畢業(yè)論文---循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因分析及預防措施

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）</p><p>　　題目 循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因分析及預防措施</p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　性 別： </b></

2、p><p>　　專 業(yè): 熱能與動力工程專業(yè)</p><p><b>　　批 次：</b></p><p><b>　　電子郵箱： </b></p><p><b>　　聯(lián)系方式：</b></p><p><b>　　學習中心：<

3、/b></p><p><b>　　指導教師： </b></p><p>　　2012年03月18日</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因分析及預防措施</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著世界潔凈煤技術(shù)的發(fā)展,循環(huán)流化床燃燒技術(shù)已基

4、本成熟,制造和運行成本都較低,在保證高效燃燒的基礎(chǔ)上能顯著降低廢棄物的排放,可以滿足目前世界上最嚴格的環(huán)保標準。雖然流化床鍋爐是一種潔凈煤燃燒技術(shù),但是在實際運行中,鍋爐的結(jié)焦事故是危害循環(huán)流化床鍋爐安全運行原因之一。本文論述了循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)特點,對循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦進行了分析,介紹了結(jié)焦應(yīng)該采取的對策和措施以及注意事項。</p><p>　　關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；鍋爐結(jié)焦；原因分析</p>&

5、lt;p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言…………………………………………………………………1</p><p>　　1.1循環(huán)流化床鍋爐簡介……………………………………………………1</p><p>　　1.2循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)……………………………………………………2</p><p>　　1.3

6、循環(huán)流化床燃燒鍋爐的基本技術(shù)特點…………………………………3</p><p>　　1.4循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點…………………………………………………4</p><p>　　第二章 結(jié)焦原因分析………………………………………………………6</p><p>　　2.1循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦可能原因分析……………………………………6</p><p>　

7、　2.2超溫的原因?qū)е陆Y(jié)焦可能原因分析……………………………………9</p><p>　　2.3導致低溫結(jié)焦可能原因分析……………………………………………10</p><p>　　2.4導致漸進式結(jié)焦可能原因分析…………………………………………10</p><p>　　第三章 結(jié)焦的預防措施……………………………………………………12</p><

8、;p>　　3.1循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的預防措施………………………………………12</p><p>　　第四章 總結(jié)…………………………………………………………………15</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………………16</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………17</p>

9、;<p><b>　　前言</b></p><p>　　循環(huán)流行化床鍋爐技術(shù)是近十幾年來迅速發(fā)展的一項高效低污染清潔燃燒枝術(shù)。國際上這項技術(shù)在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領(lǐng)域已得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用，并向幾十萬千瓦級規(guī)模的大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展；國內(nèi)在這方面的研究、開發(fā)和應(yīng)用也逐漸興起，已有上百臺循環(huán)流化床鍋爐投入運行或正在制造之中。未來的幾年將是循環(huán)流化床飛速發(fā)展的一個重

10、要時期。</p><p>　　1.1循環(huán)流化床鍋爐簡介</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡流化床鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新爐型，因此鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環(huán)流化床鍋爐。但是又有很大的差別。早期的循環(huán)流化床鍋爐流化速度比較高，因此稱作快速循環(huán)循環(huán)床鍋爐?？焖俅驳幕纠碚撘部梢杂糜谘h(huán)流化床鍋爐。鼓泡床和快速床的基本理論已經(jīng)研究了很長時間，形成了一定的理論。要了解循環(huán)流化床

11、的原理，必須要了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床→湍流床→快速床各種狀態(tài)下的動力特性、燃燒特性以及傳熱特性固體粒子經(jīng)與氣體或液體接觸而轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃屏黧w狀態(tài)的過程，稱為流化過程。流化過程用于燃料燃燒，即為流化燃燒，其爐子稱為流化床鍋爐。</p><p>　　它與鼓泡床鍋爐的最大區(qū)別在于爐內(nèi)流化風速較高(一般為4～8m/s)，在爐膛出口加裝了氣固物料分離器。被煙氣攜帶排出爐膛的細小固體顆粒，經(jīng)分離器分離后，再送回

12、爐內(nèi)循環(huán)燃燒。循環(huán)流化床鍋爐可分為兩個部分：第一部分由爐膛(快速流化床)、氣固物料分離器、固體物料再循環(huán)設(shè)備和外置熱交換器(有些循環(huán)流化床鍋爐沒有該設(shè)備)等組成，上述部件形成了一個固體物料循環(huán)回路。第二部分為對流煙道，布置有過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器等，與其它常規(guī)鍋爐相近。</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐燃燒所需的一次風和二次風分別從爐膛的底部和側(cè)墻送入，燃料的燃燒主要在爐膛中完成，爐膛四周布置有水冷

13、壁用于吸收燃燒所產(chǎn)生的部分熱量。由氣流帶出爐膛的固體物料在氣固分離裝置中被收集并通過返料裝置送回爐膛。 </p><p><b>　　(1)流態(tài)化：</b></p><p>　　當固體顆粒中有流體通過時，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開始運動，且固體顆粒之間的摩擦力也越來越大，當流速達到一定值時，固體顆粒之間的摩擦力與它們的重力相等，每個顆?？梢宰杂蛇\動，所有固體顆粒

14、表現(xiàn)出類似流體狀態(tài)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為流態(tài)化。 </p><p>　　對于液固流態(tài)化的固體顆粒來說，顆粒均勻地分布于床層中，稱為“散式”流態(tài)化。而對于氣固流態(tài)化的固體顆粒來說，氣體并不均勻地流過床層，固體顆粒分成群體作紊流運動，床層中的空隙率隨位置和時間的不同而變化，這種流態(tài)化稱為“聚式”流態(tài)化。循環(huán)流化床鍋爐屬于“聚式”流態(tài)化。 </p><p>　　固體顆粒（床料）、流體（流化風）以及

15、完成流態(tài)化過程的設(shè)備稱為流化床。 </p><p><b>　　(2)臨界流化速度</b></p><p>　　1.　對于由均勻粒度的顆粒組成的床層中，在固定床通過的氣體流速很低時，隨著風速的增加，床層壓降成正比例增加，并且當風速達到一定值時，床層壓降達到最大值，該值略大于床層靜壓，如果繼續(xù)增加風速，固定床會突然解鎖，床層壓降降至床層的靜壓。如果床層是由寬篩分顆粒組成

16、的話，其特性為：在大顆粒尚未運動前，床內(nèi)的小顆粒已經(jīng)部分流化，床層從固定床轉(zhuǎn)變?yōu)榱骰驳慕怄i現(xiàn)象并不明顯，而往往會出現(xiàn)分層流化的現(xiàn)象。顆粒床層從靜止狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化進所需的最低速度，稱為臨界流化速度。隨著風速的進一步增大，床層壓降幾乎不變。循環(huán)流化床鍋爐一般的流化風速是2－3倍的臨界流化速度。 </p><p>　　影響臨界流化速度的因素： </p><p>　?。?）料層厚度對臨界流速影

17、響不大。 </p><p>　?。?）料層的當量平均料徑增大則臨界流速增加。 </p><p>　?。?）固體顆粒密度增加時臨界流速增加。 </p><p>　?。?）流體的運動粘度增大時臨界流速減小：如床溫增高時，臨界流速減小。</p><p>　　1.2循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)</p><p>　　鍋爐采用單鍋筒，自然循

18、環(huán)方式，總體上分為前部及尾部兩個豎井。前部豎井為總吊結(jié)構(gòu)，四周有膜式水冷壁組成。自下而上，依次為一次風室、密相床、懸浮段，尾部煙道自上而下依次為高溫過熱器、低溫過熱器及省煤器、空氣預熱器。尾部豎井采用支撐結(jié)構(gòu)，兩豎井之間由立式旋風分離器相連通，分離器下部聯(lián)接回送裝置及灰冷卻器。燃燒室及分離器內(nèi)部均設(shè)有防磨內(nèi)襯，前部豎井用敖管爐墻，外置金屬護板，尾部豎井用輕型爐墻，由八根鋼柱承受鍋爐全部重量。 </p><p>　

19、　鍋爐采用床下點火（油或煤氣），分級燃燒，一次風比率占50—60%，飛灰循環(huán)為低倍率，中溫分離灰渣排放采用干式，分別由水冷螺旋出渣機、灰冷卻器及除塵器灰斗排出。爐膛是保證燃料充分燃燒的關(guān)鍵，采用湍流床，使得流化速度在3.5—4.5m/s，并設(shè)計適當?shù)臓t膛截面，在爐膛膜式壁管上鋪設(shè)薄內(nèi)襯（高鋁質(zhì)磚），即使鍋爐燃燒用不同燃料時，燃燒效率也可保持在98—99%以上。 </p><p>　　高溫分離器入口煙溫在800℃左

20、右，旋風筒內(nèi)徑較小，結(jié)構(gòu)簡化，筒內(nèi)僅需一層薄薄的防磨內(nèi)襯（氮化硅磚）。其使用壽命較長。循環(huán)倍率為10—20左右。 </p><p>　　循環(huán)灰輸送系統(tǒng)主要由回料管、回送裝置，溢流管及灰冷卻器等幾部分組成。 </p><p>　　床溫控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程是自動的。在整個負荷變化范圍內(nèi)始終保持濃相床床溫850-950℃間的某一恒定值，這個值是最佳的脫硫溫度。當自動控制不投入時，靠手動也能維持恒定

21、的溫床。 </p><p>　　保護環(huán)境，節(jié)約能源是各個國家長期發(fā)展首要考慮的問題，循環(huán)流化床鍋爐正是基于這一點而發(fā)展起來，其高可靠性，高穩(wěn)定性，高可利用率，最佳的環(huán)保特性以及廣泛的燃料適應(yīng)性，特別是對劣質(zhì)燃料的適應(yīng)性，越來越受到廣泛關(guān)注，完全適合我國國情及發(fā)展優(yōu)勢。</p><p>　　1.3循環(huán)流化床燃燒鍋爐的基本技術(shù)特點</p><p>　　(1)低溫的動力控

22、制燃燒</p><p>　　循環(huán)流化床燃燒是一種在爐內(nèi)使高速運動的煙氣與其所攜帶的湍流擾動極強的固體顆粒密切接觸，并具有大量顆粒返混的流態(tài)化燃燒反應(yīng)過程;同時，在爐外將絕大部分高溫的固體顆粒捕集，并將它們送回爐內(nèi)再次參與燃燒過程,反復循環(huán)地組織燃燒。顯然，燃料在爐膛內(nèi)燃燒的時間延長了。在這種燃燒方式下，爐內(nèi)溫度水平因受脫硫最佳溫度限制，一般850℃左右。這樣的溫度遠低于普通煤粉爐中的溫度水平，并低于一般煤的灰熔點

23、，這就免去了灰熔化帶來的種種煩惱。這種“低溫燃燒”方式好處甚多，爐內(nèi)結(jié)渣及堿金屬析出均比煤粉爐中要改善很多，對灰特性的敏感性減低，也無須很大空間去使高溫灰冷卻下來，氮氧化物生成量低，可于爐內(nèi)組織廉價而高效的脫硫工藝，等等。從燃燒反應(yīng)動力學角度看，循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)控制在動力燃燒區(qū)(或過渡區(qū))內(nèi)。由于循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)相對來說溫度不高，并有大量固體顆粒的強烈混合，這種情況下的燃燒速率主要取決于化學反應(yīng)速率，也就是決定于溫度水平，而物

24、理因素不再是控制燃燒速率的主導因素。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃料的燃盡度很高，通常，性能良好的循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率可達95～99%以上。</p><p>　　(2)高速度、高濃度、高通量的固體物料流態(tài)化循環(huán)過程</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的固體物料(包括燃料、殘?zhí)俊⒒?、脫硫劑和惰性床料?經(jīng)歷了由爐膛、分離器和返料裝置所組成的外循環(huán)。同時在爐膛內(nèi)部因壁面效應(yīng)還存在著內(nèi)循環(huán)，因此循環(huán)流化

25、床鍋爐內(nèi)的物料參與了外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種循環(huán)運動。整個燃燒過程以及脫硫過程都是在這兩種形式的循環(huán)運行的動態(tài)過程中逐步完成的。</p><p>　　(3)高強度的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程</p><p>　　在循環(huán)流化床鍋爐中，大量的固體物料在強烈湍流下通過爐膛，通過人為操作可改變物料循環(huán)量，并可改變爐內(nèi)物料的分布規(guī)律，以適應(yīng)不同的燃燒工況。在這種組織方式下，爐內(nèi)的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程是十

26、分強烈的，這就使整個爐膛高度的溫度分布均勻。</p><p>　　1.4循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點</p><p><b>　　(1)燃料適應(yīng)性廣</b></p><p>　　這是循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點之一。在循環(huán)流化床鍋爐中按重量計，燃料僅占床料的1～3%，其余是不可燃的固體顆粒，如脫硫劑、灰渣等。因此，加到床中的新鮮煤顆粒被相當于一個“大蓄熱池

27、”的灼熱灰渣顆粒所包圍。由于床內(nèi)混合劇烈，這些灼熱的灰渣顆粒實際上起到了無窮的“理想拱”的作用，把煤料加熱到著火溫度而開始燃燒。在這個加熱過程中，所吸收的熱量只占床層總熱容量的千分之幾，因而對床層溫度影響很小，而煤顆粒的燃燒，又釋放出熱量，從而能使床層保持一定的溫度水平，這也是流化床一般著火沒有困難，并且煤種適應(yīng)性很廣的原因所在。</p><p><b>　　(2)燃燒效率高</b><

28、/p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率要比鼓泡流化床鍋爐高，通常在95～99%范圍內(nèi)，可與煤粉鍋爐相媲美。循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率高是因為有下述特點：氣固混合良好;燃燒速率高，其次是飛灰的再循環(huán)燃燒。</p><p><b>　　(3)高效脫硫</b></p><p>　　由于飛灰的循環(huán)燃燒過程，床料中未發(fā)生脫硫反應(yīng)而被吹出燃燒室的石灰石、石灰能

29、送回至床內(nèi)再利用;另外，已發(fā)生脫硫反應(yīng)部分，生成了硫酸鈣的大粒子，在循環(huán)燃燒過程中發(fā)生碰撞破裂，使新的氧化鈣粒子表面又暴露于硫化反應(yīng)的氣氛中。這樣循環(huán)流化床燃燒與鼓泡流化床燃燒相比脫硫性能大大改善。當鈣硫比為1.5～2.0時，脫硫率可達85～90%。而鼓泡流化床鍋爐，脫硫效率要達到85～90% ，鈣硫比要達到3～4，鈣的消耗量大一倍。與煤粉燃燒鍋爐相比，不需采用尾部脫硫脫硝裝置，投資和運行費用都大為降低。</p><

30、p>　　(4)氮氧化物(NOX)排放低</p><p>　　氮氧化物排放低是循環(huán)流化床鍋爐另一個非常吸引人的特點。運行經(jīng)驗表明，循環(huán)流化床鍋爐的NOX排放范圍為50～150ppm或40～120mg/MJ。循環(huán)流化床鍋爐NOX排放低是由于以下兩個原因：一是低溫燃燒，此時空氣中的氮一般不會生成NOX ;二是分段燃燒，抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化為NOX ，并使部分已生成的NOX得到還原。</p><p

31、>　　(5)燃燒強度高，爐膛截面積小</p><p>　　爐膛單位截面積的熱負荷高是循環(huán)流化床鍋爐的另一主要優(yōu)點。其截面熱負荷約為3.5～4.5MW/m2，接近或高于煤粉爐。同樣熱負荷下鼓泡流化床鍋爐需要的爐膛截面積要比循環(huán)流化床鍋爐大2～3倍。</p><p>　　(6)負荷調(diào)節(jié)范圍大，負荷調(diào)節(jié)快</p><p>　　當負荷變化時，只需調(diào)節(jié)給煤量、空氣量和物

32、料循環(huán)量，不 必像鼓泡流化床鍋爐那樣采用分床壓火技術(shù)。也不象煤粉鍋爐那樣，低負荷時要用油助燃，維持穩(wěn)定燃燒。一般而言，循環(huán)流化床鍋爐的負荷調(diào)節(jié)比可達(3～4)：1。負荷調(diào)節(jié)速率也很快，一般可達每分鐘4%。</p><p>　　(7)易于實現(xiàn)灰渣綜合利用</p><p>　　循環(huán)流化床燃燒過程屬于低溫燃燒，同時爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條件使得鍋爐的灰渣含炭量低(含炭量小于1%)，屬于低溫燒透，易于實現(xiàn)

33、灰渣的綜合利用，如作為水泥摻和料或做建筑材料。同時低溫燒透也有利于灰渣中稀有金屬的提取。</p><p>　　(8)床內(nèi)不布置埋管受熱面</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐的床內(nèi)不布置埋管受熱面，因而不存在鼓泡流化床鍋爐的埋管受熱面易磨損的問題。此外，由于床內(nèi)沒有埋管受熱面，啟動、停爐、結(jié)焦處理時間短，可以長時間壓火等。</p><p>　　(9)燃料預處理系統(tǒng)簡單

34、</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐的給煤粒度一般小于13mm，因此與煤粉鍋爐相比，燃料的制備破碎系統(tǒng)大為簡化。</p><p><b>　　(10)給煤點少</b></p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐的爐膛截面積小，同時良好的混合和燃燒區(qū)域的擴展使所需的給煤點數(shù)大大減少。既有利于燃燒，也簡化了給煤系統(tǒng)。【1】</p><p

35、>　　第二章 結(jié)焦原因分析</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦一般分為高溫結(jié)焦、低溫結(jié)焦和漸進性結(jié)焦 3 種。低溫結(jié)焦就是當床層整體溫度低于灰渣的變形溫度，由于局部超溫或低溫燒結(jié)引起的結(jié)焦，常在起動和壓火時的床層中發(fā)生，并有可能發(fā)生在高溫旋風分離器的灰斗內(nèi)，以及外置換熱器和返料機構(gòu)內(nèi)。高溫結(jié)焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結(jié)焦現(xiàn)象。其特點是面積大，甚至波及整個爐床，而且從高溫焦塊表面上看

36、是熔融的，冷卻后呈深褐色，質(zhì)地堅硬，并夾雜少量氣孔。漸進性結(jié)焦是運行中較難察覺的一種結(jié)焦形式，主要因布風系統(tǒng)設(shè)計和安裝質(zhì)量不好、給煤顆粒度超出設(shè)計值、運行參數(shù)控制不當、風帽錯裝或堵塞等所致。爐內(nèi)結(jié)焦是由于高溫結(jié)焦、低溫結(jié)焦、漸進性結(jié)焦和油煤混燃時間較長以及流化不正常引起的結(jié)焦，這 3 種結(jié)焦類型并不是明顯分離的，不論是哪種類型的結(jié)焦，一旦渣塊在床料中存在并隨著時間的推移，焦塊將越來越大，造成流化困難，結(jié)果會堵塞排渣管，最后甚至被迫停爐。

37、</p><p>　　2.1循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因分析</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的主要原因是床料局部或整體溫度超過灰熔點或燒結(jié)溫度，以及爐內(nèi)流化工況不良等。</p><p>　　A、生產(chǎn)運行中結(jié)焦可能原因分析：</p><p><b>　　(1）燃料的影響 </b></p><p>

38、　　若煤的灰熔點低，當煤顆粒在床溫較低水平下無法充分燃燒或在爐膛內(nèi)較高溫度下熔化成液態(tài)或軟化狀態(tài)時，相互黏結(jié)，且自身燃燒放出的熱量無法及時傳出，就會產(chǎn)生結(jié)焦。其次，運行中給煤量過大，使料層中含煤量過多，料層溫度升高，燃燒氣氛更加趨于還原性氣氛，煤的灰粒容易達到熔融及軟化狀態(tài)而結(jié)焦。另外，煤種變化太大，燃料制備系統(tǒng)選擇不當，煤粒度太大，或粗顆粒份額較多也會嚴重影響床層的流化，導致密相區(qū)超溫而結(jié)焦。</p><p>

39、　　(2）運行參數(shù)的影響 </p><p>　　運行中一次風量太小或減風至流化極限以下，會造成料層流化不好而出現(xiàn)局部溫度過高的情況，一旦局部出現(xiàn)結(jié)焦就會黏結(jié)周圍的顆粒而使結(jié)焦擴大。這種情況主要發(fā)生在起動過程中，因為起動時料層太低，風量較小，整個料層未能均勻地達到較好的流化狀態(tài)。另外，料層差壓是一個反映燃燒室料層厚度的參數(shù)，在鍋爐運行中，料層厚度大小會直接影響鍋爐的流化質(zhì)量，啟爐時料層過簿或過厚，如料層厚度過大，有

40、可能引起流化不好造成爐膛結(jié)焦或滅火。 </p><p><b>　　(3）返料影響 </b></p><p>　　返料風過小，或返料器突然由于耐火材料的塌落而堵塞，或因料層差壓高放循環(huán)灰外泄失控等原因，返料無法正常返至爐內(nèi)，都會造成床溫過高而結(jié)焦。若此時再通過加煤來維持壓力及汽溫，則床溫在返料未回爐膛及加煤的雙重作用下會急劇上升而導致床上結(jié)焦。若運行中返料溫度過高，可

41、能會造成返料器內(nèi)結(jié)焦。</p><p>　　(4）結(jié)構(gòu)方面的影響 </p><p>　　布風板設(shè)計不良，流化風量偏低，常時間流化不良。一次風量過小，低于臨界流化風量，物料流化不好。爐底風壓過低，布風板阻力較低，(一般布風板阻力應(yīng)為整個料層阻力的25～30％)，布風不均，致使爐內(nèi)流化不良，在床層內(nèi)出現(xiàn)局部吹穿，而其它部位供風不足，床溫偏高，物料產(chǎn)生粘結(jié)，從而形成焦塊。風帽布置不合理或風帽損壞

42、，造成布風板布風不均，會造成部分料層不流化而產(chǎn)生結(jié)焦。另外，返料閥設(shè)計不當，返料風可能導致閥體內(nèi)可燃物的燃燒，從而使返料溫度升高造成返料器內(nèi)結(jié)焦。</p><p>　　(5)運行操作人員問題的影響</p><p>　　人為的誤操作，增減負荷操作不當。先加煤而后加風；不觀察風室靜壓而隨便調(diào)節(jié)風量。壓火時操作不當，冷風進入爐內(nèi)。操作技術(shù)差，點火階段：流化試驗未做好；兩側(cè)油槍出力不等；投煤過早，

43、操作不及時。運行階段：風煤比長時間失調(diào)；風量與煤量調(diào)節(jié)幅度大。床溫測量裝置故障，床溫表失準，造成運行人員誤判斷或?qū)δ骋粏吸c床溫偏高束手無策。操作注意力不集中，未觀察床溫漲跌情況；運行人員對床溫監(jiān)視不嚴造成超溫。根據(jù)一些文獻資料介紹，實際顆粒的溫度比床溫測點測得溫度要高150～200℃，可知雖然床溫測點反映的溫度不高，但實際溫度已達1000℃多度，部分顆粒產(chǎn)生粘黏，形成焦塊，并逐步長大。當出現(xiàn)燃燒故障時，循環(huán)流化床鍋爐床溫的變化是非?？斓?/p>

44、。由于爐膛內(nèi)的物料很多，熱容積大，床溫如不能及時控制，極易產(chǎn)生結(jié)焦。未注意爐膛料層差壓；沒有注意冷渣機是否已堵。交接班不清，對鍋爐燃燒狀況不了解鍋爐長期超負荷運行或負荷增加過快；未講清設(shè)備存在的而未解決的問題?！?】</p><p>　　B、工藝方面結(jié)焦可能原因分析：</p><p>　　一、點火時料層升溫速率過快。1、一次風量偏大；2、下煤量過快。</p><p>

45、;　　二、爐膛溫度過高，約≥1100℃，超過煤的灰熔點。1、超負荷運行。</p><p>　　三、料層（密相區(qū)）過厚。1、下灰次數(shù)少。</p><p>　　四、料層太薄。1、放渣過多。</p><p>　　五、流化不良。1、一次風量??；2、下煤量瞬時增大；3、大顆?；蜩F器沉底。</p><p>　　六、燃燒不充分。1、風煤比失調(diào)；2、二次風量

46、不足。</p><p>　　七、返料不及時，致使床溫過高。1、返料器內(nèi)結(jié)焦；2、返料風量小。3、返料風機跳閘會使返料風量瞬間減少甚至為零，返料量大為減少，從而無法帶走爐膛中料層的熱量而引起料層超溫，控制不當就會引起料層結(jié)焦。</p><p>　　返料風機跳閘，應(yīng)及時啟動備用風機運行；保證返料正常。所有返料風機都故障，返料中止，造成床溫急劇升高、料層差壓下降、爐膛差壓減少；要大量減煤，加大一

47、次風，返料器放灰；迅速降低鍋爐出力運行。返料風機短時間不能及時恢復運行的，鍋爐作壓火處理。</p><p>　　防止返料系統(tǒng)結(jié)焦應(yīng)及時放返料灰，為防止爐膛結(jié)焦應(yīng)及時減煤或停止給煤并加大一次風，并注意調(diào)整排渣速度，減小二次風減負荷，如返料風機一時不能恢復啟動，應(yīng)作壓火處理，如有一次風聯(lián)絡(luò)閥應(yīng)將聯(lián)絡(luò)閥打開用一次風進行返料，但要相應(yīng)降低負荷運行。</p><p>　　八、局部溫差大。1、料層鋪設(shè)

48、不均勻；2、兩條下煤管下煤量不均勻；3、播煤風過小。</p><p>　　九、長時間單條皮帶給煤。</p><p>　　十、床溫不穩(wěn)定。1、風量不穩(wěn)；2、給煤量不穩(wěn)；3、儀表指示不準確；4、儀表安裝位置不精確，致使監(jiān)測數(shù)據(jù)不準。</p><p>　　C、設(shè)備方面結(jié)焦可能原因分析：</p><p><b>　　一、爐膛風帽脫落。<

49、;/b></p><p>　　二、風帽質(zhì)量差。1、風孔大小不一；2、風帽耐高溫性差；3、風孔易堵塞。</p><p>　　三、風機故障。1、一次風機跳閘；1）設(shè)備跳閘；2）電氣跳閘。2、二次風機跳閘；1）設(shè)備跳閘；2）電氣跳閘。3、返料風機跳閘。1）設(shè)備跳閘；2）電氣跳閘。</p><p>　　四、風管泄漏，風量不足。</p><p>

50、　　五、油槍霧化效果差。1、油管進口總閥不動作或不靈敏；2、給油泵不打量。1）油管堵塞；2）油槍噴孔過大或過??；3）油壓低</p><p>　　六、調(diào)風擋板開度不到位。1、異物卡??；2、自調(diào)裝置失靈；3、檔板搖桿脫落。</p><p>　　七、爐墻倒塌。爐內(nèi)澆注料大面積塌落，造成局部流化不良，過熱而結(jié)焦。</p><p>　　八、返料器工作不正常。1、澆注料脫落或堵

51、塞；2、返料風機故障；3、返料器內(nèi)風帽脫落；4、返料器內(nèi)風帽堵塞。</p><p>　　九、放渣管堵塞。1、放渣口風帽配置太少；2、密封不嚴，造成管內(nèi)結(jié)焦。原料方面：</p><p>　　十、運行過程中由于給煤機運行不正常，給煤量測量不準而給煤過多，造成床層局部超溫或長時間給風等也是造成結(jié)焦的原因。</p><p>　　D、燃煤方面結(jié)焦可能原因分析：</p&

52、gt;<p>　　一、粒度不均。1、沒有進行分篩。</p><p>　　二、煤粒直徑過大。1、機械加工不到位。</p><p>　　三、煤質(zhì)較差。1、灰熔點低；2、固定碳含量少。</p><p><b>　　四、煤質(zhì)突變。</b></p><p><b>　　五、煤濕度比較大。</b>

53、</p><p><b>　　六、煤矸石粒度大。</b></p><p><b>　　七、煤配比不當</b></p><p>　　2.2超溫的原因?qū)е陆Y(jié)焦可能原因分析</p><p>　　高溫結(jié)焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結(jié)焦現(xiàn)象。當床料中含碳量過高，如不及時調(diào)整風量或返料量來控制

54、床溫，床溫將急劇上升，超過灰熔點，便會產(chǎn)生高溫結(jié)焦</p><p>　　超溫的原因：燃料在燃燒室內(nèi)燃燒，釋放熱量，循環(huán)灰由回料器進入燃燒室與燃料混合后吸收熱量并將熱量帶出燃燒室，正常情況下它們之間的關(guān)系是平衡的，燃燒室溫度會維持定值。只有在熱量不能被及時帶出時，燃燒室溫度才會升高。</p><p>　　超溫結(jié)焦可分為三種情況：</p><p>　?。?）局部溫度超高

55、，儀表指示溫度正常。燃燒室內(nèi)物料局部物料流化不正常，循環(huán)灰與燃料混合不好或未混合，燃料釋放的熱量不能被及時帶走。料層內(nèi)溫度場不均勻（即便是流化正常，料層內(nèi)各點溫度也是有差別的，只不過更接近平均值，日常運行中儀表指示溫度也不是完全一致的），流化不正常的部位距離溫度元件相對較遠，不能如實反映局部溫度實際情況。</p><p>　　（2）局部超溫，儀表指示超溫。燃燒室內(nèi)物料局部物料流化不正常，循環(huán)灰與燃料混合不好或未混

56、合，燃料釋放的熱量不能被及時帶走。超溫或結(jié)焦點正好在測溫元件部位，溫度指示，可以如實反映實際溫度情況。這種結(jié)焦現(xiàn)象很少會獨立出現(xiàn)，因為監(jiān)盤的工作人員不會坐等溫度升高至規(guī)定值。所以，此種情況一般是由低溫結(jié)焦逐漸惡化，焦塊延伸至測溫元件附近引起的。溫度元件被焦塊包圍時，開大一次風就指示溫度快速下降或下降極為緩慢，關(guān)小一次風時，溫度指示快速上升或上升極為緩慢，此點溫度指示相對于其它溫度指示明顯的不正常，就有可能是結(jié)焦了。儀表指示溫度很少超過結(jié)

57、焦溫度。</p><p>　?。?）整體超溫，儀表溫度超溫。這就是高溫結(jié)焦了。回料器突然不回料、煤質(zhì)突變、爐膛內(nèi)燃料聚集缺氧燃燒時突然增大通風量，會出現(xiàn)這種情況。處理及時一般可以避免。這是最少出現(xiàn)的結(jié)焦現(xiàn)象了。而最先結(jié)焦的溫度點早被一次風吹的溫度降了下來，即便是大面積結(jié)焦，也多是由低溫結(jié)焦處理不當或不及時引起的。</p><p>　　2.3導致低溫結(jié)焦可能原因分析</p>&

58、lt;p>　　結(jié)焦的直接原因是床料局部或整體溫度超過灰熔點或燒結(jié)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(jié)焦稱為低溫結(jié)焦。</p><p>　　低溫結(jié)焦的原因：低溫結(jié)焦常在啟動和壓火時的床層中出現(xiàn)，也可能出現(xiàn)在高溫旋風分離器的灰斗內(nèi)，以及外置換熱器和返料機構(gòu)內(nèi)。</p><p>　　2.4導致漸進式結(jié)焦可能原因分析</p><p>　　漸進性

59、結(jié)焦是運行中較難察覺的一種結(jié)焦形式。它是緩慢生長的，此時床溫和觀察到的流化質(zhì)量都比較正常。</p><p>　　漸進性結(jié)焦的原因:主要是布風系統(tǒng)設(shè)計和安裝質(zhì)量不好，給煤顆粒度超出設(shè)計值，運行參數(shù)控制不當，風帽錯裝或堵塞等等。</p><p>　　漸進式結(jié)焦可分為以下幾點方式：</p><p>　　(1)床料中帶煤，誤將夾帶大量煤粉的燃煤當床料送入爐膛，加床料時床溫又

60、未達到投煤溫度，導致燃燒不完全，這是引起結(jié)焦的起始因素，也是主要原因之一。</p><p>　　(2)一次風總風門不能正常操作，冷態(tài)試驗不準，且回料流化風機多次發(fā)生皮帶斷現(xiàn)象，不能正常運行，引發(fā)過回料閥堵塞現(xiàn)象。導致爐內(nèi)流化不理想，這是引起結(jié)焦的另一原因，也是后來二側(cè)溫差大難調(diào)節(jié)的原因之一。</p><p>　　(3)首次試投煤時，發(fā)現(xiàn)床溫不升反降，未能及時停止給煤，從而使結(jié)焦現(xiàn)象加劇。&

61、lt;/p><p>　　(4)正式投煤前，因要做一系列試驗，燒油時間過長，且發(fā)生過油槍漏油和油壓偏低現(xiàn)象，這是加劇結(jié)焦的另一因素。</p><p>　　(5)在結(jié)焦的情況下，又誤向爐內(nèi)補加床料，雖然床料中無煤，但卻加劇了結(jié)焦的發(fā)生。引起局部區(qū)域高溫，局部形成高溫結(jié)焦。</p><p>　　(6)床料成份復雜，有爐渣也有砂，易結(jié)塊。給煤不連續(xù)，常斷煤，一旦瞬間給煤量增多，

62、且燒得不完全，則易引起結(jié)焦。加之適逢下雨天，新運來的煤偏濕難著火，粒度也偏大。在這幾種因素的綜合作用下，使結(jié)焦現(xiàn)象越來越嚴重，隨著時間的推移，焦塊象滾雪球似的越來越大，流化越來越不正常；流化越不正常，結(jié)焦就越嚴重，形成惡性循環(huán)，最后焦塊越來越硬，形成漸進性結(jié)焦。【3】</p><p>　　第三章 結(jié)焦的預防措施</p><p>　　3.1循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的預防措施</p>

63、<p>　　循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦一旦產(chǎn)生，便會迅速增長，焦塊長大速度越來越快，因此預防結(jié)焦和及早發(fā)現(xiàn)結(jié)焦并予以清除是運行人員必須掌握的原則。</p><p>　　(1)改變?nèi)济旱慕菇Y(jié)特性，對預防循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦具有明顯的實用意義，保證良好而穩(wěn)定的入爐煤質(zhì)，特別是粒度、細度、矸石、熔點等指標一定要嚴格控制，入爐煤顆粒度符合要求。</p><p>　　(2)啟運前準備充分，在每次鍋

64、爐起動前認真檢查風帽、風室，清理雜物。起動時，應(yīng)進行冷態(tài)流化試驗，確認床層布風均勻，流化良好。</p><p>　　(3)加快起動速度，盡量縮短油煤混燒時間，否則油煤混燒時間過長，調(diào)整不當極易發(fā)生結(jié)焦，尤其投煤初期煤油混燒階段，大量的煤投到爐內(nèi)不能完全燃燒，很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結(jié)焦。點火初期當床溫達到投煤溫度時，應(yīng)立即投煤，燃燒穩(wěn)定后果斷斷油。在事故處理過程中，也應(yīng)及時斷油，使煤油混燃時間縮短，防

65、止結(jié)焦。</p><p>　　(4)鍋爐起動期間，返料裝置必須充滿灰后方可投入，以防風反竄。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(yīng)開返料風（一般是點火后半小時），保證床內(nèi)有料，否則，床溫將難以控制。8 U3 a& p) p3 l- p- l  w</p><p>　　(5)點火過程中，床溫達到 500 ℃ 以上可加入少量的煤以提高床溫。剛開始投煤

66、時，不得過快過猛，遵循少量間斷的原則。如果加煤量過多，由于煤粒燃燒不完全，整個床料含碳量增大，一旦加大風量，就會猛烈燃燒，床溫上升很快，甚至超過灰的軟化溫度，結(jié)果造成整床超溫結(jié)焦。點火給煤過程中若發(fā)現(xiàn)底料局部發(fā)亮或底料溫度急劇升高，說明底料有結(jié)焦的趨勢，則應(yīng)該減少給煤量，增加風量防止結(jié)焦。</p><p>　　(6)綜合考慮結(jié)焦和控制 NOx 的影響，床溫應(yīng)控制在（ 850 ～ 950 ）℃ 之間，最高不應(yīng)超過

67、1000℃ ，通過調(diào)整風煤配比及返料量控制。如因煤粒變粗或煤質(zhì)變差等原因引起床溫波動，應(yīng)視情況適當提高一次風量來流化床層，抑平床溫，以免出現(xiàn)大顆粒沉積，造成局部或整體超溫結(jié)焦現(xiàn)象。如床溫幾點極不平衡或個別點極高，應(yīng)遵循就高不就低的原則及時進行處理。國外的研究報告和國內(nèi)運行經(jīng)驗證明，流化床中的結(jié)焦溫度比煤粉爐中低得多，一般情況下，流化床中溫度低于灰軟化溫度（ 150 ～ 250 ）℃ 就開始結(jié)焦，因此建議控制局部床溫不能高于（ 950 ～

68、 1000 ）℃ 。另外，在低負荷運行時，如發(fā)現(xiàn)床溫突然下降，除了斷煤外，很可能是床料沉積，這時若增大給煤量，反而會加劇沉積，使流化床的流化質(zhì)量變差，造成局部結(jié)焦。當判明是床料沉積時，應(yīng)打開冷渣排放管放渣，待床溫正常后，適當調(diào)節(jié)至較高負荷下運行。變負荷運行時，也應(yīng)控制床溫在允許范圍內(nèi)，做到升負荷先加風后加煤，降負荷先減煤后減風，燃燒調(diào)節(jié)要平穩(wěn)，燃燒調(diào)節(jié)要做到“少量多次”的調(diào)節(jié)方法，避免床溫大起大落。</p><p&g

69、t;　　(7)運行時應(yīng)控制返料溫度最高不能超過 1000 ℃ 。溫度過高有可能造成返料器內(nèi)結(jié)焦，特別是在燃用較難燃的無煙煤時，因為存在燃料后燃情況，溫度控制不好極易發(fā)生結(jié)焦。返料溫度可以通過調(diào)整給煤量和返料風量來調(diào)節(jié)，如溫度過高，可適當減少給煤量并加大返料風量，同時檢查返料器有無堵塞，及時清除，保證返料器的通暢。</p><p>　　(8)料層差壓應(yīng)控制在（ 7 ～ 9 ) kPa 之間。料層差壓（料層的厚度）可

70、以通過爐底放渣管排放底料的方法來調(diào)節(jié)。鍋爐運行中，如果料層差壓超出正常范圍，說明流化不正常，下部有沉積或結(jié)渣，此時，可短時開大一次風，吹散焦塊，并打開放渣管排渣；如不能清除，應(yīng)立即停爐檢修。采用人工放渣要及時，做到少放勤放，不允許一次放過多的床料，不得用壓風的方式降低料層差壓。排出的爐渣有渣塊應(yīng)匯報司爐，排渣結(jié)束后排渣門要關(guān)閉嚴密。</p><p>　　(9)運行過程中，保持合理的風煤配比及一、二次風配比。運行中

71、一次風量不得低于對應(yīng)料層厚度下的最低臨界流化風量，以保證床料流化正常。二次風補充燃燒中氧的不足，其調(diào)整應(yīng)根據(jù)燃煤揮發(fā)分的高低隨負荷進行。</p><p>　　(10)壓火時首先關(guān)閉返料閥風、二次風機，然后停止給煤機，待料層溫度比正常溫度降低 50 ℃ 左右時，立即停止一次風機和引風機，并迅速關(guān)嚴送風門，使料層從流化狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止堆積狀態(tài)，與空氣隔絕，動作越快越好。</p><p>　　

72、(11)對于高溫分離器，保證任何時候含氧量不低于 3 ％～ 5 % ，以降低飛灰可燃物含量，防止分離器和返料機構(gòu)內(nèi)發(fā)生二次燃燒而超溫。運行中要定期察看返料的情況，監(jiān)視返料器床層的溫度是否正常。若超出正常值很多，可能是發(fā)生了二次燃燒。此時應(yīng)加大返料風量，打開返料床排灰閥放灰。若溫度低于正常值很多，說明返料器發(fā)生時應(yīng)打開排灰閥放灰，同時加大返料風量。若仍不能消除故障，則必須壓火檢修。</p><p>　　(12)應(yīng)確

73、保合格的爐內(nèi)澆注料及耐火耐磨材料質(zhì)量及施工質(zhì)量，防止因澆注料等材料塌落而引起結(jié)焦。</p><p>　　(13)防止采用后墻給煤的鍋爐密相區(qū)回料口出現(xiàn)結(jié)焦。采用后墻回料閥給煤的循環(huán)流化鍋爐，在點火調(diào)試階段，易出現(xiàn)回料口超溫結(jié)焦現(xiàn)象，原因是：點火階段回料量少，給煤不能迅速被回料帶入爐內(nèi)，堆積在回料口，引起局部燃燒過強導致超溫結(jié)焦；回料量少，導致煙氣反竄向回料口，回料口處形成旋渦；揮發(fā)份在此燃燒造成超溫結(jié)焦。改造的辦

74、法是在回料斜腿上加裝朝向其出口的高速冷風管道，該股風一方面把揮發(fā)份吹進爐內(nèi)，破壞回料口旋流，防止燃燒；一方面起到播煤風的作用。這樣，回料口超溫結(jié)焦問題可基本解決。</p><p>　　(14)改造流化床兩側(cè)和水冷風室兩側(cè)人孔上的看火孔，以便在運行中運行人員能明顯看到床料流化情況和風帽漏渣在水冷風室里的堆積情況。</p><p>　　(15)安裝爐膛差灰裝置和返料增壓風機</p>

75、<p>　　為監(jiān)視返料機構(gòu)是否正常工作，避免結(jié)焦或堵塞，可安裝爐膛差壓裝置和返料增壓風機。爐膛差壓指燃燒室上界面與爐膛出口之間的壓力差，是監(jiān)視返料器是否正常工作的一個參數(shù)。一般爐膛差壓控制在0.5 kPa以上。運行中若爐膛差壓突然降低，則表明物料循環(huán)中止，返料器發(fā)生了堵塞。運行中只要認真監(jiān)視爐膛差壓，返料機構(gòu)結(jié)焦是可以預防的。</p><p>　　為提高返料風壓頭，保證返料床層良好的流化和移動狀態(tài)，

76、在一次風壓不能滿足返料要求時，安裝返料風增壓風機對預防返料器結(jié)焦是非常有意義的。</p><p><b>　　第四章 總結(jié)</b></p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐由于環(huán)保性能好，以成為火力發(fā)電廠和工業(yè)鍋爐領(lǐng)域的熱點，目前，國內(nèi)的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)正在向更大容量方向發(fā)展。但是，很多循環(huán)流化床鍋爐都不同程度存在出力不足、運行周期短、灰渣不完全燃燒損失高、排煙損失大等

77、問題，出現(xiàn)這些問題除設(shè)計不當外，還有運行方式不合理所致，可以通過優(yōu)化調(diào)整改善其運行性能。</p><p>　　而引起循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦的因素較多，且機理復雜，但均可歸結(jié)為低溫結(jié)焦、高溫結(jié)焦及兩者交互作用的漸進性結(jié)焦。目前，國內(nèi)大型循環(huán)流化床鍋爐均不同程度的發(fā)生過結(jié)焦現(xiàn)象。但只要我們事先針對不同的煤種和類型的機組仔細地做好防范措施，在流化床鍋爐運行中，良好的流化質(zhì)量是防止結(jié)焦的關(guān)鍵，同時運行中尚應(yīng)認真調(diào)整好煤量、風

78、量，嚴格控制床溫及料層差壓等運行參數(shù)，作為運行人員，需應(yīng)努力提高大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的理論水平，同時多借鑒同類機組的運行經(jīng)驗，分析產(chǎn)生結(jié)焦的原因，執(zhí)行各項防止結(jié)焦的技術(shù)措施，在實踐中不斷積累操作經(jīng)驗。運行時認真的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施而不是拖延處理，那么，即使是燃燒劣質(zhì)無煙質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐也完全能避免、控制和防范爐內(nèi)結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生。</p><p><b>　　參考文獻</b>&

79、lt;/p><p>　　[1]岑可法，倪明江，駱仲泱等，《循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計及運行》，中國電力出版社，北京，1997</p><p>　　[2]楊圣春，CFB鍋爐生產(chǎn)運行中結(jié)焦分析，《發(fā)電設(shè)備》，2011年05期，上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院 上海</p><p>　　[3]周寶欣，《循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)問答》，88~89章，中國電力出版社，北京，2006</p&