火電廠循環流化床鍋爐的常見故障與預防對策探討

徐國明

（廣東粵電云河發電有限公司，廣東 云浮 527300）

火電廠循環流化床鍋爐的常見故障與預防對策探討

徐國明

（廣東粵電云河發電有限公司，廣東 云浮 527300）

近年來，循環流化床鍋爐作為一種新型的潔凈煤燃燒設備逐漸被大眾所認識。文章針對循環流化床鍋爐在運行過程中常出現的故障進行介紹，并分析具體原因，從不同的角度提出預防對策，具有一定的借鑒意義。

火電廠；循環流化床鍋爐；常見故障；預防對策；潔凈煤燃燒設備

目前，我國在世界使用循環流化床鍋爐（CFB）的排名是比較靠前的，據統計，已經運行的各類循環流化床鍋爐就有2000多臺，其中大型循環流化床鍋爐有200多臺。在科學技術不斷發展的今天，循環流化床鍋爐的性能越來越好，燃燒效率高、造價成本低、負荷調節能力強、燃料適用范圍廣、污染物排放少等優勢備受各工業企業的青睞，這給企業帶來了可觀的經濟收入，但由于循環流化床鍋爐在設計和運行方面還存在著先天不足，使其在運行過程中會較多的出現磨損、結焦，點火效率以及旋風分離器分離效率低的問題。文章將重點分析以上原因并提出相應的解決措施，以提高循環流化床鍋爐穩定運行的水平。

1 循環流化床鍋爐概述

近年來，循環流化床鍋爐（CFB）作為一種新型的潔凈煤燃燒設備逐漸被大眾所熟知，高效能和低污染的特點讓其在電站鍋爐、工業鍋爐和廢棄物處理等領域得到了廣泛應用。循環流化床鍋爐包括兩大部分：一是由爐膛、氣固物料分離設備、固體物料再循環設備和外置熱交換器的固體物料循環回路組成；二是由內部過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器的對流煙道組成。循環流化床鍋爐采用低溫燃燒技術，是利用高速度、高濃度和高流量的固體物料流態化循環和高強度熱量、質量、動量的傳遞相結合來運作的，因此在運行過程中具有燃料適應性廣泛、燃燒效率高、可高效脫硫、氮氧化物排放污染量低、燃燒強度高、爐膛截面積小等優勢，而且相對于常規的鍋爐來說，這種循環式燃燒在原有的基礎上還可以具備環保這一優勢，這奠定了其在發電領域的重要地位。

2 使用循環流化床鍋爐的常見故障以及影響因素

隨著循環流化床鍋爐的普遍使用，因受到設計理念、環境等因素的影響，也逐漸暴露出了一些常規故障問題，出于安全與經濟性的考慮，我們有必要查出原因并通過不斷鉆研探索，針對性地提出預防措施，進而保證鍋爐的安全和穩定運行，以實現企業經濟效益的最大化。

2.1 磨損及影響因素

在循環流化床鍋爐運行時，會常規性地進行高速度、高濃度和高流量的固體物料流態化循環工作，在這個過程中，高速度的固體物料會持續撞擊循環流化床鍋爐，致使里面的金屬部件在高熱量環境變化下加速磨損；另外，安裝及檢修質量也會導致磨損現象的出現，研究表明，循環流化床鍋爐出現故障大多數與煙氣流速、煙氣顆粒濃度、燃料性質等有關系，速度越高的煙氣流，鍋爐受損的程度越高，固體燃料顆粒的硬度越大、灰分越高，產生的磨損程度就越高，而且風量（一次風量、二次風量）的大小也會影響到水冷壁的磨損；再者，沒有經過嚴格規定的安裝及檢修操作也會影響鍋爐的磨損，例如多次焊接導致的管屏壁凸起，會加大顆粒渦流，會進一步加劇鍋爐的磨損。

2.2 結焦及影響因素

一般循環流化床鍋爐運行時都會出現結焦現象，尤其是在高溫分離器物料循環系統中，結焦所產生的大量殘渣會堵塞流通回路，此外，當循環流化床鍋爐出現結焦時，由于增加了鍋爐阻力，燃料的燃燒和傳熱都會受到不利影響，造成對鍋爐安全運行的極大威脅。通過實例研究得知鍋爐結焦的原因有：（1）在點火階段，使用無煙煤、煤矸石等不易燃燒燃料，燃煤粒與通風量配比不當時就會產生燃燒時間過長，油渣不能完全燃燒，產生渣塊，附在鍋爐表面；（2）在鍋爐的物料循環系統中，由于某種原因出現漏風，較多的外部空氣混入旋風筒中，床料中的可燃物得到足夠的氧氣而燃燒，此時床料內由于局部溫度過高而燃燒結焦，此外由于循環灰較少，在物料循環系統中不能快速移動以及來自燃燒室的煤粒會進入到返料中，從而產生結焦現象；（3）在循環流化床鍋爐運行時由于返料器阻塞，返料器突然停止工作并得不到及時處理時，導致床料溫度不均勻、控制不妥當造成結焦。

2.3 點火故障及影響因素

在火電廠中，循環流化床鍋爐啟動時經常出現點火故障，這是由于加熱升溫時間過長，溫度不均勻等導致；另外，在布風方面導致床溫下降，底料局部被吹穿形成結焦，無法進行順利點火；再者，受堵灰和斷煤等因素影響，導致滅火故障。

2.4 旋風分離器分離效率低及影響因素

在循環流化床鍋爐的運行過程中，旋風分離器效率受入口顆粒以及濃度、入口氣體速度、入口溫度等因素影響較大，尤其是小型循環灰，由于量少，床料流化速度降低，效率變低；另外，分離器密封不嚴實時，會形成二次攜帶；再者，分離器由于磨損嚴重，進行檢修時形狀會有所改變，這些都會帶來分離器分離效率低的不利后果。

3 循環流化床鍋爐的常見故障以及解決措施

3.1 磨損問題的解決措施

磨損會阻礙循環流化床鍋爐的正常運行，為預防磨損，使循環流化床鍋爐性能得到充分的發揮提供基礎，可采取以下措施來減少甚至是避免磨損：（1）在循環流化床鍋爐運行過程中，煙氣的流速應當適當降低，在保證正常運行的基礎上采取盡可能小的流速；（2）注重對煤質量的管理，在選擇固體燃料時，盡可能選擇粒徑較為均勻的固體燃燒物料，盡可能地選擇二級破碎系統，以確保顆粒的均勻性，使其能充分得到燃燒；（3）循環流化床鍋爐應當進行定期質量維修，發現有磨損的地方及時維修更換；（4）嚴格控制金屬錨固件的焊接、澆注振搗、澆注模裝設以及脫模等工藝流程，確保金屬錨的耐磨性；（5）對耐火材料的升溫曲線進行嚴格控制。

3.2 結焦問題的解決措施

為了能更好地預防循環流化床鍋爐的結焦問題，可以采取以下的措施：（1）可以適當提高一次風速，使燃燒器周圍的結渣得到緩解，從而增加燃燒器和著火點的距離，使火焰溫度堆集到爐膛中點，起到防止噴口周圍出現結渣現象；（2）床溫溫升率。在點火時，溫度和進風量要控制在合理范圍內（火焰溫度一般在1400℃～1600℃之間，風量視情況而定），要確保火焰處于正中心位置，燃料得到充分的燃燒；（3）要定期對循環流化床鍋爐進行定期檢修，如若發現漏風情況要及時更新處理；（4）對結焦高發生率的地方進行高度控制，確保這些地方的流化得到良好運行，保證溫度均衡、顆粒均勻，避免局部溫度過高；（5）高度關注高溫旋風分離器的溫度控制，一旦發生超溫現象，應及時調節風量和煤量的比例，實行床溫參數的控制。

3.3 點火故障問題的解決措施

在循環流化床鍋爐運行中，為保證可以正常點火，應當按以下步驟來進行操作：（1）保證底料顆粒的大小均勻度，一般以0～13mm為標準，厚度以400±50mm為標準同時選用發熱量高的煙煤進行燃燒，杜絕煤渣、煤矸石等；（2）控制好底料的熱值，一般在2093～4186kJ/ kg之間，因為熱值過高，溫度短時間內迅速升高，難以控制容易出現結焦，而熱值過低則會增加床溫的升溫難度；（3）確保最佳的臨界流化風量，可以有效防止結焦現象的發生，可以順利進行正常燃燒運行。

3.4 旋風分離器分離效率低的解決措施

在循環流化床鍋爐運行中，可以通過以下做法提升分離器的分離效率，進一步提升循環流化床鍋爐的運行效率。（1）應當做好分離器內壁的防磨材料的檢修工作，一旦發生磨損情況，及時更新處理，尤其是分離器漏風、竄氣現象的檢查，應及時檢查，避免事故的發生；（2）應高度重視燃煤的流化風量和粒徑的控制，當檢查到回料出現問題時應當適當進行調整，確保燃煤粒徑和流化風量相平衡，使其處于正常范圍內，在此基礎上不斷總結以往的實踐經驗，分析和總結分離器風量的最優化比例參數；（3）做好燃煤顆粒的大小控制，靈活處理大、中、小的比例控制，另外可以通過提高煙氣的流速，以提升分離器的工作效率或者是通過提高料層壓差增加床料的厚度以此再增加返料的分量，來提高鍋爐的效率。

4 結語

綜上所述，循環流化床鍋爐的主要優勢體現在它的適應性廣泛、爐膛截面積小、燃燒效率高、燃燒強度高和污染排放物低等方面，因此被廣泛運用于在國內、國際上的較多商業領域當中，在循環流化床鍋爐運行的過程中，由于各方面因素，會出現磨損、結焦以及旋風分離器分離效率低的問題，如若不能及時處理這些問題，循環流化床鍋爐就無法正常運轉，帶來經濟損失。文章主要針對分析磨損、結焦以及旋風分離器分離效率等的主要影響原因，并相應地提出解決方案，以期為循環流化床鍋爐的進一步發展提供實踐經驗。

[1]趙靜，楊立成．循環流化床鍋爐運用中常見問題及預防措施[J]．黑龍江科學，2014，（1）.

[2]楊靜濤，宮立志．YG-160/9.81-M循環流化床鍋爐常見故障分析[J]．設備管理與維修，2014，（7）.

[3]賀悅科，田曉蘭，鄒包產，等．260t/h焦煤混燒CFB鍋爐燃燒控制策略優化[J]．發電設備，2014，28（1）.

[4]李愛蓮．循環流化床鍋爐的燃燒控制[J]．自動化應用，2015，（2）.

[5]邵澤強．循環流化床鍋爐常見故障及原因探析[J]．中國高新技術企業，2014，（22）.

[6]音志春．75t/h循環流化床鍋爐改造[J]．機械管理開發，2013，（1）．

（責任編輯：王 波）

TK229

1009-2374（2017）12-0142-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.073

A