循環流化床鍋爐常見故障及原因分析

吳貴祥 張海德

（內蒙古烏海市海勃灣發電廠，內蒙古 烏海 016000）

循環流化床燃燒技術是一項新興的燃煤技術。循環流化床鍋爐(以下簡稱CFBB)由于其燃燒適應性廣、爐內直接脫硫脫硝、鍋爐負荷調節比大、節約能源、熱效率高等諸多方面具有的突出優點而日益為熱工界所矚目。循環流化床燃燒技術，在世界范圍內的許多領域得到了廣泛應用。然而，盡管循環流化床鍋爐有這么多的優點，但在運行中還有許多弊端，其原因是多方面的。分析CFBB常見的問題和探討其治理措施，可以大幅度減少CFBB的故障率，提高使用效率和壽命。

1 水冷壁管磨損

1.1 水冷壁管磨損原因

由于過渡區域沿壁面向下運動的固體物料與爐內向上運動的固體物料方向相反，因而產生局部渦流；沿爐膛壁面向下運動的固體物料在交界區域流動方向改變，沖刷水冷壁。這個區域的磨損不是在爐膛四周均勻發生的，與爐內物料總體流動方式有關。不規則管壁主要是爐墻開孔處的彎管、管壁上的焊縫、耐火材料形成的凸臺、爐內的測試元件等。密相區水冷壁與耐火材料交接處的原始設計，要求耐火材料與水冷壁鰭片平滑過渡，但實際施工中很難達到這個工藝要求，使這個部位形成多處凸臺，導致嚴重磨損。爐墻開孔處彎管的磨損嚴重區域為下部彎管。爐內的測試元件(如測溫熱電偶)的插入會對物料局部的流動產生較大的擾動，造成熱電偶套管和鄰近水冷壁管的嚴重磨損。

1.2 防治措施

采用水冷壁彎管，是目前最為先進的澆注料衛燃帶上部水冷壁防磨方法。采用水冷壁彎管(防磨彎)與采用電弧噴涂相結合的防磨措施，應當是目前最佳的水冷壁防磨方法。而采用水冷壁彎管與安裝防磨護瓦相結合的防磨方法，是在因存在現場焊接問題的前提下，采取的一種補償措施。因為電弧噴涂方法具有良好的導熱性，噴吐層具有較強的硬度，噴涂層較薄并且能和水冷壁較好的過渡。隨著噴涂技術的發展，噴涂工藝的提高，噴層脫落問題會很好的解決。但是，采用噴涂的防磨方法，是在水冷壁管屏不存在凸臺、凹坑，管屏平整的前提下，機械焊接能夠較好的解決這一問題。因此，需要鍋爐制造廠家在設計、制造鍋爐時，將防磨彎處的水冷壁管子采用機械焊接成屏，將現在防磨彎處對接焊口整體下移，移至耐火耐磨澆注料以下。這樣，對接焊口處即使存在凸臺、凹坑，也不存在磨損的問題，彌補了現有條件下噴涂和安裝防磨護瓦的不足。解決耐火耐磨澆注料衛燃帶上部水冷壁彎管易磨損的問題。

2 鍋爐結焦

2.1 鍋爐結焦原因

CFB運行中結焦的直接原因就是床料局部或整體溫度超過灰熔點或燒結溫度。當床層整體溫度低于灰渣變形溫度，由于局部超溫而引起的結焦稱為低溫結焦。低溫結焦常在啟動和壓火時的床層中出現，但也可能出現在高溫旋風分離器的灰斗內和外置換熱器和返料機構內。避免低溫結焦的最好辦法是保證床料良好的流化狀態，使床溫均勻。鍋爐在壓火期間，床料處于靜止狀態，如果漏風，便會產生燃燒。由于燃燒產生的熱量不能及時被帶走而積聚，使局部床料超溫而結焦。高溫結焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結焦現象。當床料中含碳量過高，如不及時調整風量或返料量來控制床溫，床溫將急劇上升，當超過灰熔點時，便會產生高溫結焦。漸進性結焦是運行中較難察覺的一種結焦形式。它是緩慢生長的，此時床溫和觀察到的流化質量都比較正常。產生漸進性結焦的主要原因是布風系統沒計和安裝質量不好，給煤粒度超出設計值，運行參數控制不當，風帽錯裝或堵塞等。

2.2 防治措施

(1)改變燃煤的焦結特性，做好人爐煤的搭配，同時要控制煤的粒度在10mm以下，對預防循環流化床鍋爐結焦具有明顯的實用意義。(2)在每次鍋爐啟動前，應認真檢查風帽、風室，清理雜物。啟動時，認真做好冷態流化試驗，確認床層布風均勻，流化良好。(3)鍋爐啟動期問，返料裝置應充滿灰后方可投入，否則風會反竄。點火初期先不投返料風，待底料中的細灰充滿返料裝置后則應開返料風(一般是點火后半小時)，保證床內有料，否則，床溫將難以控制。(4)點火過程中嚴格控制進煤量，要控制好溫升及臨界流化風量。床溫達到500℃時可以用脈沖加煤的方式來提高床溫，加快啟動速度。如果加煤量過多，煤粒燃燒不完全，整個床料含碳量增大，這時一經加大風量，就會猛烈燃燒，床溫上升很快，甚至超過灰的軟化溫度，結果造成整床超溫結焦。當床溫超過1050℃，雖經減煤加風措施，床溫仍然上升，此時必須立即停爐壓火，待床溫低于800℃再啟動。(5)運行過程中，應控制床溫在允許范圍內，運行風量不低于臨界流化風量，保持相應穩定的料層厚度，進行合理的風煤配比，保證良好的流化工況，防止床料沉積。(6)認真監測床底部和床中部溫差，如果溫差超出正常范圍，說明流化不正常，若下部有沉積或結渣時，可短時開大一次風，吹散焦塊，并打開冷渣管排渣；如不能清除，應立即停爐檢修。

3 省煤器磨損

3.1 磨損原因分析

省煤器的邊墻管和彎管與豎井煙道兩側墻之間的間隙形成煙氣走廊，因阻力較小，煙速較高，所以磨損較為嚴重。省煤器蛇形管是錯列布置的，煙氣從空煙道進入管排第2、3層后因截面收縮速度突然提高，導致管排第2、3層較以下各層磨損嚴重。

3.2 采取的措施

對邊墻管各層及所有彎管的內、外側加裝防磨罩。利用停爐檢修的機會重點檢查上部防磨罩，及時更換厚度超標的防磨罩。

4 排渣困難

4.1 排渣困難原因

冷渣器是CFB安全運行必不可少的輔機設備，目前冷渣器結構形式有滾筒式(旋轉性渣器)、鏈條刮板式冷渣器等。滾筒式冷渣器由頭部進渣管、冷渣器本體、尾部排渣管等組成。冷渣器本體由水冷絞龍螺旋排渣機外加動力設施(傳輸鏈條及電機)組成，滾筒的旋轉速度可控，從而達到控制渣量排放的多少。冷渣器排渣困難主要表現在冷渣器進渣管(即爐膛排灰管)堵塞、冷渣器排渣溫度高、冷渣器排灰管堵塞等。

4.2 排渣困難治理策略

在冷渣器進渣管上增設內通冷卻水并耐高溫和耐磨的錐型閥來調節冷渣器的進渣量，并在進渣管上增設輸送吹掃風(用壓縮空氣)，設定安全運行程序。這樣即可控制進渣量，也可防止進渣管的堵塞。運行前，先開冷卻水、冷卻風；關閉前，先關熱渣，后停冷卻風、冷卻水。

4.3 防止冷渣器排渣管堵塞最有效的辦法

是把排渣管設計成“上小下大，天圓地方”的嗽叭型。“上小下大，天圓地方”相當于一個縮放盒，只要物料由上至下、由小到大流動，通道就越來越寬，物料就會越來越松散，流動性也就越來越好，排渣相應就順利。而在流化床式冷渣器排渣管上必需加裝密封良好的給料機(最好用旋轉式帶內冷卻的給料機)，便于控制排渣量和給各分室建立床壓。