近年来,随着节能减排意识的提高和国内环保法治的不断完善,循环流化床锅炉作为高效清洁的燃烧技术,正在向大容量、高参数方向快速发展,相继投产了一批135MW级的440T/H的循环流化床锅炉,还有相当数量的300MW等级的1025T/H循环流化床锅炉投入运行。在调试、运行中,不少循环流化床锅炉发生了炉内结焦。
当水冷壁受热面上发生结焦时,会使并列管的吸热不均,造成管屏之间的热偏差增大,局部水冷壁管超温;由于炉膛出口烟温升高,还会引起过热器、再热器壁温升高,炉内结焦不均匀时,将造成过、再热器的严重热偏差;大块焦落下时可能砸坏管子或造成锅炉熄火;此外,受热面结焦将使排烟温度升高,排烟损失增大;喷燃器结焦会造成煤粉气流偏斜,使不完全燃烧损失增大,锅炉效率降低等等。结焦还增大了锅炉的通风阻力,增大风机电耗,严重的会限制锅炉出力。
1 结焦现象
结焦的直接原因是床料局部或整体温度超过灰熔点或烧结温度。当床层整体温度低于灰渣变形温度,由于局部超温而引起的结焦称为低温结焦,反之称为高温结焦。
1.1 低温焦结焦现象、原因、防止措施
1.1.1 低温焦结焦现象
(1)焦块较松软,且颗粒小;(2)低温焦块具有渐进性;(3)对床温分布的影响不明显;(4)底渣排放存在一定的困难;(5)炉膛的差压减小,且床温偏高。
1.1.2 原因分析
造成低温结焦的原因主要是:床压过高,流化风量偏小,而且局部流化不良,存在有流化死区;床料成分中低熔点的碱性氧化物含量过大,床料的粒径分布不合理,有大量的过细床料存在。低温结焦常在启动和压火时的床层中出现。在点火过程中,由于流化风用量较小,流化状态差,导致进入炉膛的煤粒不能均匀播撒分布,局部燃烧过多。供热信息网了解到在锅炉压火期间,床料处于静止状态,如果漏入小风,热的床料中的可燃物获得氧气,便会产生燃烧。由于燃烧产生的热量不能及时带走,使局部区域床料超温而结焦。
低温焦块质地较松软,且容易破碎。供热信息网了解到如果在低温焦块存在的情况下,加大流化风量,通过床料颗粒之间的相互碰撞,有可能焦块破碎,但同时,流化风的增加也会加剧密相区耐磨材料的磨损,如果把密相区拉伸超过耐磨材料区域,则会对水冷壁构成严重的威胁。
1.1.3 防止措施
(1)在点火过程中保证床料良好的流化状态和正常移动状态,使温度均匀,防止局部超温
(2)尽量缩短压火时间。
(3)在运行中,要加强对各个床温测点的监视,密切注意床压、床层差压和密度的变化,提供足够的流化风量,以保证床料在炉膛内能够得到均匀的流化。
(4)根据床料的构成和其粒径的分布情况,在必要的时候可以考虑进行床料的置换,以尽量避免低温焦块的形成。
(5)改善运行设备健康水平
运行设备好坏直接影响流化床锅炉的正常运行,锅炉耐火材料脱落,耐火材料大面积脱落或炉膛内有异物,破坏高温返料器工作和床料流化不正常,风帽损坏较多、风帽局部堵塞、风帽漏灰渣、风室内有大量灰渣、布风板烧坏变形漏风、床温测点失准未及时修复、热工控制系统不完备,仪表配置不合理,测点不足,司炉盲目操作,也是造成锅炉结焦主要原因。我们要利用锅炉检修时间,对炉内的耐火材料、风帽、热工设备等进行全面检修和修补。
(6)改变燃煤的焦结特性
做好入炉煤的搭配(无烟煤和烟煤),煤控应及时汇报司炉运行中煤种的分析情况,做到科学搭配,搭配均匀,改变燃煤的焦结特性,对经济运行和预防循环流化床锅炉结焦具有明显的实用意义。
2 高温焦结焦现象、原因、防止措施
2.1 高温焦结焦现象
高温结焦是指床层整体温度水平较高而流化正常时所形成的结焦现象。当床料中含碳量过高,如不及时调整风量或返料量来控制床温,床温将急剧上升,超过灰熔点,便会产生高温结焦。供热信息网了解到高温结焦最显著的特征就是局部床温明显偏高且床温下降缓慢,流化风量与布风板压力不存在正常的对应关系,结焦部分已经基本不存在流化现象了。但是,从运行参数上看,除了床温,其他参数并无显著变化。
2.2 原因分析
2.2.1 点火过程中,燃煤大量进入,锅炉发生,造成了高温焦块。
2.2.2 由于低温结焦的渐进性且流化风量过低,焦块逐渐熔合,形成了高温焦。
2.2.3 运行过程中,风煤配比严重不当。
2.3 防止措施
2.3.1 点火过程中,加强对给煤机的监视,防止大量给煤。
2.3.2 控制好流化风量,防止低温结焦。但是,流化风量的多少又取决于多种因素,例如:床料量,床料成分,煤质,床料粒径分布及锅炉的负荷等等。
2.3.3 运行过程中,保持合理的风煤配比。
2.4 其他类型结焦
渐进性结焦是运行中较难察觉的一种结焦形式。它是缓慢生长的,此时床温和观察到的流化质量都比较正常。产生渐进性结焦的主要原因是布风系统设计和安装质量不好,给煤颗粒度超出设计值,运行参数控制不当,风帽错装或堵塞等等。
循环流化床锅炉结焦有着设计、制造和运行等多方面的主客观原因。设计、制造单位,还应进行质量回访,总结经验,力求不断完善设计,解决结构隐患,优化整体设计。对于运行检修人员需应努力提高大型循环流化床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,执行各项防止结焦的技术措施,在实践中不断积累操作经验。如此,循环流化床锅炉的结焦还是可以控制和防范的。
3 结束语
循环流化床锅炉由于环保性能好,以成为火力发电厂和工业锅炉领域的热点,目前,国内的循环流化床锅炉技术正在向更大容量方向发展。但是,很多循环流化床锅炉都不同程度存在出力不足、运行周期短、灰渣不完全燃烧损失高、排烟损失大等问题,出现这些问题除设计不当外,还有运行方式不合理所致,可以通过优化调整改善其运行性能。
结焦不仅会影响到锅炉的安全稳定运行,甚至还会损坏设备,因此在锅炉点火、压火、正常运行过程中,应加强对给煤机的监视、保证流化质量、认真调整风煤配比,同时运行中严格控制床温及料层差压等参数,避免锅炉结焦,使锅炉的安全运行得到保证。
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