电厂循环流化床锅炉运行及事故处理探讨

电厂循环流化床锅炉运行及事故处理探讨

黄智超  ,邱凯

临沂市阳光热力有限公司  山东临沂   276000

摘要：循环流化床锅炉运行事故的发生主要表现在锅炉部分或者全部损害导致运行异常，所带开的直接结果是锅炉整套设备停止运行或者供气量的减少等等，锅炉运行事故带来的危害性要远大于设备故障的危害性，对电厂人员安全及经济效益构成极大威胁。本文首先分析电厂循环流化床锅炉运行中存在的问题，针对问题阐述具体的解决对策，并针对锅炉运行事故的发生提出几点相应的应对措施以供参考。

关键词：电厂；循环流化床；锅炉运行；事故处理

电厂循环流化床锅炉运行事故的处理原则是针对事故问题及其风险，消除事故根源，限制安全事故危害性的蔓延，最大限度保证锅炉设备运行的安全稳定性。通过对锅炉运行事故问题进行分析研究，采取针对性措施，在保证人员安全且设备不受到损害的情况下维持锅炉机组的正常运行。

1. 电厂循环流化床锅炉运行常见问题及对策
   1. 水冷壁管磨损

水冷壁管磨损是锅炉受热面磨损的一个常见问题，发生磨损故障主要表现为锅炉炉壁内水冷壁管与耐磨材料、返料口上部位置以及烟气出口转弯处产生摩擦磨损。当大量烟气或固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行反复冲刷时造成水冷壁管对应位置磨损，同时大量的固体颗粒沿着炉膛四壁回落，水冷壁管受到强烈冲刷。通过进一步的分析可以发现，烟气的流苏以及烟气固体颗粒的浓度、燃料自身性质及其装置安装质量、耐磨材料等是水冷壁管磨损故障的主要影响因素。

针对这一故障问题应当采用让管技术对烟气颗粒的运行进行优化调整。其中对于以往水冷壁管和耐磨材料均为直线安装的情况需要作出调整，通过设置一定弯度的方式来改善烟气颗粒对水冷壁管及耐磨材料的冲刷力度，对壁管进行检修改造。同时对裸露在密疏区埋管以上位置的水冷壁管要对其进行热喷涂，并在保证锅炉热量吸收正常的条件下对水冷壁管作埋管处理。

1.2过热器、旋风分离器磨损

循环流化床锅炉内屏式过热器、再热器以及旋风分离器过热器产生的磨损故障现象主要表现在过热器的磨损机理同水冷壁管较为相似，这与锅炉受热面的结构以及固体物料的流动性有很大关联。当屏式过热器受热面穿墙管不断膨胀受到阻碍时会产生热应力，从而造成受热面馆屏变形，此时耐磨材料会不断地大量脱落。同时由于温度的循环波动、热冲击或者机械应力对耐磨材料造成大强度冲刷，从而导致材料受损脱落。另外由于烟气流速控制上的不合理而导致过大的风量对耐磨材料产生多次强烈冲刷和切削，进而导致过热器、分离器受热面受损[1]。

针对这一问题需要重点解决分离器风量问题，通过优化调整分离器风量来提高分离效率。同时可采取降低锅炉负荷的手段，对锅炉尾部烟道处进行吹灰处理，进而优化分离器风量，适当提高二次风量。这种降低分离器物料比例且增加分离器内循环时间数量的方式能够有效改善分离器磨损问题。

1.3水冷风室漏渣问题

当锅炉运行过程中水冷布风板板面出现漏渣现象，且脱落下来的渣堆积在一起堵塞整个风帽，对床料的流化状态产生严重影响，导致水冷风室被堵塞，此时水冷风室压力出现异常升高的情况。究其原因，一方面与床料的燃烧情况及流化的均匀性、水冷布风板的阻力大小有较大关联；另一方面当风帽出口流速不均匀或流速大小异常、床层压力过大时也会导致出现漏渣现象。

针对这一问题需要着重控制好一次风流量和临界流化风量，确保一次风流量大于临界流化风量，保证风帽的完好无损。同时尽可能保证J型回料器有连续均匀的回料，可适当提高临界流化风量，避免床层压力过大。

1.4部件膨胀不均匀

在锅炉运行中，包括返料器与炉膛接口位置、给煤机与石灰石管道炉膛口位置，以及所有一二次风进炉膛管道、出风口处都容易出现受热膨胀不均匀现象。当部件膨胀不均匀会导致部件直接变形，如屏式受热面在变形之前属于垂直作业状态，而变形之后则会产生倾斜或弯曲现象。发生部件膨胀不均匀问题的主要原因在于膨胀系数发生变化，当相互连接的部件处于启动或停止过程中膨胀系数发生变化后会产生较大热应力，从而导致出现膨胀不均匀、变形问题。同时当耐火材料与保温材料以及金属管道间的膨胀系数产生较大差距时同样会出现膨胀不均匀现象[2]。

针对这一问题需要在锅炉启动或停止过程中严格控制床温及气温变化率，并在设计安装阶段保证膨胀补偿器方向设计的合理性，避免向倾斜方向安装。同时考虑到耐火材料与保温材料、金属管道间的膨胀系数差距过大问题需要尽可能减小材料的厚度，在安装炉膛内屏式受热面时需要保证上部出口联箱应用有一定的可活动余地。另外采用汽水分离器，并将其整体悬吊，能够有效改善部件膨胀问题。

2. 电厂循环流化床锅炉运行事故及应对措施
   1. 循环流化床燃烧熄火事故

发生燃烧熄火事故的主要原因在于断煤，通常煤粉悬浮物燃烧更容易出现熄火事故，一旦停止给粉则会增加熄火风险。流化床锅炉燃烧通常介于层燃和煤粉燃烧之间，当短时间断煤时，锅炉床料内的可燃物质最多能够维持3到5分钟时间的燃烧状态。当出现断煤问题时主要是由于煤的水分超过8%或煤料不足，煤在煤仓内出现搭桥或堵塞、不下煤现象，而工作人员未能及时发现并消除这种隐患，因而导致断煤。为此需要着重控制煤的水分含量，需要保证低于8%，并要求工作人员加强煤在煤仓内变化过程的监视，通过以设计安装断煤警报器或语音提示等方式来提醒工作人员及时添煤或解决问题。

2.2循环流化床燃烧爆炸事故

通常在锅炉点火启动、实际燃烧操作及其调整过程中容易发生燃烧爆炸事故，而在运行过程中发生燃烧爆炸的风险相对较小。发生燃烧爆炸需要充分满足四个要素，包括大量的可燃气体，如一氧化碳，同时要有氧气作为可燃物条件，在明火和密集、流通条件不好的环境下则会发生燃烧爆炸事故。其中在调整燃烧运行操作过程中由于操作失误导致的大量燃料进入到燃烧室，经过燃烧产生大量可燃气体，与空气中的氧气产生化学反应达到一定的爆炸比，此时会立即发生爆炸[3]。

针对燃烧爆炸事故的预防控制首先需要从燃烧爆炸的四要素出发，要求锅炉工作人员了解并熟知燃烧爆炸的四要素。同时燃烧室部门需要设计安装防爆门，最大限度降低燃烧爆炸对设备产生的危害性，在风室也应当设置安装防爆门。另外需要对锅炉的点火启动操作流程进行全面检查并加以优化，针对操作流程中可能存在的安全风险制定相应的防爆措施，确保操作人员严格按照规章制度和操作流程来执行操作。

2.3床料结渣事故

通过对床料结渣事故产生的原因进行分析可以发现，床料结渣主要包括低温结渣和高温结渣两种，其核心原因在于实际操作温度与灰渣的熔点不相符，当操作温度超过灰渣熔点时则会出现结渣现象。当床温度较低且流化不好时，燃料燃烧释放的热量无法被烟气带着受热面完成吸收，造成热量集中堆积，此时床料温度超过灰渣熔点，出现灰渣结块现象。而高温结渣的特点是全床实现完全流化且全床燃烧温度超过灰渣熔点出现熔融结块现象。对此，需要将中小型流化床锅炉炉门打开并扒出渣快，重新启动锅炉。对于渣快全面盖满全床的现象需要立即停炉。另外对于高温结渣现象可开启风机将炉子吹灭，进行清渣。

结语

电厂循环流化床锅炉运行存在较大的安全风险，一旦发生事故问题则会产生较大的危害。本文着重从流化床锅炉运行常见故障与事故两个方向分析了具体分析，并提出相应的应对措施以供参考。

参考文献：

[1] 王长虹. 浅谈电厂循环流化床锅炉运行及事故处理[J]. 科学与财富,2020(2):348.

[2] 王建平. 循环流化床锅炉结焦原因及防治方法研究[J]. 能源科技,2020,18(5):54-57.

[3] 索涛. 循环流化床锅炉爆管原因分析及解决措施[J]. 百科论坛电子杂志,2021(7):2817.