大容量CFB锅炉结焦原因分析及防范措施分析

1、大容量 CFB 锅炉结焦原因分析及防范措施分析1 前言目前，国内循环流化床锅炉正处于向大容量、 高参数方向大力发 展阶段。近几年，国内已先后投产了一批 135 Mw 等级的 440t h 循 环流化床锅炉。在试生产或运行过程中，不少 CFB 炉曾经不同程度 地发生过炉内结焦这一问题，严重时，还导致被迫停炉现象的发生。 连州电厂二期扩建的二台CFB炉（3号和4号炉）系广东省电力系统首 批、亦是哈锅厂首批燃烧劣质无烟煤的 CFB 锅炉。在调试过程中， 我们也曾遇到过类似问题。 本文试图结合该二台 CFB 炉的具体情况， 就炉内结焦这一制约 CFB 炉正常运行之问题作一分析和探讨。 2锅炉设计特点连

2、州电厂3号和4号炉系哈锅厂引进Astom公司技术设计制造 的440t/h循环流化床锅炉，型号为HG 440/ 13.7wM9。采用床上床 下联合点火的启动方式，床上油枪 6只，床下油枪 4只，燃用#0轻 柴油。采用两级碎煤系统，其中二级碎煤机从德国 FAM 公司进口。 给煤系统共三级， 其中一级为称重式给煤机，二、三级为刮板式。 配有飞灰再循环和石灰石脱硫系统。 设计燃煤为连州和湖南临武、 宜 章、嘉禾、白沙等地的无烟煤，大多属低挥发份、低热值、高灰份的 劣质无烟煤。最大允许粒径为w 7mm,屯。=0.75mm, d0.35mm不 大于 10。设计煤质特性见表 1 。实际入炉煤质更差 （参见后

3、页）。据 文献0报道，该煤种系易结焦煤种。对于连州和湖南煤种，变形温 度 DT=1110C、1360C，软化温度 sT=1350C、1270C，流动温度FT=1420C、1360C。设计启动床料可用砂，也可用炉渣。若用砂则 要求控制砂子中钠、钾含量，以免引起床料结焦。如用炉渣，贝卩要求 最大粒径不超过3 mm,参见表2。表1设计煤质特性名称符号数值设计煤种校核煤种1校核煤种2收到基碳Car5360.7760收到基氢Har1.21.841.8收到基氧Oar3.32.142.62收到基氮Nar1.350.680.85收到基硫St ar1.52.440.85收到基灰份Aar32.1524.1324.

4、93收到基水份Mar7.589干燥无灰基挥发份Vdaf5.59.15.6低位发热量MJ/kgQnet v ar18.8422.1920.06表2砂粒度分布及床料化学成份的控制名称数值砂子粒度最大粒径0 0.13mm 0.6mm占5%0.13 0.18mm占5%0.180.25mm占35%0.25 0.6占55%Na2O 2.0%K2O0 9mm，占 12 6%0 465 O 9mm,占 35 86%O 3O 465mm,占 28 2%O 2 O 3mm,占 12 9%O 125O 2mm,占 8 74%1%)，易导致结焦。 同时，炉渣中硅铝比2siO。/Al。O。偏大(1 18% ),易使煤灰

5、熔化温度下降,导致结焦。b) 运行期间,停床下油枪时,床温偏低,切风不及时,大量冷风 进入炉量,导致床温下降,引起结焦。c) 首次启动时,所采用的床料 (河砂)颗粒偏粗,且 K。 O 含量偏大 (3% ),易引起结焦。煤粒也稍微偏粗了些。d) 启动期间，煤油混烧时间过长，未燃烧完全的油渣易与床料板结成块。加之一次风量偏小,炉内流化不良,导 致床料结块，形成疏松性渣块，这是引起第一次结焦(结渣)的原因之一。e) 由于燃用的是当地小窑煤，挥发份低，热值低，固定碳高，且 炉内局部出现过低温区域，易导致煤粉未完全燃烧现象的发生，烧结成焦块，这是引起第二次结焦的原因之一。f) 从测得的煤灰熔隔特性数据、

6、运行参数及焦块性质分析可发现：除个别区域外，炉膛大部分区域的床温均小于灰渣变形温度DT和软化温度sT,且焦块中嵌有未烧结的颗粒，因此， 3 号炉第二次结焦性质可归结为低温结焦旧J即只是由于局部超温并进行低温烧结而引发的。3 2 3 对策通过对 3 号炉结焦原因的分析, 我们有针对性地采取了以下防止低温结焦的措施：a) 由于前二次启动时所采用的床料 (河砂)特性不理想,我们在第三次点火启动前,改用经筛选的炉渣作为启动用床料，床料高度为700mm,并重新做流化特性试验。b) 对床温床压表进行校验,确保其指示准确。并对全部油枪进行 检查,确保雾化良好。c) 运行期间,确保炉内流化良好,颗粒混和迅速,

7、处于正常流动 状态,炉内温度分布均匀。d) 加快启动速度,尽量缩短油煤混烧时间。e) 针对劣质无烟煤特性,要求运行人员在切油枪时, 将床温控制在 820。 c 左右。且停床下油床时,切风应迅速。f) 加强对入炉煤颗粒度监测,尽量使筛分比合符要求。通过采取以上措施， 3 号炉未再发生过结焦 （结渣）现象。4 4 号炉结焦原因及对策4 1 结焦情况介绍4 号炉于 2（1（ 】4 年 3 月 27 日首次点火启动， 31 日 7：53，因床压 低，需向炉内补加床料 （砂 ），因当时是通过煤仓向炉内加床料的， 而煤仓内的床料有误漏进的煤粉， 因此当时向炉内加床 料，实际相当于投入煤砂混合物，而当时床温

8、只有1396。c,床料中夹带的无烟煤不能完全着火燃烧，床温不升反降， 8：01 便停止加床料，但床温继续下降至520。C。投油助燃，至15：04,床温达660。C，床压3 7Kpa，首次试投煤,但床温仍不升反降,至 20： 03,床温降至517c,4月1日6:42,通过投油枪将床温升至643oc，床压3 7Kpa， 再投煤,床温升至 866。 c 后便开始下降,床压也开始下降，12： 03床压低至O 3Kpa，再补加床料（砂），床压升至3 OKpa便又下降，估计炉内已结焦。16：45,床温仍继续下降至460。c，床压则降至1 5Kpa，但炉膛密相区 下部个别区域床温却高达1093。c以上，且两

9、侧主 汽温偏差大,判断炉内已结焦较多,被迫停炉。 4月 5日进入炉膛检 查,发现炉内严重结焦,炉内风帽上面 23区域 已被焦块覆盖,前墙焦块高达 2 米,炉焦既硬又黑。4 2 原因分析事后,我们对结焦原因进行了认真的分析和研究, 最终确认 4号炉结 焦原因系由各种因素综合作用的结果，是渐进性结焦， 其结焦机理介于局部低温结焦与整床高温结焦之间。 具体原 因如下：a) 床料中带煤，误将夹带大量煤粉的燃煤当床料送入炉膛，加床 料时床温又未达到投煤温度，导致燃烧不完 全，这是引起结焦的起始因素，也是主要原因之一 13。b) B侧一次风总风门不能正常操作， 冷态试验不准，且B回料流 化风机多次发生皮带

10、断现象，不能正常运行， g 发过回料阀堵塞现象。 导致炉内流化不理想， 这是引起结焦的另一原 因，也是后来二侧温差大难调节的原因之一。c) 首次试投煤时，发现床温不升反降，未能及时停止给煤，从而 使结焦现象加剧。d) 正式投煤前，因要做一系列试验，烧油时间过长，且发生过油 枪漏油和油压偏低现象，这是加剧结焦的另一因素。e) 在结焦的情况下，又误向炉内补加床料，虽然床料中无煤，但 却加剧了结焦的发生。引起局部区域高温，局部形成高温结焦。f) 床料成份复杂， 有炉渣也有砂， 易结块。 给煤不连续， 常断煤， 一旦瞬间给煤量增多，且烧得不完全，则易引起结焦。 加之适逢下雨天， 新运来的煤偏湿难着火，

11、 粒度也偏大。 在这几种因素的综合作用下，使结焦现象越来越严重，随着时间的推移，焦块象滚雪球似的越来越大，流化越 来越不正常；流化越不正常，结焦就越严 重，形成恶性循环，最后焦块越来越硬，形成渐进性结焦。4 3 对策在找出 4 号炉严重结焦的原因后，我们采取了以下防止结焦的措施：a) 床料改用经筛分的炉渣，严防床料与煤混合投入。严禁将煤仓 当床料仓用，改从三级给煤机落煤口加床 料。b) 重新做流化试验，对一次风量重新进行标定，检查风门开度。 运行时确保一次风量大于临界流化风量。尽 量缩短投油枪时间，加快启动速度，并保持正常油压。c) 投煤时，床温一定要达到 650。c以上。一旦发现床温降低， 氧量无变化，说明煤粉未着火，则应立即停止给 煤。投煤初期，做到间断点动投煤，且投煤量不能大。投煤后，要求 尽快提高床温。d) 适当保证入炉煤的干燥度，防止湿煤入仓；并防止断煤现象的 发生；同时适当降低煤粒度。e) 加强运行监视，勤看火，勤巡视，勤调整，勤查看主要参数曲 线报 (床温床压等 )，了解其变化趋势。严禁塌床现象的发生， 严防局部区域温度过高或过低。 并尽量做到连续 排渣。通过采取以上措施， 4 号炉未再发生结焦现象。5 结束