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330MW CFB锅炉低温结焦实例分析
发布时间：2013-09-27 08:45 来源：未知
0、前言
内蒙古京海煤矸石发电责任有限公司2x330 MW电站工程是京蒙“十一五”重点合作项目之一，也是目前国内乃至世界上已投产的最大循环流化床。两台机组分别于2010年8月2日和10月4日，顺利地通过168 h满负荷试运，投入了商业运营。自投产以来，两台机组运行稳定，调峰能力强，燃烧稳定性较好。由于这种大型循环流化床结焦的情况对于燃煤锅炉不常见，为此重点介绍一下2010年8月11日，该公司l号炉发生低温结焦而被迫停炉的事故，从而为正确处理大型化循环流化床锅炉结焦提供参考。
1、设备介绍
循环流化床锅炉燃烧作为一种洁净煤燃烧技术，是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式。该公司一期工程2×330 MW机组锅炉为东方锅炉厂生产，锅炉型号DC1177/17.4 -Ⅱ1，系循环流化床、亚临界、单炉膛、一次中间再热自然循环汽包炉。锅炉主要由1个膜式水冷壁炉膛、3个汽冷式旋风分离器、3个“U”型回料阀、1个汽冷包墙包覆的尾部对流烟道(HRA)组成。采用水冷单布风板炉膛结构，小直径钟罩式风帽。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
锅炉共布置10个给煤口，全部布置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，水冷风室两侧布置有一次热风道，进风型式为从风室两侧进风，空预器一二次风出口均在两侧，炉膛下部左右侧的一次风道内分别布置有2台点火燃烧器，6个排渣口布置在炉膛后水冷壁下部，分别对应6台滚筒式冷渣器。
在炉膛上部后墙布置3个内径8.5 m的汽冷式旋风分离器，每个汽冷式分离器回料腿下布置一个回料阀，回料阀为气力式自平衡型，回料器采用一分为二的形式，流化风由高压流化风机供给。尾部采用双烟道结构，前烟道布置了3组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有2组高温过热器、2组低温过热器，向下前后烟道合成一个，顺烟气流动方向依次布置有2组螺旋鳍片管式省煤器和卧式空气预热器，空气预热器采用光管式，一、二次风道分开布置，沿炉宽方向双进双出。
2、结焦过程
2.1运行工况
2010年8月8、9日期间．1号机组运行工况：ccs（协调控制系统）投入运行，负荷维持在185MW，给煤量150t/h．水冷风室压力12.5 kPa，床压维持在9 kPa，床温维持在830℃，炉膛出口温度710℃，氧量5%，排烟温度150℃，一次风量维持235 km3/h（临界流化风量180 km3/h）。
2.2结焦现象和过程
2.2.1结焦现象
结焦前锅炉出现了5次炉膛负压波动大的现象，波动值分别为-723 Pa、一l 090 Pa、- 661Pa、-627 Pa、-1110 Pa，有2次触发引风机自动切至手动，引风机自动联跳二次风机自动，导致ccs切至功率回路运行（该公司热工逻辑规定炉膛负压波动超过-1000 Pa，引风机自动切至手动）�？拷扒接�2个床温测点温度有升高现象，最高温度分别达到1110℃和l206℃。锅炉床温温升率在没有进行大的调整的情况下有4次大的波动，分别达到12.I℃/min、6.12℃／min、6. 26℃/min、7.32℃/mln。6台冷渣器陆续有轻微下渣不畅、堵渣的褒象。
2.2.2结焦过程
(1)8月IO日，1号机组ccs投人运行，负荷维持在200 MW，给煤量160 t/h，水冷风室压力13 kPa，床压维持在8,5 kPa，床温维持在840℃，炉膛出口温度740℃，氧量5%，排烟温度155℃，一次风量240 kNm'/h。引风机有2次大的波动分别为-868 Pa和- 523 Pa。床温温升率有2次大的波动分别为7.1℃/min和7.2℃/min。6台冷渣器接连出现排渣不畅的问题，经捅渣处理后，从冷渣器事故放渣管放出多子L易碎的低温焦块，仅有2、3、5号冷渣器能坚持排渣。
(2)8月11日，由于只有3号冷渣器能正常排渣，其它冷渣器堵渣，1号机组因为床压高开始降负荷运行，具体时间、负荷和床压之间的对应关系，如表l所示。
2.3结焦检查情况
8月12日，l号炉低温结焦停炉冷却后，专业人员到炉内进行了全面检查，拍摄了具有典型意义的焦块照片，如图l所示。
炉内低温结焦检查情况汇总如下：
(1)打开炉膛人孔检查发现床面没有大的高低不平现象，床面平整度在正常范围内，床料厚度达到1100mm(正常运行时床料厚度为850mm)。
(2)床面没有发现大面积的成片焦块。
(3)床料清理过程中发现，在水冷布风板以上200 mm的厚度都是大的颗粒，直径都在30mm左右，最大可达50 mm。
(4)床料内发现了直径在300mm的疏松的带有许多嵌入的未烧结颗粒的低温焦块，焦块的数量有30块左右，形状大小不一。
(5)床料内有部分脱落浇注料，经查是给煤口和二次风口的浇注料脱落所致，这些脱落的浇注料卡在风帽和风帽之间，使床面内四处区域不能很好的流化。
(6)下二次风口变形严重，前后墙下二次风口都有不同程度的变形，较严重的已由原来的圆筒形变成波浪形。
(7)炉膛内给煤口有3个变形严重，下部铁板已翘起，多数给煤口周围有很严重的积碳、结焦现象。
(8)有5个风帽脱落，30多个风帽松动。
(9)冷渣器下渣口被焦块和大的床料颗粒堵塞。
3、低温结焦的原因分析
(1)停炉后检查发现，大颗粒的床料过多，厚度达到200mm，容易使流化不均形成低温焦。
(2)床压过高，设计床压为7 965 Pa，正常运行时床压一直维持9 kPa左右，加之后来排渣困难，床压一直维持在11kPa居高不下。
(3)每台给煤机的4路播煤风管变形严重，导致播煤风量和风压不足，炉膛内的下煤口不能很好地将煤播散到炉膛内，大量的煤存积在给煤口附近，形成焦块。
(4)炉内给煤口和下二次风口浇注料脱落，造成局部流化不良而结焦。
(5)石灰石的投入也加剧了形成低温焦的过程，尤其在低负荷和床料局部流化不好的情况下，石灰石的煅烧会吸收附近床料的热量，在这个过程中极易形成低温焦。
(6)我公司一次风量一直保持在220 km3/h以上，远大于180 km3/h的临界流化风量，正常的物料流化可以保证，但清理床料发现有几处因浇注料脱落而使部分区域很难流化的情况。这些部位供风不足，床温偏高，物料产生粘结，从而容易形成焦块。
(7)布风板阻力较低（一般布风板阻力应为整个料层阻力的25~30%，该公司布风板阻力特性试验正在核算中），布风不均，致使炉内流化不良从而形成焦块。
(8)检查返料器发现内部有浇注料脱落现象�；檎Ｔ诵惺狈盗掀鞯牧衔痪２ǘ�，返料器的温度在高负荷时偏差较大，在低负荷的时候偏差较小。分离器的出口温度和分离器差压正常运行时也有偏差。分析认为返料量的偏差也是导致炉内局部床温过高结焦的原因之一。
(9)风帽的脱落和松动造成布风板布风不均，部分料层流化不好形成焦块。
(10)燃煤、床料熔点太低，在床温较低水平下就可导致结焦。
4、结焦的处理
(1)预防是处理结焦的最好办法。
(2)尽量在焦块形成的早期通过各种参数的变化来判断是否结焦，做到早发现，早处理。
(3)如果确定炉内已经结焦，应大幅度的加、减一次风量，通过一次风量的波动来打散焦块，处理锅炉结焦时应尽量保持较高的一次风量。
(4)加强排渣，加大床料置换，把流化不好的床料和焦块及时排出。
(5)适当降低床温，特别是启动过程中，投煤时应防止床温急剧上升，特别是局部床温的严重超温。
(6)适当加大下二次风，减少上二次风，进而增大一次风的穿透力达到打散焦块的目的。
(7)及时化验煤质情况，加强煤质调配和管理。
(8)在低负荷时尽量减少石灰石的投入量，防止二次结焦。
(9)经调整后结焦仍无改善，应果断请示停炉。
(10)停炉过程中应加大排渣量，为再次启动争取时间。
5、预防低温结焦的措施
作为国家重点推广的新型、高效、低污染、清洁燃烧技术，循环流化床锅炉结焦困扰不容忽视。不论是哪种原因引起的结焦，一旦焦块在床料中存在，随着时间的推移焦块将会越来越大，造成流化困难，堵塞排渣管，最后被迫停炉。它产生的严重后果不但给公司造成了重大的经济损失，而且还带来了重大的安全隐患。这就要求运行人员要有较好的综合判断能力，时刻注意各种参数的变化，做好运行分析，尽量做到早发现，早处理。具体预防措施如下：
(1)保持床温在790℃~920℃范围内，严禁床温接近煤的变形温度。
(2)合理调节一、二次风配比，保证一次风量大于临界流化风量。
(3)在投煤停油过程中，应缓慢加煤，使床温平缓升高，严格控制床温温升率在规定范围内。
(4)严格控制启动床料的含碳量和钠、钾含量，保证启动床料的颗粒度在规定范围内。
(5)在锅炉停炉时应尽量将床料中的残煤燃烬。
(6)及时了解煤的特性，控制煤的粒度在规定范围内。
(7)锅炉点火初期投煤时应用脉动投煤的方式，即启动对称2台给煤机并将其出力调至最小6 t/h，运行5 min后停止给煤，监视氧量和平均床温以建立一个总体时间趋势概念。在头几分钟时间里，平均床温会有所下降，随后再升高，而氧量一开始维持不变，随后在平均床温升高之前，开始减小，根据这种趋势重复上述脉动给煤步骤。
(8)低负荷运行时，应加强石灰石投入后床温的变化，防止局部床温过低而结焦。
(9)应尽量缩短锅炉启动时间，油煤混烧时间过长，如调整不当极易发生结焦，尤其投煤初期煤油混烧阶段，大量的煤投到炉内不能完全燃烧，很容易和未燃的油粘在一起形成局部高温。要求点火初期当床温达到投煤温度时，应立即投煤，燃烧稳定后果断断油。
(10)在启动初期，尽量减少返料器流化风量，待自平衡建立后再增大流化风量，这样可以保证启动过程中床温不会飞升，便于控制。
(11)机组正常运行调整时，尽量遵守“先加风，再加煤，先减煤，后减风”的负荷调整原则，防止因调整过程中长时间的风煤配比不当而结焦。
(12)在下层播煤口增加了2路播煤风，更能充分保证播煤效果和播煤的均匀性。
(13)每次点火启动前应检查炉内床料粒度分布及风帽的损坏情况，同时点火前应做流化质量及临界流化风量试验，如清空床料还应测定布风板阻力，为正常运行提供参考依据。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
6、结束语
循环流化床锅炉低温结焦有着多方面的主客观原因，力求不断地优化整体设计，解决结构隐患，提高运行人员大型CFB锅炉技术的理论水平，同时多借鉴同类机组的运行经验，分析产生结焦的原因，对症处理，在实践中不断积累操作经验，严格执行各项防止结焦的技术措施，循环流化床锅炉的结焦是可以控制和防范的。
