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1、循环流化床锅炉常见故障分析及对策我国目前已是世界上在电厂使用循环流化床锅炉（CFB 锅炉）最多的国家，已经运行的大小循环流化床电站锅炉有 2000 多台，其中 410t/h 以上大型循环流化床电站锅炉有近 200 多台。220t/h 以下 CFB 锅炉更是数不胜数。经过全国CFB 锅炉行业专家及同仁的不断努力和改造，CFB 锅炉安全运行周期一天比一天长，取得的经济效益越来越好，CFB 锅炉优点越来越明显。然而同煤粉炉相比还有一定差距。大型循环流化床电站锅炉因制造、设计、按装、调试等方面存在先天不足，特别是在平时的运行调节、维护以及并备品配备件的选折、防护措施等都存在诸多问题。CFB 锅炉目前仍
2、存在许多锅炉运行不长即出现水冷壁管磨损爆管泄漏；锅炉结焦；原煤斗、落煤管堵煤；分离器中心筒变形；浇注料脱落；非金属膨胀节损坏等影响锅炉正常运行和稳定。本文重点对以上问题进行分析和应采取的防范措施。1 循环流化床（CFB 锅炉）磨损问题 及对策循环流化床锅炉（简称 CFB 锅炉）在运行中炉内产生自上而下的大流量的紧贴垂直水冷壁管排表面及管间凹槽的贴壁灰流冲刷着垂直水冷壁管排。理论和实践证明，自上而下的大流量的贴壁灰流碰到垂直水冷壁管排表面及管间凹槽存在的任何的凸起处，甚至是不足 1mm 的凸起的地方都会造成严重的磨损。所以必须采取有效措施对垂直水冷壁管排表面进行防磨处理。 1.1 循环流化床锅炉
3、（简称 CFB 锅炉）主要磨损部位：一般在浇注料与水冷壁管排的过渡区、喷涂层边缘、炉膛四角或（6 角）打有浇注料部位、喷涂层处、水冷壁管更换后鳍片不平滑处、各孔门、测点、水冷壁的让管处、二次风口、落煤口、进渣口、回料口、回风口、密封盒、中间水冷壁通道、销钉等都是经常发生有规律的磨损泄漏问题。早期 CFB 锅炉制造设计上在该处无防磨措施或防磨措施不力，因此在这些区域就出现了诸多的磨损问题。几年来的大型 CFB 锅炉实际运行也证实了这些区域磨损严重，水冷壁泄漏频繁。以上图片是水冷壁磨损情况1.2 防止磨损的措施：1.2.1 重点需要做好以下内容：1.2.1.1 运行调节方面：CFB 锅炉运行中的调
4、节对防止水冷壁的磨损至关重要，我们在运行调节中要从以下几方面着手。(1)严格控入炉煤粒度，是保证一次风量的重要条件，循环流化床锅炉受热面磨损速率与颗粒速度的三次方和颗粒粒径的平方呈正比，因此降低一次风量和风速是减轻水冷壁磨损的主要条件之一。（2）控制入炉煤的质量，应达到或接近设计煤种，才能保证 CFB 锅炉在设计条件下运行。（3）一、二次风的配比和物料浓度对受热面的磨损有直接的影响，在保证炉内床料流化良好的前提下，减小总风量。（4）在保证料层差压合理分布的前提下，保证炉膛差压，控制在设计范围内。（5）根据燃烧工况，合理控制风量配比，减小“多余 ”风量的送入。（6）煤、风调整应缓慢均匀，精心监视
5、，减少炉内的扰动次数。（7）高负荷，在保证蒸汽参数前提下，控制外循环物料量。（8）根据排渣粒度情况定期置换换床料。（9）严格控制回料量及温度。（10）起停、炉时应按照规程严格执行，不得快起急停。1.2.1.2 检修维护方面：检修维护质量的好坏关系到循环流化床锅炉连续运行周期，因此必需要加强检修质量和检查质量，要认真检查不得走过场，必需检查到每一处，严禁漏项，不怕查出问题，就怕查不到，应做到应修必修，修必修好的原则。（1）检修平台的使用，它能检查到炉膛内的每个角落和地方是防止检查漏项的有效措施。使用中的检修平台（2）检修人员的技术水平责任心都是保证检修质量的前提，同时也是保证锅炉能否常周期运行的
6、关键。（3）备品备件的选择也是保证锅炉常周期运行的关键。只有好的产品才能有好的检修质量，才能保证设备的安全运行。例如风帽、浇注料、销钉，焊接工艺、喷涂质量和工艺等等。它们的质量都会影响锅炉的运行周期。1.2.1.3 目前对 CFB 锅炉受热面实施防磨的技术主要有以下几种：（1）让管技术和凸台技术 （2）超音速电弧喷涂防磨技术 （3）形高铝高耐磨瓦防磨技术 （4）堆焊耐磨合金防磨技术 (5) 耐火耐磨可塑料或浇注料技术(6) 防磨槽技术每台锅炉都有自己的特点不要人云亦云，要结合自己锅炉的特点选折需要的防磨技术是非常必要的。使用不好反得其反，要找出自己锅炉的磨损原因，然后要经过考察论证再采取措施。
7、磨损缩短了循环流化床锅炉连续运行周期，磨损使锅炉的运行维护费用增大，机组利用率降低，还限制了 CFB 锅炉的一些优点的发挥。因此，CFB 锅炉能否采用合理的、有效的、经济的防磨措施和方法是关系 CFB 锅炉技术成熟及大型化发展的重要一环。磨损已成为 CFB 锅炉长周期运行中一个亟待解决的问题。已成为影响 CFB 锅炉长期安全运行的最大制约因素，因此，锅炉磨损爆管是用户最担心的（同时也是感到最棘手的）和最渴望用有效办法彻底解决的问题。几年来，循环流化床锅炉的防磨技术也在实践中不断发展。由于防磨主要在锅炉下部密相区的四周水冷壁、炉膛上部烟气出口附近的侧墙和顶棚、炉膛开孔区域、炉膛内屏式受热面之下部
8、迎风面、水冷分隔墙下部、汽冷分离器内壁等处设计耐磨耐火材料覆盖层，有的锅炉在水冷壁耐磨耐火材料终结处附近一小段区域内（100-150mm ）的管子表面焊有防磨盖板。大量早期投运的 CFB 锅炉的实际运行证明恰是在锅炉制造厂设计的水冷壁耐磨材料终结处以上一定高度（l2 ）米区域和炉内各角部区域发生受热面管子磨损爆管的几率最大（特别是没有对水冷壁采用让管技术的锅炉）。 所以对炉内磨损严重的受热面有必要强化防磨处理，对新建机组则有必要在安装施工现场应严格把好质量关，特别是水冷壁的安装，其安装标准要高于煤粉炉。2 炉内耐磨料损坏的问题及对策耐磨料的损坏主要集中在炉内密相区、过热屏底部、旋风分离器入口及
9、切向位置、旋风分离器的入口伸缩节、回料器的平行位置、炉膛出口烟道、点火凤道，J 阀、回料器，其损坏主要有脱落和磨损两种情况，造成上述损坏的原因是多方面的。耐磨料的损坏情况2.1 耐磨料损坏的原因2.1.1 耐磨材料的成分不符合规定，使耐磨材料的稳定性达不到设计要求，一般来讲耐磨材料的耐压强度、抗折强度、耐磨性、热震稳定性和重烧线变化是主要考虑指标，当然高温耐压强度指标也必须考虑，然而有些耐磨料表面硬度减弱以及粘接力降低，耐磨料易磨损及脱落。2.1.2 施工工艺不良，在施工中没有按照材料及结合制的浓度进行合理配比，耐磨料水分较大或者未按烘炉曲线烘炉，施工时留膨胀缝不符合设计要求，在运行中易发生耐
10、磨料大片脱落。2.1.3 设计不合理，也会造成耐磨料脱落，有的厂家在设计使用销钉、抓钉时数量不足，采用的材质不合格，也会造成抓钉碳化而使耐磨料脱落。2.1.4 施工中膨胀缝过大，造成烟气反串到保温浇注料内，烧坏销钉，使销钉碳化，起不到作用，造成耐磨材料脱落。2.1.5 运行操作不当也会造成耐磨浇注料脱落，特别是在启、停炉过程中，升、降温速度过快，造成耐磨料产生收缩或膨胀的时间不够，一旦膨胀收缩受到约束，材料内部会产生一定的应力，由于耐磨料属非金属脆性材料，抵抗热应力破坏能力差，抗热性低，所以在应力的作用下会造成耐磨料受热不均而产生裂纹或脱落。有时由于运行控制点火风道内温度超过抓钉的使用温度 1
11、150，使抓钉碳化，也会造成浇注料大面积脱落。2.2 预防浇注料脱落损坏措施：2.2.1 对耐磨材料厂所提供的材料进行化验、分析，必须选用优质材料，选择信誉好的耐火材料厂出产的材料，并由他们进行施工，在施工中严把工艺关，加强监督，对耐磨材料的成分进行不定期的抽样化验，不合格的产品禁止使用。2.2.2 增加销钉及抓钉相对密度，从而增加抗热震的强度。2.2.3 在焊接销钉、抓钉时要保证焊接质量，严格控制，对于焊接不合格的一定要进行整理补焊。2.2.4 严格执行施工工艺程序，把好每一关，前一关不合格，严禁进入下一关。2.2.5 点火风道、J 阀、回料器等部位是烟气流速大、磨损严重的部位，要严格按照改
12、进后的工艺进行施工，膨胀缝及防止火焰反串部位要严格把关，保证质量。2.2.6 每次启、停炉要严格执行耐火材料厂提供的升温度曲线进行，不能随着改变启、停炉的升温及降温曲线，不但要加强对炉膛内的温度控制，而且对整个锅炉所有部位都要控制，防止因受热不均而造成耐火材料开裂及脱落。2.2.7 当发生水冷壁漏泄时应尽快停炉检修，防止耐火材料损坏。3 锅炉结焦的原因及预防措施3.1 结焦现象主要有：3.1.1CRT 显示床温、床压极不均匀，燃烧极不稳定，相关参数波动大，偏差大。床温测点有数个出现偏差大(差值大于 150)，并且大幅跳动；两侧床压值偏差大。3.1.2 结焦初期(局部)料层差压下降，结焦严重时，
13、料层差压急剧增加。3.1.3 氧量快速下降，几乎近于零。3.1.4 炉膛负压增大，一次风量，风室风压波动大。3.1.5 负荷、压力、汽温均下降。3.1.6 排渣不畅，床层排渣管发生堵塞，单个或多个放渣口放不出渣或放渣中有疏松多孔烧结性焦块( 局部结焦) ；3.1.7 从看火孔观察流化床内有白色火花，可见渣块，床料在炉内不正常的地运动；3.1.8 料层差压突然增高，短时后很快下降。 炉内结焦情况3.2 结焦原因分析 :3.2.1 床温偏高和炉内流化工况不良是造成结焦的两个最主要的原因。结焦无论在点火或在正常运行调整中都可能发生，原因也有多种；它不仅会在启动过程或压火时出现在床内，也有可能出现在炉
14、膛以外如旋风分离器的回料褪及回料阀内，灰渣中碱金属钾、钠含量较高时较易发生。回料阀回料故障、炉内浇铸料塌落、床下点火（流化）风量过小、料层过薄等原因均可引起锅炉结焦。当床料中含碳量过高时，如未能适时调整风量或返料量抑平床温，就有可能出现高温结焦。无论高温结焦还是低温结焦都常在点火过程中出现，一旦出现就会迅速增长。由于烧结是个自动加剧的过程，因此焦块长大的速度往往越来越快。床料流化不良造成堆积、给煤不均、播煤不均、燃烧不充分等会造成局域结焦。 3.2.2 渐进性结焦的主要原因有：3.2.2.1 布风系统制造和安装质量不好，凤帽选着或制造有问题。3.2.2.2 给煤粒度太大，甚至给煤中存在大块。3
15、.2.2.3 运行参数控制不当等，新建机组投运初期，应检查风帽及风帽小孔有无错装或堵塞，炉内分隔墙和耐火层边角处和顶角设计是否适当。 3.2.2.4 细碎机未及时调整，粗细煤粒的分布不合理，造成密相区燃烧份额加大，床温过高而结礁。3.2.2.5 锅炉做流化试验时没有注意流化风量或则流化试验做的不和格，就点火起动。3.2.3 运行中结焦可能原因分析：3.2.3.1 燃煤、床料熔点太低，在床温较高的前提下就可导致结焦。3.2.3.2 流化风量偏低，常时间流化不良。一次风量过小，低于临界流化风量，物料流化不好。布风不均，致使炉内流化不良，在床层内出现局部吹穿，而其它部位供风不足，床温偏高，从而形成焦
16、块。 3.2.3.3 风帽损坏，造成布风板布风不均，部分料层不流化。3.2.3.4 返料影响。返料风过小造成返料器返料不正常或返料器突然由于耐火材料的塌落而堵塞或因料差高放循环灰外泄失控等原因，返料无法正常返至炉内，造成床温过高而结焦。次时在加煤来维持压力及汽温，则床温在返料未回炉膛及加煤的双重作用下灰急剧上升而导致床上结焦。3.2.3.5 床温测量装置故障，床温表失准，造成运行人员误判断或对某一单点床温偏高束手无策。3.2.3.6 运行人员对床温监视不严造成超温，部分颗粒产生粘黏，形成焦块，并逐步长大。当出现燃烧故障时，循环流化床锅炉床温的变化是非常快的。由于炉膛内的物料很多，热容积大，床温如不能及时控制，极易产生结焦。3.2.3.7 锅炉停炉压火时操作不当，冷风进入炉内。3.2.3.8 锅炉长期超负荷运行或负荷增加过快，操作不当。3.23.9 启炉时料层过簿或过厚。将造成床层部分被吹空，烟气短路，而另一部分却因未能流化良好易结焦；料层太厚，料层阻力太大，会造成床料流化不良而结焦。3.2.3.10 炉内浇注料大面积塌落
