循环流化床锅炉预防结焦措施探讨

循环流化床锅炉预防结焦措施探讨

应文宝

韶关市坪石发电厂有限公司 B厂

摘要：近年来，随着国民经济飞速发展，电力负荷屡创新高，加之电力体制改革的逐步深化、环保政策日益趋严以及国家能源结构的持续调整，循环流化床锅炉依靠对煤种适应性广的优势，在国内外得到了长足发展，在火力发电企业里的比重也得到了快速提升，但是单机在往大容量机组发展过程中也出现了一些技术难题，譬如对电网负荷变化适应性较差而产生电量考核；机组启停和异常运行过程中因超温容易出现炉内不同程度的结焦，从而引起锅炉排渣困难，甚至导致机组非计划停运；返料器因浇注料脱落容易烧红而出现火灾隐患甚至机组非停等等，这些问题已严重威胁到循环流化床机组安全、环保、经济运行，需要及时给予解决，以便更好地适应国家电力事业的飞速发展。本文旨在通过对某电厂300MW循环流化床锅炉运行中典型结焦案例进行分析总结，从运行的角度给各类大型循环流化床锅炉提供一些关于机组启停及异常运行过程中预防炉内结焦的处理措施。

关键词：循环流化床锅炉 预防 结焦

一、锅炉设备简介

某电厂两台300MW机组锅炉型号为DG1025/17.45-II，是东方锅炉集团制造的亚临界、自然循环、单汽包、单炉膛、一次中间再热、汽冷式旋风分离器固态排渣循环流化床锅炉，锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，三台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井烟道三部分组成。

（一）燃料特性

二、事件经过

2019年7月20日19:00，1号机组负荷180MW,AGC方式运行，8台给煤机总给煤量81t/h，炉膛平均床温931℃，最高点床温986.8℃，一次流化风量320KNm³/h，总风量558KNm³/h，主汽压力13.55MPa，床压6.9KPa，A冷渣器运行，锅炉燃烧稳定，但平均床温较高；由于近期雨水偏多，入炉煤较湿，各条落煤管均有不同程度的挂壁现象，此时生产部门正组织人员轮流敲打各给煤机落煤管，期间有堆积的少量煤块进入炉膛；运行人员监盘在抄表时发现平均床温较高，采取减煤降负荷。随后主汽压力下降，给煤量自动增加，床温进一步升高。19:30分平均床温升高至973℃，最高点床温1017℃，并有上涨趋势，立即将煤量减少3t，同时将一次风量提高到340KNm³/h，床温仍然在升高，但升温趋势变缓。运行人员试投电除尘A、B套返灰系统效果不明显。19:38 AGC来指令加负荷至190MW，给煤量自动增加至91t/h，床温增长速率加快，运行人员再次提高一次风量冷却床料。19:40平均床温升高至1000℃，机组退出AGC方式运行，降低给煤量至63t/h，并由值长向中调申请机组降负荷运行。19:47炉膛差压降至0，回料阀料位降至0，返灰无法建立，床压上升到11.28KPa后无波动，到就地看火孔检查，发现炉内有焦块。20:30机组负荷降至140MW，试运高压油泵、交流油泵、直流油泵、顶轴油泵及盘车，电泵暖泵，继续降负荷至120MW。21:40负荷125MW，启动电泵，切除B汽泵运行，进行空预器吹灰。22:40值长向中调申请机组故障停机获批准，22:50负荷降至0MW，发变组与系统解列。

3. 检查处理情况

次日，打开A侧、B侧炉膛人孔门，发现炉内大量结焦，炉膛两侧结焦厚度在1.2米左右，炉膛中部结焦较少。

打开A、B、C回料阀人孔门，发现有B回料阀有结焦；打开A、B、C旋风分离器进口人孔门、尾部烟道人孔门检查，未发现异常；第三日下午炉膛床温测点显示温度在60℃以下，组织人员进行炉内清焦工作。

3. 原因分析

1.较长一段时间入厂煤水份大且非常湿粘，八个落煤管频繁堵煤，各给煤口间断进煤，造成炉膛内温度不平稳，时高时低。落煤管堵煤烧红时，燃煤在落煤管内自燃形成大块和焦状物，经多天敲打后，焦块持续进入炉膛，从个别点位流化不良，直至造成较大面积流化恶化，因局部流化不良而出现颗粒间燃烧时不能正常散热，超过灰熔点而造成结焦。在炉膛已明显出现结焦现象时，未及时停机，在炉膛两侧流化状况极差的情况下，中部出现流化过强，部分未燃烬的煤颗粒被带入B返料器，较大颗粒在返料器内在流化不良的状态下燃烧，造成返料器结焦。

2.期间燃用煤种灰分含量低，而煤场无可掺配的较高灰分煤种；入炉煤灰分低，燃烬时细灰多，易被携带至尾部烟道，返料器物料循环量少，炉内外循环系统灰量不足，炉膛底部的热量不能有效的带入炉膛稀相区，床温不易控制，造成煤在炉膛底部燃烧使床温升高而容易结焦。

3.运行人员应变能力不足，当出现平均床温升高苗头时，运行人员处置不够果断，未及时采取增大一次风量、投入返灰等措施阻止床温继续升高。且发生运行参数异常时，未及时汇报运行部、生技部相关技术人员指导燃烧调整。

3. 防范措施

1. 加强入厂煤源头管理和煤场管理，确保干煤入炉。在汛期，要结合燃料采购成本和煤源供应渠道，充分考虑来煤必须能够保障机组安全稳定运行这个基本前提，在雨季来临前，必须采购或紧急采购足量的干煤入厂，进行掺配掺烧，减轻机组落煤管大量粘堵的巨大风险，后续燃料供应部也要最大限度的保证干煤进厂，避免给机组安全稳定运行带来严重威胁。

2. 改变煤种单一的状况，拓宽煤源，增加入厂煤种，需要采购少量高灰分的煤种，比如无烟煤，使掺配手段更加灵活。

3. 增加煤场的存煤量，加强煤场存煤管理，尽最大可能进行湿煤晾晒，增加来煤自然干燥的时间，减少入炉煤水份，减轻落煤管粘堵的机率。

4. 运行人员加强对运行规程、事故处置、应急预案的学习、考试；加强技术培训，特别是在入炉煤特性发生较大变化时，必须有针对性对运行人员进行操作方式、方法的培训，针对不同煤种做好燃烧调整。

5. 根据制定的预防结焦措施，密切关注床温变化，特别是较高负荷时严密监视床温的变化趋势，当床温较高时，采用增大一次风量、投用返灰装置、暂缓加负荷等技术措施降低床温；定期增加一次风量，对锅炉床料进行脉动，消除床料流化不良以致结焦的潜在危险，必要时向中调申请暂缓加负荷或者负荷限高；当出现明显结焦现象时，应及时申请停机处理，防止结焦情况扩大。

综合循环流化床锅炉多年运行经验，为有效控制锅炉受热面结焦现象的出现，在日常工作中要做到以下几点：一是要改善运行设备健康水平。运行设备好坏直接影响流化床锅炉的正常运行,锅炉耐火材料脱落或炉膛内有异物,破坏高温返料器工作和床料流化情况,风帽损坏较多、风帽局部堵塞、风帽漏灰渣、风室内有大量灰渣、布风板烧坏变形漏风、床温测点失准未及时修复、热工控制系统不完备,测点指示不准,都是造成结焦的重要原因。因此要利用锅炉检修时间,对炉内的耐火材料、风帽、热工设备等进行全面检修和修补；恢复返料器观察孔及放灰装置。二是要改善燃煤的焦结特性。做好入炉煤的掺配,煤种有变化时，燃运应及时和运行沟通，便于运行及时了解煤种特性，及时做出相应调整。运行中应做到煤种科学搭配,搭配均匀,改善燃煤的焦结特性,能更好的改善锅炉的经济运行和预防循环流化床锅炉结焦。三是要确保燃料系统正常运行,给煤粒度符合设计0-8mm要求,随时查看入炉煤粒情况并加强与燃料分场联系调整。四是要保证良好的流化工况,防止床料沉积。在正常运行中防止流化风量过低（不能低于每次冷态试验时的最低流化风量）、床压过高或过低造成流化不均。五是要在正常运行中,应保持合适的风煤配比，避免给煤过多过快未及时加大一、二次风量,风、煤比例失调。认真监盘、精细调整，避免因操作不当造成床料超温,放渣过多、少，造成料层太薄、太厚,引起床温大幅波动,返料器回送装置返料不正常或堵塞。 六是要严格控制料层差压,均匀排渣，认真巡回检查。在检查中发现排出的炉渣有大的渣块时应及时汇报、确认实际情况。认真监测床底部和床中部温差,如果温差超出正常范围,说明流化不正常,下部有沉积或结渣,此时可开大一次风增大流化风量,加强排渣置换床料，如不能清除,应申请停炉检修。七是严格控制返料器入口静压、料位和返料器温度,随时调节高压流化风机的压力和风量,确保返料器工作正常。八是调整负荷运行时,严格控制床温在允许范围内,做到升负荷先加风后加煤,降负荷先减煤后减风,燃烧调节要做到“少量多次”的勤调节手段,避免床温大起大落。在运行中若单点温度超过规程要求，床温变化率有大幅上升的情况应采用迅速降低给煤量、降低负荷、蓄高床压、加大一次流化风量、下二次风量的办法进行控制，若仍不能得到控制应及时汇报停炉处理。

参考文献：

[1]黄焕标.《#4、5CFB机组锅炉运行规程》.韶关市坪石发电厂有限公司（B）厂.2016年6月第三版.

[2]黄永.《300MW机组集控运行规程》.韶关市坪石发电厂有限公司（B）厂.2019年6月第一版.

作者 应文宝 韶关市坪石发电厂有限公司（B厂） 广东韶关 512229