循环流化床锅炉运行中结焦现象分析和处理

刘德

摘要：本文针对循环流化床锅炉在运行中多次出现结焦现象原因进行分析，并根据结焦产生各种原因提出了处理方法。

关键词：结焦原因;分类分析;处理方法

一、分析环硫化床锅炉设备在安装、调试与运行的过程中发生严重的结焦问题

经过分析总结多台循环硫化床锅炉设备在安装、调试与运行的过程中，发现其锅炉内存在比较严重的结焦问题，进而导致了炉膛中的流化燃烧损坏，从而导致锅炉无法正常使用。针对锅炉出现的结焦现象，我们对运行人员的操作技能和掌握设备性能知识情况进行了摸底，并对锅炉各设备的特点进行了具体分析，得出以下几点：

1、运行人员操作不当，引起了锅炉床温超温而产生结焦;

2、工作人员对于设备的操作规程以及性能没有完全的掌握，运行中也存在风量不足等问题，进而导致了物料不能及时的流化而出现堆积的问题，使得整个炉膛的温度发生变化，悬浮部分的燃料量不足，锅炉内部热平衡被打破，锅炉的性能也会受到影响。如果此时工作人员没有查明原因而盲目增加煤量，就会出现结焦的问题。

3、煤种的变化和破碎系统的选择。循环流化床的煤种发生变化，一旦出现挥发分比较低时，在炉膛的下部位置上就会产生的过多的热量，形成密相区之后温度超高而出现结焦的问题。解决办法就是将这部分的煤破碎的细一些，然后再进入炉膛时使其在悬浮区域燃烧。这就要求破碎系统能够适应煤种的变化，对出现燃料挥发份低时能破碎得细一些。

4、在锅炉点火的过程会出现低温结焦和高温结焦。

二、针对出现的结焦问题提出的解决方式

1、对运行人员加强操作培训，合理的控制床温在允许的范围内，在操作过程中运行风量不能低于最小流化风量，保持相应的稳定的料层厚度，燃料的粗细度根据煤种的变化控制在规定的范围内，风量和进煤量的配比视具体情况进行合理调节，确保炉膛内有一个均匀、平衡的温度场，尽量达到炉膛内热平衡和物料平衡的双平衡状态，就可以防止结焦现象的发生。为了给锅炉点火和热态运行提供操作和控制的依据，了解和掌握流化床的燃烧特性及安全稳定运行的保证，我们现场做了冷态通风试验和冷态空气动力特性试验。

1）冷态通风试验

（1）检查炉风烟系统保持较高的密封性，然后就是按照顺序开启引风机、一次风机、二次风机，并且根据需要来调整风机入口挡板门开度尺寸，提升炉膛压力到+1000Pa，确保不存在渗漏点。

（2）检测风量参数，在测量装置的位置上开启风管道以测量风量，保证锅炉可以正常使用，然后就是采用标准皮托管来进行每只风量测量装置工况标定试验。其具体的测试参数如下：

2）冷态空气动力特性试验

（1）布风板阻力特性试验

布风板阻力特性试验的过程中按照工艺要求顺序开启引风机、一次风机，然后就是打进水冷风室的一次风通道，然后就是关闭一、二次風道，根据需要来调整一次风机挡门开度尺寸，然后就是逐渐的降低风量，测量水冷室压力、燃烧室出口炉膛压力与一次风机风量。最终可以计算确定压差与一次风机出口风量，然后绘制阻力特性曲线图如下：

（2）布风板均匀性试验。

布风板根据需要在其表层中铺设一层400mm和500mm高度的料层结构，使用粒度为0～8mm的炉渣。然后开启引风机与一次风机装置，确保燃烧室内出口压力为—20Pa，根据需要逐步的增大风量，直到达到30000m3/h，料层会全部的流化，开启布风板人孔，然后检查其是否流化均匀，并且应用耙子来推动风帽。然后就是将布风板结构的人孔们开启，并且需要急停引风机与一次风机，关闭入口，并且需要检查床层表面的平整性。检查结果显示，床层表面平整度较高，此时也会反映出流化效果比较好。

（3）冷态临界流化风量试验

在经过了上述的均匀性的试验之后，可以适当的增大风量来检测冷风室的压力变化，同时也需要观察出口炉膛压力和一次总管风量参数，并且需要逐渐的降低风量以检测上述参数值。计算确定流化床阻力与一次风出口总管风量参数。使用流化床总阻力减布风板阻力就能计算出料层阻力参数，并且根据风量的增大上行与减小下行的具体数据绘制阻力与风量上行、下行之间存在的关系曲线，进而能够确定临界流化风量数据。此外，开启布风板的人孔，需要调整运行状况，然后就是观察各个层的流动情况，并且需要使用耙子推动风帽顶，要了解其内部阻力情况，并且需要检测出口炉膛压力、一次风机出口总管风量等参数，最终能够确定绝对临界流化风量参数为28000Nm3/h，料层阻力特性曲线如图：结合现场的具体观察与数据测量可以确定锅炉冷态临界流化量约为 2.5万Nm3/h。

流化床总阻力按公式ΔPT=Pfs-Prs计算，其中ΔPT为流化床总阻力，单位：kPa;Pfs为水冷风室风压，单位：kPa;Prs为锅炉燃烧室出口炉膛压力，单位kPa。

料层阻力按公式ΔPb=ΔPT-ΔPd计算，其中ΔPb为料层阻力，单位：kPa;ΔPT为流化床总阻力，单位：kPa;ΔPd为布风板阻力，单位为kPa。

2、对破碎系统中的破碎机进行改造，使其在具备调节功能，让运行人员根据不同挥发份的煤种对破碎机进行调节，使燃煤的颗粒度达到燃烧的条件。大多数厂家都是双上料系统，也可以在双上料系统上采用不同破碎粒度的破碎机。

3、点火阶段容易存在低温结焦与高温结焦的问题，此时应该在点火之前就要进行冷态试验，并且要严格控制点火温度，确保临界流化风量合理化，同时也需要严格按照施工流程来进行。

4、运行中的以下几种现象可以判断炉膛是否结焦：（1）风室内静压波动很大;（2）有明亮的火焰从床下窜上来;（3）密相区各点温差变化比较大等情况。

在锅炉操作和运行的各个阶段要严密监视炉膛内结焦情况，结焦要及时发现及时处理，不可使焦块扩大或全床结焦时再采取措施，否则，不但清焦困难，而且容易损坏设备。当发现结焦时，应立即用专用工具扒出然后再重新启动。（在锅炉运行层工具间应准备好专用工具和专用防护用品）

参考文献

[1] 余向阳.循环流化床锅炉结焦的原因分析及措施[J]. 新疆有色金属. 2013（S1）

[2] 张伟.锅炉结焦问题的分析及防控[J]. 节能与环保. 2013（11）

（作者单位：盐城发电有限公司）