論循環(huán)流化床鍋爐常見問(wèn)題和缺陷的原因及防止

張 玉 珍

(大同市大安建設(shè)安裝有限責(zé)任公司，山西 大同 037000)

論循環(huán)流化床鍋爐常見問(wèn)題和缺陷的原因及防止

張 玉 珍

(大同市大安建設(shè)安裝有限責(zé)任公司，山西 大同 037000)

論述了循環(huán)流化床鍋爐的主要特點(diǎn)及運(yùn)行原理，對(duì)該鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中常見的水冷壁爆管、省煤器泄露及爆管、尾部煙道灰分再燃等現(xiàn)象進(jìn)行了描述，并進(jìn)行了原因分析，研究了各問(wèn)題的防治措施，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的推廣應(yīng)用具有重要意義。

循環(huán)流化床鍋爐，現(xiàn)象，原因，爆管，運(yùn)行

循環(huán)流化床鍋爐是新一代高效率、低污染清潔燃燒設(shè)備，其主要特點(diǎn)是鍋爐爐膛內(nèi)含有大量的燃料，在燃燒過(guò)程中大量的燃料被煙氣攜帶到爐膛上部，經(jīng)過(guò)布置在爐膛出口的分離器，將燃料與煙氣分開，并經(jīng)過(guò)返料閥將燃料回送至爐膛內(nèi)，多次循環(huán)燃燒，循環(huán)流化床鍋爐加強(qiáng)燃料的混合并延長(zhǎng)了燃料在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，具有更高的燃燒效率，在低負(fù)荷下能穩(wěn)定運(yùn)行，而無(wú)需增加輔助燃料。鍋爐安裝完成后，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了許多問(wèn)題，暴露了循環(huán)流化床鍋爐的缺陷。現(xiàn)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐在安裝和運(yùn)行過(guò)程中的常見問(wèn)題和缺陷進(jìn)行分析，并提出防止措施，以便與制造、使用和調(diào)試單位共同提高。

1 水冷壁爆管

1.1 現(xiàn)象

水冷壁輕微破裂，破裂處蒸汽泄漏時(shí)，會(huì)發(fā)出嘶嘶聲，給水流量略有增加；水冷壁爆管嚴(yán)重時(shí)，爆管處有明顯的爆破聲和噴汽聲，爐膛負(fù)壓變正，給水流量異常，即給水流量大于蒸汽流量。

1.2 原因分析

1)鍋爐水品質(zhì)長(zhǎng)期超標(biāo)，使管內(nèi)結(jié)垢，致使局部熱阻力增大，水循環(huán)不佳，造成水冷壁管局部過(guò)熱，導(dǎo)致爆管。2)水冷壁拼接時(shí)一般自中間向兩邊，最后四角，如此一來(lái)，安裝誤差都累積到四角，四角相鄰兩根管子往往不平行甚至扭曲，造成兩管間鰭片寬度不等，水冷壁管不平整，由于四角交界處向下流動(dòng)的固體顆粒流量較大，且流動(dòng)方向發(fā)生變化，流速增大，加重了磨損，這為角部管子的磨損留下隱患。3)爐膛內(nèi)腳手架搭設(shè)時(shí)不按規(guī)范要求施工在水冷壁管上焊接架管、型鋼等材料，在拆除時(shí)用氣割傷及管子造成此處水冷壁管壁厚度變薄造成爆管，或雖沒有傷及管子但管子上留有未處理干凈的架管、型鋼等疤痕，造成鍋爐運(yùn)行時(shí)此處形成渦流磨損過(guò)度而爆管。4)為了方便施工，角部鰭片不焊在兩管中心連線上，而是焊在管中心偏外側(cè)，內(nèi)壁不平整，煙氣在此處流動(dòng)方向變化產(chǎn)生渦流，煙氣沖刷嚴(yán)重，將管子磨損。在實(shí)際運(yùn)行中，管外壁因嚴(yán)重磨損而發(fā)生爆管停爐事故，前、后和兩側(cè)水冷壁均發(fā)生過(guò)此類現(xiàn)象，均在衛(wèi)燃帶上方1 m范圍內(nèi)發(fā)生爆管現(xiàn)象，且多在爐膛墻角附近。

1.3 處理及防止措施

發(fā)現(xiàn)鍋爐水冷壁爆管后，應(yīng)按操作規(guī)程緊急停爐，冷卻后組織人員及時(shí)搶修。1)加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行時(shí)的水質(zhì)管理，嚴(yán)禁鍋爐水質(zhì)超標(biāo)。2)水冷壁拼接時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范要求施工，保證水冷壁管平行，兩管間鰭片寬度一致，角部鰭片焊接在兩管中心線上。3)爐膛內(nèi)施工時(shí)嚴(yán)禁將腳手架管、型鋼等焊接在水冷壁管上，嚴(yán)禁在水冷壁管上引弧或使用破損的電焊把線造成與水冷壁連電打火，傷及水冷壁管。4)采用新材料和新工藝等防護(hù)措施：采用超音速電弧噴涂方法將循環(huán)流化床專用防磨耐蝕材料涂在衛(wèi)燃帶上方1 m范圍內(nèi)水冷壁管外壁上。水冷壁噴涂防磨耐蝕材料，其上端高度必須與圖紙上規(guī)定的高度完成相符。將磨損嚴(yán)重的區(qū)域作防磨耐蝕材料的噴涂，效果比較明顯。

2 省煤器泄漏及爆管

2.1 現(xiàn)象

給水流量不正常地大于蒸汽流量，爆管嚴(yán)重時(shí)汽包水位下降，且難以維持正常水位；泄漏處有異常聲音，省煤器煙道不嚴(yán)密處向外冒汽；煙道兩側(cè)溫差加大(泄漏側(cè)溫度低)、空氣預(yù)熱器熱風(fēng)溫度低。

2.2 原因分析

管排間距調(diào)整不均勻，形成煙氣走廊，走廊處煙氣流速高，管子受沖刷嚴(yán)重造成爆管；管外壁磨損嚴(yán)重，省煤器管系在飛灰高速?zèng)_刷下減薄甚至磨透，造成爆管；爆管處水壓大，溫度高，如果發(fā)現(xiàn)爆管現(xiàn)象較晚，刺出的水流將會(huì)殃及周圍管系。

2.3 處理及采取的措施

如果正常水位難以保持，則緊急停爐，查明原因并組織搶修。

1)省煤器管排施工前必須進(jìn)行校管，保證單片省煤器尺寸在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，保證省煤器管排間距均勻，在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，省煤器防磨瓦正對(duì)煙氣沖刷方向，且焊接牢固，自由膨脹，爐墻與管排間距均勻且距離符合圖紙要求。2)對(duì)于靠近爐墻容易形成煙氣走廊的邊排管處可加弧形擋板，對(duì)于間隙不勻的中間管排可用耐熱鋼筋臨時(shí)調(diào)整。由于煙氣灰分高沖刷劇烈處，省煤器管排的第二層管子上加裝防磨瓦。將第二層管子上加裝了防磨瓦，效果非常明顯。

3 尾部煙道灰分再燃燒

3.1 現(xiàn)象

1)鍋爐運(yùn)行中的現(xiàn)象：排煙溫度不正常升高，水平煙道再燃時(shí)，煙氣含氧量下降，主汽溫度異常升高，豎井煙道再燃時(shí)，一、二次風(fēng)溫升高，省煤器出口水溫升高，爐膛負(fù)壓波動(dòng)大；煙道不嚴(yán)密處冒煙火。2)鍋爐停爐后出現(xiàn)的現(xiàn)象：后部豎井煙道溫度異常升高(通過(guò)DCS系統(tǒng)在電腦顯示屏上觀察，鍋爐發(fā)生這類事故時(shí)，溫度達(dá)到800 ℃);外側(cè)橫梁受熱不均發(fā)生嚴(yán)重變形，甚至呈暗紅色。

3.2 原因分析

運(yùn)行中風(fēng)煤比嚴(yán)重失調(diào)，鍋爐低負(fù)荷的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，煤燃燒不充分，后部豎井煙道積灰嚴(yán)重，鍋爐停爐后，引風(fēng)機(jī)與送風(fēng)機(jī)開啟進(jìn)行強(qiáng)制冷卻時(shí)間過(guò)早(應(yīng)控制在30 h以上)，將沒充分燃燒的煤灰及火星吹至后部煙道，并聚集在一起，如果與大量含碳量高的飛灰接觸時(shí)(飛灰聚集，一般是吹灰系統(tǒng)沒有按規(guī)定投入所致)，達(dá)到燃燒條件便開始燃燒。空氣預(yù)熱器由于煙道再燃燒而熔化成鐵水，直接造成停爐及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3.3 應(yīng)急及預(yù)防措施

1)鍋爐在運(yùn)行時(shí)，應(yīng)對(duì)尾部煙道受熱面吹灰，必要時(shí)降低負(fù)荷，若經(jīng)處理無(wú)效，排煙溫度升高達(dá)200 ℃時(shí)，應(yīng)緊急停爐。2)鍋爐在停爐狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)尾部煙道發(fā)生再燃燒時(shí)，立即將風(fēng)機(jī)全停，密閉鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)，阻止燃燒，同時(shí)接0.3 MPa蒸汽熄火，保持鍋爐連續(xù)進(jìn)水，以防受熱面高溫熔化。3)鍋爐在停爐時(shí)，爐膛未充分燃燒的煤必須使其燃燒完成，方可使用送、引風(fēng)機(jī)降溫；嚴(yán)禁在煤沒有充分燃燒完的情況下使用送、引風(fēng)機(jī)排粉、排灰、降溫。雖然循環(huán)流化床鍋爐非常適合我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求，但還存在或出現(xiàn)不少的其他問(wèn)題，這將是循環(huán)流化床鍋爐研究的方向。主要涉及的方面如下：1)爐膛、分離器及返料裝置及其之間的膨脹和密封問(wèn)題。特別是鍋爐經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，有些部位密封焊接強(qiáng)度不夠，或沒按設(shè)計(jì)要求實(shí)施雙面焊，加之鍋爐頻繁啟停，導(dǎo)致一些部位出現(xiàn)顆粒向外泄漏現(xiàn)象，即漏灰嚴(yán)重。2)由于設(shè)計(jì)和施工不當(dāng)導(dǎo)致的磨損問(wèn)題。爐膛、分離器后部豎井煙道及返料裝置，由于大量顆粒的循環(huán)流動(dòng)，容易出現(xiàn)受熱面的磨損和破壞問(wèn)題。3)飛灰含碳量高的問(wèn)題。如果鍋爐燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，或長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，風(fēng)煤比嚴(yán)重失調(diào)，加上比較難以燃燒的煤種，往往造成飛灰中含碳量較高，給煙道再燃燒留下隱患。4)澆筑料塌落現(xiàn)象嚴(yán)重。主要原因是鍋爐長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，壓火和提火現(xiàn)象頻繁，較短時(shí)間內(nèi)溫度變化幅度較大，頻率較快，造成耐火材料熱脹冷縮不均而松動(dòng)脫落。

循環(huán)流化床鍋爐畢竟發(fā)展歷史較短，各方面的經(jīng)驗(yàn)有待提高，相信經(jīng)過(guò)我國(guó)各科研單位，制造廠家，施工單位的共同協(xié)作，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，一定能夠解決好尚存或以后還會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。

Discussion on the common problems and defects cause prevention of circulating fluidized bed boiler

ZHANG Yu-zhen

(Datong Da’an Construction Installation Limited Liability Company, Datong 037000, China)

This paper discussed the main characteristics and operation principle of circulating fluidized bed boiler, described the common water wall tube explosion, economizer leakage and tube explosion, tail flue ash reburning and other images in boiler running process, and made causes analysis, researched the prevention and control measures of all kinds of problems, had important significance for the popularization and application of circulating fluidized bed boiler.

circulating fluidized bed boiler, phenomenon, reason, tube explosion, operation

1009-6825(2014)31-0140-02

2014-08-28

張玉珍(1969- )，男，工程師

TU761.2

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