热电厂循环流化床锅炉结焦问题分析语与预防处理.doc

热电厂循环流化床锅炉结焦问题分析语与预防处理摘要：作者就热电厂循环流化床锅炉出现的结焦问题，进行了原因分析，一是床料对结焦的影响，二是灰熔点对结焦的影响，三是燃料特性对结焦的影响，四是密相区的燃烧份额对结焦的影响，从而对结焦提出了十一种处理方法和预防措施，在实践应用中取得了良好的效果，为热电厂带来了经营效益，在同类型循环流化床锅炉运行中有很好的借鉴作用。关键词：循环流化床锅炉；结焦；流化；原因分析；措施CFB Boiler forms Burnt Analysis and PreventsSummary : The author analyse after carrying on the reason on the issue that knot that the circulation fluidized bed boiler of heat and power plant appears is burnt , first, the bed material , to forming the influence of the coke, second, the gray point is right to form burnt influence, third, fuel characteristic to form burnt influence, fourth , dense looks burning to form burnt influence share of district, thus to forming and proposing 11 kinds of treatment methods and precautionary measures burntly , have made the good result in practice is used, having brought benefit of managing to the heat and power plant, there is very good reference function in the fluidized bed boiler of circulation of the same type is operated.Keyword: Circulation fluidized bed boiler; Form burntly ; Flow and melt; Reason analysis; Measure.0 前言 韶钢热电厂循环流化床锅炉在运行的有一台120t/h的循环流化床锅炉，在建的有三台220t/h循环流化床锅炉，在运行中常发生结焦事故，预防结焦事故的发生是一个重要的课题，本文就循环流化床结焦问题提一些自己的看法。1 设备简介 韶钢热电厂一站有一台东方锅炉厂生产的120t/h次高温次高压循环流化床锅，2001年建成投产，锅炉为单锅筒自然循环、集中下降管、型布置并掺烧20高炉煤气的燃煤循环流化床锅炉，燃煤设计采用本地韶关劣质煤，物料分离采用绝热式高温旋风分离器，回料器采用“J”阀系统，锅炉点火采用床上焦炉煤气点火，设三支焦炉煤气点火枪，炉膛中部采用左右各四支对冲式高炉煤气烧嘴，锅炉减温系统采用除盐水喷水减温，锅炉炉膛为全膜式水冷壁悬吊结构。脱硫系统采用炉膛与煤混加石灰石的方式，锅炉排渣系统采用侧排式选择性冷渣器。锅炉设计主要参数： 序号 项 目 符号 单 位 100煤 80煤+20高炉煤气 1 额定蒸发量 D t/h 120 120 2 过热蒸汽出口温度 t 485 485 3 过热蒸汽出口压力 P MPa(表压) 5.3 5.3 4 给水温度 tw 150 150 5 空预器进口风温 ta 20 20 6 汽包工作压力 Pd MPa 5.72 5.72 7 过热蒸汽减温水量 D1 t/h 3.422 3.78 8 燃煤耗量 Qf t/h 22.808 18.25 9 高炉煤气耗量 Nm3/h 2211310 计算热效率 89.8 8911 总风量 Qa Nm3/h 12.35万 11.5万12 烟气量 Qg Nm3/h 13.71万 14.3万13 床温 Tb 894 8902 锅炉结焦的损失 锅炉结焦事故的产生会给电厂带来严重的损失，我厂锅炉运行中曾发生几起结焦事故，每次结焦事故发生后，均停炉35天，每天每台炉产生的经济效益为10万元左右，而且每次的点炉费用为2.5万元左右，一次锅炉结焦事故的发生给热电厂带来的经济损失为3552万，所以防止锅炉结焦是我厂技术人员研究的一个重要的课题。3 原因分析 结焦就是料层中的颗粒（包括底料和煤）因燃烧时产生大量的热而不能被工质及时带走，使其温度超过灰渣的变形温度而产生的粘结成块的现象。局部结渣后，所形成的小渣块会迅速粘结成一大块，甚至布满整个料层，使处于流化状态料层布风遭到破坏，料层不能正常沸腾，只得被迫停止运行。下面就具体原因进行分析。3.1床料流化对结焦的影响 循环流化床锅炉流化不良是引起结焦的主要原因。 由于循环流化床锅炉的燃烧床料主要是由010mm的煤与灰渣组成，一旦流化不好就容易引起床料局部堆积，堆积的床料本身温度较高，加上床料还含有未燃烧完全的煤粒，继续氧化燃烧，放出热量，集聚下来没有散热或传热量很小，从而使该部分床料的温度急剧上升，当温度超过了灰渣的灰熔点时就产生了结焦现象。 当燃烧的煤颗粒与惰性床料颗粒的相对速度为零时，燃烧颗粒传热速率迅速加快，床局部温度急剧升高，造成灰与煤颗粒熔合一起，一旦熔合的固体块形成，临近的惰性床料被其粘结，因而增大了粘结块，当床温大于固体颗粒粘结温度时，即使床层表观气速大于最小流化速度，床层也将结块，最小流化速度在床层温度大于固体颗粒粘结温度时失去了传统上定义流化床流化的意义1。此时的流化风速比临界风速大很多。 在循环流化床锅炉运行中，当流化风速低于炉料的临界流化风速时，物料在床内燃烧放热，热量来不及向锅炉受热面传递，就使燃烧周围的物料加热，使其温度急剧上升，当温度超过灰渣灰熔点温度时，就产生锅炉整床高温结焦。3.2灰渣的灰熔点对结焦的影响 灰熔点越低，越容易结焦。结焦分为高温结焦和低温结焦，当床层整体低于灰渣变形温度，而局部超温或低温烧结而引起的结焦叫低温结焦；高温结焦是指整体床温高而流化正常时形成的结焦现象。灰熔点与灰渣中的成分含量有关，灰渣中碱金属钾、纳含量较高时灰熔点较低。3.3燃料特性对结焦的影响 该热电站的燃用燃料为本地贫煤，煤的制备是二级环锤破碎系统，经破碎后的煤粒设计为8mm以下，运行过程中对煤样进行一次筛分，筛分结果如下：煤样筛分结果表：粒径范围/mm 8 58 35 0.23 0.2 质量/g 128 141 145 409 177 比例/% 12.8 14.1 14.5 40.9 17.7 取样总重/g 1000 取样时间、地点 2004年10月10日，给煤机入口 大于8mm的颗粒明显偏大，远超过了设计要求，粗颗粒容易沉积，影响流化与运行。3.4 密相区燃烧份额对结焦的影响 燃烧份额是指每一燃烧区域中燃烧量占总燃烧量的比例。由于循环流化床锅炉燃烧主要发生在密相区和稀相区，这两个区域的燃烧份额之和接近于1，其中密相区的燃烧份额会影响到料层温度控制、炉内传热以及锅炉连续安全运行，所以密相区燃烧份额是我们最关心的一个参数。在其他条件不变的情况下，当密相区燃烧份额增加，也就是燃煤在密相区放热份额增加时，为保持密相区出口温度不变，必然增加密相区的吸热量，相应增加密相区的受热面积。如果密相区的受热面再无法增加，则会使密相区出口烟温提高，即带入稀相区的焓增加。如果该部分不能有效被稀相区受热面吸收或被烟气带走，则密相区的热平衡就被破坏，从而使炉膛温度升高，出现高温结焦。4 结焦事故的预防与措施4.1锅炉点火过程中的控制 锅炉点火过程中要求流化良好，在锅炉点火后期,投煤时要特别注意，此时温度较高，加入的煤大部分还没有着火，一旦着火，温度会上升较快，如果控制不好，就很容易结焦。所以在点火后期，要确保床料流化，给煤时不能大量给煤，而是采取脉冲式给煤；尽量避免床料中有小焦块，如有小焦块，要尽量钩出；尽量缩短小风量运行过程时间，以避免造成“低温结渣”。在点火后期，不可大量添加引子煤（是指热值大于22000Kj/kg的烟煤），否则会使炉料爆燃，控制不了温度的上升速度，采用木炭助燃点火的，也不可添加太多的木炭。采用油枪点火的，后期就要控制好油量，不可把燃油突然开大或突然关小，尽量控制好床料的温升速度。往往在锅炉点火过程中的一点操作失误就导致锅炉结焦。4.2不可盲目减风 风量过大会带走床层热了量，造成床温下降，但并不意味着必须减风，要根据具体情况而定。如果床温在800850区间，足以使该煤种着火，我们应该酌量加煤，并注意氧量的变化，当氧量下降时，酌情减煤，而床温持续上升时，可适当增大一次风档板阀位5%-8%,在该床温下即可稳定运行，剧烈地加风或减风都是不允许的。有的锅炉的一、二次风都是从锅炉的一次风机出来的，开大二次风门，其实也就相当于关小一次风门，在运行过程中，突然开大二次风门，一次风量就减少了，当一次风量低于炉料的流化风量时，就使炉料沉积从而产生结焦。4.3注意料层差压的变化 正常运行的流化床锅炉，料层差压是持续、均匀地变化，料层剧增或剧减是不正常的，应该分析原因，特别是料层差压剧增，往往是结焦的前兆，有一次结焦，料层差压剧增，只要开大一次风档板即可避免结焦。所以司炉工在运行过程中要注意观察料层差压的变化，一旦突变，就要立即采取措施，避免结焦事故的发生。4.4发现苗头迅速采取措施 发现结焦，应迅速切断给煤机，并维持正常水位，若有必要可停一次风机，切断供给空气。还可以采取大风量吹送流化床物料的方法来降低床温，以达到消灭焦块的效果。结焦苗头的发现要靠司炉运行人员在平时运行中积累经验，否则已经大面积结焦了，再来处理，就已经来不及了，只好停炉处理。4.5床层温度的控制与调节 锅炉正常运行时，在保证不发生结焦的情况下，尽量提高床温，床温的提高有利于煤的燃尽；但另一方面要低于床料的变形温度100200，对于我厂的循环流化床锅炉，床温要控制在900-980。调节床温的方法有：（1）在一定负荷下风量不变，用变更给煤量的手段来调节床温，（2）在一定负荷下给煤量不变，用增减风量的手段来调节床温，（3）当负荷变化较大的情况下，给煤量与送风量同时调节。4.6不可盲目放循环灰 反料器投入正常后，有利于床温的稳定和汽温的正常，但司炉工在运行时，当料层差压增大时，盲目放循环灰，造成大量高温循环灰（900以上）外泄，使流化床内物料成分改变，床温波动，最后造成结焦。在运行中，要常检查返料器是否正常。4.7控制好给煤粒度 燃煤粒度要求粒度大的不能太多，破碎机出煤的粒度要严格控制，大于10大于10mm以上的煤粒绝不能多于2，否则要查明原因，进行处理。上煤工要检查自己上的煤粒情况，司炉工也要经常检查给煤机的进煤情况，发现问题要及时沟通处理。4.8加减负荷时的控制 加减负荷时，要求严格按“升负荷时先加风再加煤，减负荷先减煤后减风”的操作思路。在加减煤时，不能突然增加或减少很多，只能缓慢加减。燃烧调节时，要做到“少量多次”的调节方法，避免床温大起大落。4.9控制好料层的厚度 一般司炉工根据风室压力进行控制料层厚度，我们运行时，要求风室压力在10.012.0kPa之间，床压高时，通过排渣来控制，床压低时，通过不排渣来控制。排渣时根据料层差及时少放勤放，排出的渣有渣块时要及时汇报司炉，排渣结束时应认真检查，确认排渣门关闭严密后，方可离开现场。如果排渣量由司炉工控制，司炉工要特别注意床料差压与风室压力，不可把料层排得太薄。4.10严格控制燃煤质量 我们尽量燃用灰熔点高的煤种，尽量不选用含钾、钠高的煤种。在运行中，我们还应该采取配煤的方式来控制入炉煤的品质。我们对当地贫煤与烟煤进行配比，根据司炉运行情况及时调整煤的配比，使锅炉运行达到最佳状态。4.11燃料分析工与司炉工配合 在正常运行中，燃料分析人员要对