循环流化床锅炉结焦原因分析及措施

李学民

山西京能吕临发电有限公司 山西吕梁市临县 033200

循环流化床锅炉是现如今清洁高效的燃烧工艺，其发展至今已较为成熟，但在实践中，循环流化床锅炉的结焦问题一直以来是大家特别关注的重点。循环流化床具备较好的燃料适应性、较高的燃烧效率、较低的废气排放、比较大的负荷调节范围和对灰渣的综合利用。近二十年以来，国内循环流化床锅炉的总量和总的蒸发总量居世界首位。随着循环流化床锅炉的迅速发展，在设计、制造、安装、调试、运行等方面积累了大量经验，但也出现了不少问题，尤其是循环流化床锅炉发生结焦事故。

循环流化床锅炉；结焦原因分析；措施

引言

在现代工业生产中，循环流化床锅炉具有十分重要的作用，不但能够实现清洁型燃烧，并且较比其他锅炉具有更高的燃烧效率。但是在实际使用过程中，存在的结焦现象一直是困扰相关工作人员的关键问题。因此，为了保证循环流化床锅炉运行的安全稳定，提高其运行产生的经济效益，有必要对循环流化床锅炉的结焦情况进行科学合理的分析，并采取有效的预防措施进行处理，从而避免循环流化床锅炉结焦现象的发生。

1 锅炉运行中结焦原因分析

1.1 煤的粒径的影响

由于煤的粒径的影响，并没有满足循环流化床锅炉的入炉必要条件，并且循环流化床锅炉对煤的粒径有很高的标准，所以，当煤的粒径不符合标准时，可能会对锅炉的安全性和经济运行造成非常大的不良影响。煤的颗粒变粗，床层厚度增加，风阻增大。由于在运行过程时，要频繁的排渣，就会造成床层较薄，致使炉膛内的热气迅速升高，造成炉膛结焦。由于煤的粒径细小，会让飞灰可燃物增多，提升炉内温度，让引风机的出力增加。我们国家循环流化床锅炉运行的燃煤粒径由粗到细再到粗细适度。这一全过程，一直以来伴随着锅炉的结焦。按照各种不同的结构特征，采用循环流化床入炉煤的设计粒径区间为0~13mm，超出20mm的非常少，通常情况下都视结构特征而定。循环流化床锅炉在运行全过程中，因为破碎设备的失效，造成其入炉粒径很难获得合理有效的把控。所以，煤的粒径对锅炉的影响也是偶然的。

1.2 锅炉运行时运行人员的操作水平的影响

由于运行人员的操作水平也是造成循环流化床锅炉结焦的一个重要因素。熟练的运行人员和不熟练的运行人员的操作能力是天壤之别。由于操作不当，造成锅炉烧焦的事故时有发生。在运行中，由于进煤量过大，所以在排渣时，料层的厚度无法保持良好，过厚或过薄。此外，炉膛中风和煤的比例不合理，造成床层中煤量偏高，床内温度急剧上升，使燃烧气氛在某种程度上趋向于还原性气氛，使煤的灰粒易于发生熔化、软化状态，造成结焦。

1.3 锅炉辅助设备故障的影响

辅助设备在锅炉的生产、操作中起着至关重要的作用。锅炉辅助设备的使用状况，有时会影响到锅炉的正常工作，严重时会导致结焦停炉。第一，破碎设备的作用。因破碎设备没有达到额定功率，产生燃煤粒径分布不均匀，引起落煤时落煤管、螺旋给煤机搭桥，引起进煤量忽高忽低，进而影响到运行人员的作业，产生锅炉结焦。第二，热工仪表的精确度对其影响。热工仪表对锅炉结焦的影响是很普遍的，主要是有热电偶，压力变送器和变频器的影响。热电偶的主要是作用是在点火时，用以测量炉温的热电偶，但在运行一段时间后，随着磨损等关键因素，没能及早的调整和更换，导致点火时炉温无法准确的反映，造成运行人员提早或推迟加煤，引起锅炉结焦。压力变送器的主要功能是对床压进行检测，在进行冷态试验时，往往能找到临界风量，从而使运行人员在操作中作出准确的判断。不过，因为压力变送器的不准确性，造成运行人员在配风时不能进行适度的把控，造成了床层被吹穿，或是床层沸腾效果不太好，进而造成了锅炉的结焦。在锅炉运行的过程中，时常会出现变频器的不良影响。实际上，这样的情况极少出现，是由于在更换煤的种类后，螺杆给煤机未及时标定，造成给煤量不准确，造成锅炉结焦。

1.4 锅炉附件对锅炉结焦的影响

由于旋风分离器的效率下降，造成了锅炉的结焦，因此，在停炉后，需要对其进行彻底的清洗和维修，否则的话，就会产生堵塞现象，从而造成炉膛内的结焦。虽然这样的情况在实际的生产中并不常见，不过相对于运行人员而言依然是很有必要的。锅炉返料设施的影响。根本原因有：一方面是返料器阻塞，造成返料出现异常，引起锅炉结焦。另一方面是由于返料风未开启或未开启到位，造成返料量不足，造成运行人员操作失误，造成锅炉结焦。锅炉布风设备对锅炉结焦的影响，主要是有以下两方面，一是停炉后，风帽没有清理干净，导致布风效果不好，影响锅炉炉床沸腾效果不好导致锅炉结焦。二是由于锅炉运行停炉后，清理时没有仔细，有些风帽脱落或者有些风帽已经损坏，没有及时更换导致锅炉结焦。

2 结焦的预防措施

在锅炉的测试阶段，应认真地查验一次风室、风帽等，有效确保其布置科学合理，风帽无堵塞。并对其进行了高质量的冷态通风及动力场试验，对不一样的底料厚度下的临界流化风量和料层差压展开动态测量，并对布风板的分布情况进行动态监测，进而确定科学合理的料层压差区间，确保了锅炉在运行中的流化效果。锅炉在运行时，应按冷态下测量的各层厚度的风量参数，调整一次风量，以确保一次风量超过临界流化风量，进而实现床料充分流化的最终目的。

在运行前，要认真地检测和清理喷油枪部件，保证油枪在常规的雾化状态下进行燃烧。在正常运行中，喷油器的喷射质量不佳，务必对喷油器托盘采取清洁工作。与此同时，要在标准规定的温度范围内对预热室工作温度采取适度的调控，以实现最大限度地提高油枪的工作效率，提高床温，降低结焦的几率。

在负荷调节过程中增加负荷时，首先要调整空气量，然后增加煤量。在减少负荷的同时，首先要减少调节煤炭的空气量。在实际操作过程中，应考虑材料层压力差的变化，并根据床料厚度和料层压力差的标准进行渣料处理，避免出现料层压力差过大或过小。同时，要合理地控制床层温度，使其温度保持低于1000℃。

为了更好地有效控制材料层的差压，通常情况下最好选择5至7KPa。工作人员可以使用锅炉低渣管进行底部放空，这样他们就可以起到有效的调节作用。而且，如果材料层压差异常，超过了标准规定，那便是锅炉的流化异常情况，有很大可能会形成渣子。根据这样的方式，可以使气流在很短的时间内变得更大，把渣子吹走。若有不能清点的情况，应该马上终止作业，并做好相对应的检测。

在循环流化床锅炉的压火操作过程中，应先关停返料阀和二次风机，终止给煤机的运行，在料层温度不超过50℃时，将一次风机、引风机关停，再关闭送风门，将料层与空气隔离。该过程应该确保快速的进行，以取得最佳的结果。

循环流化床锅炉点火的运行过程中，当流化床温度超过450℃时，可以添加少量的煤炭，以提升流化床的温度。投煤不可以太快，不能太猛，要小而不能连续投煤。如果在加煤时添加了过多的燃煤，使其不能完全燃烧，那么床料中的碳含量就会迅速升高，这时若增加空气流量，引起炉膛内的煤炭剧烈燃烧，那么流化床的温度就会迅速升高，甚至会超出灰软化的要求，造成循环流化床锅炉的超温结焦。根据以往的经验，如果底料在点火投煤时出现局部发光，或突然升温，则基本可以判断出底料有烧焦的可能，这时应迅速降低投煤量，再加大空气流量，避免底料结焦。

在启动阶段，应尽量加速，以缩短油煤混合燃烧的时间。在循环流化床锅炉点火过程中，在流化床温度达到投煤要求后，应及时投煤，以维持锅炉的正常运行。在锅炉稳定燃烧后，进行断油。在出现意外情况时，应及时断油，以缩短煤粉混合燃烧的时间，避免出现结焦。

结束语

总之，目前循环流化床锅炉的技术应用情况良好，与我国的工业发展相匹配，对我国的经济发展起到了非常重要的作用。但是，从长期来看，循环流化床锅炉在实际使用中还存在着一些不足，经常会出现结焦问题。由于我国经济发展的需要和环保意识的增强，循环流化床技术仍有进一步的发展空间。有关技术人员应采取多种技术措施，以防止循环流化床锅炉的结焦现象，使其在今后更好地推动行业的可持续发展，推动人类社会的全面发展。

参考文献

[1] 袁野,郑妍,马凤明,池晓旭,时正海,孙献斌,高洪培,肖平.循环流化床垃圾炉积灰结焦机理及控制方法[J].洁净煤技术,2019,25(06):177-183.

[2] 郎丽萍.生物质循环流化床锅炉技术介绍[J].电站系统工程,2019,35(04):27-29.