可以有效防止结焦现象的发生，可以顺利进行正常燃烧运行。

3.4 旋风分离器分离效率低的解决措施

在循环流化床锅炉运行中，可以通过以下做法提升分离器的分离效率，进一步提升循环流化床锅炉的运行效率。（1）应当做好分离器内壁的防磨材料的检修工作，一旦发生磨损情况，及时更新处理，尤其是分离器漏风、窜气现象的检查，应及时检查，避免事故的发生；（2）应高度重视燃煤的流化风量和粒径的控制，当检查到回料出现问题时应当适当进行调整，确保燃煤粒径和流化风量相平衡，使其处于正常范围内，在此基础上不断总结以往的实践经验，分析和总结分离器风量的最优化比例参数；（3）做好燃煤颗粒的大小控制，灵活处理大、中、小的比例控制，另外可以通过提高烟气的流速，以提升分离器的工作效率或者是通过提高料层压差增加床料的厚度以此再增加返料的分量，来提高锅炉的效率。

4 结语

综上所述，循环流化床锅炉的主要优势体现在它的适应性广泛、炉膛截面积小、燃烧效率高、燃烧强度高和污染排放物低等方面，因此被广泛运用于在国内、国际上的较多商业领域当中，在循环流化床锅炉运行的过程中，由于各方面因素，会出现磨损、结焦以及旋风分离器分离效率低的问题，如若不能及时处理这些问题，循环流化床锅炉就无法正常运转，带来经济损失。文章主要针对分析磨损、结焦以及旋风分离器分离效率等的主要影响原因，并相应地提出解决方案，以期为循环流化床锅炉的进一步发展提供实践经验。

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（责任编辑：王 波）

TK229

1009-2374（2017）12-0142-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.073

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