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1、循环流化床锅炉结焦防范措施1 前言目前，国内循环流化床锅炉正处于向大容量、 高参数方向大力发 展阶段。近几年，国内已先后投产了一批 135 MW 等级的 440t/h 循环 流化床锅炉。在试生产或运行过程中，不少 CFB 炉曾经不同程度地 发生过炉内结焦这一问题，严重时，还导致被迫停炉现象的发生。连 州电厂二期扩建的二台 CFB 炉（3 号和 4 号炉）系广东省电力系统首 批、亦是哈锅厂首批燃烧劣质无烟煤的 CFB 锅炉。在调试过程中， 我们也曾遇到过类似问题。 本文试图结合该二台 CFB 炉的具体情况， 就炉内结焦这一制约 CFB 炉正常运行之问题作一分析和探讨。2 锅炉设计特点连州电厂 3
2、 号和 4 号炉系哈锅厂引进 Alstom 公司技术设计制造 的 440t/h 循环流化床锅炉， 型号为 HG-440/13.7-L.WM9 。采用床上床 下联合点火的启动方式，床上油枪 6 只，床下油枪 4 只，燃用 #0 轻 柴油。采用两级碎煤系统，其中二级碎煤机从德国 FAM 公司进口。 给煤系统共三级，其中一级为称重式给煤机，二、三级为刮板式。配 有飞灰再循环和石灰石脱硫系统。 设计燃煤为连州和湖南临武、 宜章、 嘉禾、白沙等地的无烟煤，大多属低挥发份、低热值、高灰份的劣质 无烟煤。最大允许粒径为w 7mm, d50=0.75mm, d0.35mm 不大于 10%。设计煤质特性见表 1
3、。实际入炉煤质更差（参见后页） 。据文献 1 报道，该煤种系易结焦煤种。对于连州和湖南煤种，变形温度 DT=1110C、1360 C,软化温度 ST =1350C、1270 C，流动温度FT=1420C、1360 C设计启动床料可用砂，也可用炉渣。若用砂则要求控制砂子中钠、 钾含量，以免引起床料结焦。如用炉渣，则要求最大粒径不超过3 mm， 参见表2。表1设计煤质特性名称符号数值设计煤种校核煤种1校核煤种2收到基碳%Car5360.7760收到基氢%Har1.21.841.8收到基氧%Oar3.32.142.62收到基氮%Nar1.350.680.85收到基硫%St.ar1.52.440.85
4、收到基灰份%Aar32.1524.1324.93收到基水份%Mar7.589干燥无灰基挥发份%Vdaf5.59.15.6低位发热量MJ/kg18.8422.1920.06表2砂粒度分布及床料化学成份的控制名称数值砂子粒度最大粒径0 0.13mm0.13 0.18mm0.18 0.25mm0.25 0.6mm 0.6mm占5%占5%占35%占55%Na2O 2.0%K2O9mm2.3%7 9mm1.7%5 7mm3%4 5mm1.6%3 4mm4.3%2 3mm4.8%1 2mm16.7%0.47 1mm22.2%0.2 0.47mm27.3%0.9mm,占 12.6%0.4650.9mm,占
5、35.86%0.3 0.465mm,占 28.2%0.2 0.3m m,占 12.9%0.1250.2mm,占 8.74%1%）,易导致结焦。 同时,炉渣中硅铝比 2SiO2/Al2O3 偏大（ 1 . 1 8%）,易使煤灰熔化温 度下降,导致结焦。b）运行期间,停床下油枪时,床温偏低,切风不及时,大量冷 风进入炉量,导致床温下降,引起结焦。c）首次启动时,所采用的床料（河砂）颗粒偏粗,且 K2O 含量 偏大（ 3%）,易引起结焦。煤粒也稍微偏粗了些。d）启动期间, 煤油混烧时间过长,未燃烧完全的油渣易与床料板结 成块。加之一次风量偏小,炉内流化不良,导致床料结块,形成疏松 性渣块,这是引起第
6、一次结焦（结渣）的原因之一。e）由于燃用的是当地小窑煤,挥发份低,热值低,固定碳高, 且炉内局部出现过低温区域， 易导致煤粉未完全燃烧现象的发生， 烧 结成焦块，这是引起第二次结焦的原因之一。f )从测得的煤灰熔隔特性数据、运行参数及焦块性质分析可发现：除个别区域外，炉膛大部分区域的床温均小于灰渣变形温度 DT 和软化温度 ST ，且焦块中嵌有未烧结的颗粒，因此， 3 号炉第二次 结焦性质可归结为低温结焦 2 ，即只是由于局部超温并进行低温烧 结而引发的。3.2.3 对策通过对 3 号炉结焦原因的分析， 我们有针对性地采取了以下防止低温 结焦的措施：a) 由于前二次启动时所采用的床料(河砂)特
7、性不理想，我们 在第三次点火启动前， 改用经筛选的炉渣作为启动用床料， 床料高度 为700mm,并重新做流化特性试验。b) 对床温床压表进行校验，确保其指示准确。并对全部油枪进 行检查,确保雾化良好。c) 运行期间,确保炉内流化良好,颗粒混和迅速,处于正常流 动状态,炉内温度分布均匀。d) 加快启动速度,尽量缩短油煤混烧时间。e) 针对劣质无烟煤特性,要求运行人员在切油枪时, 将床温控制在820C左右。且停床下油床时，切风应迅速。f ) 加强对入炉煤颗粒度监测,尽量使筛分比合符要求。通过采取以上措施, 3 号炉未再发生过结焦(结渣)现象。4 4号炉结焦原因及对策 4.1结焦情况介绍4号炉于20
8、04年3月27日首次点火启动，31日7: 53,因床压低， 需向炉内补加床料（砂），因当时是通过煤仓向炉内加床料的，而煤 仓内的床料有误漏进的煤粉，因此当时向炉内加床料，实际相当于投 入煤砂混合物，而当时床温只有 596C，床料中夹带的无烟煤不能完 全着火燃烧，床温不升反降，8: 01便停止加床料，但床温继续下降 至520C。投油助燃，至15: 04,床温达660C，床压3.7Kpa,首次 试投煤，但床温仍不升反降，至 20: 03,床温降至517C, 4月1日 6: 42,通过投油枪将床温升至643C，床压3.7Kpa,再投煤，床温 升至866C后便开始下降，床压也开始下降，12:03床压低
9、至0.3Kpa, 再补加床料（砂），床压升至3.0Kpa便又下降，估计炉内已结焦。16: 45,床温仍继续下降至460C，床压则降至1.5Kpa,但炉膛密相 区下部个别区域床温却高达1093C以上，且两侧主汽温偏差大，判断炉内已结焦较多，被迫停炉。4月5日进入炉膛检查，发现炉内图2 4号炉焦块严重结焦，炉内风帽上面 2/3区 域已被焦块覆盖，前墙焦块咼达 2米，炉焦既硬又黑。图2系在炉内砸碎后取出的部分 焦块。4.2原因分析事后，我们对结焦原因进行了认真的分析和研究， 最终确认 4 号 炉结焦原因系由各种因素综合作用的结果， 是渐进性结焦， 其结焦机 理介于局部低温结焦与整床高温结焦之间。具体
10、原因如下：a) 床料中带煤，误将夹带大量煤粉的燃煤当床料送入炉膛，加 床料时床温又未达到投煤温度， 导致燃烧不完全， 这是引起结焦的起 始因素，也是主要原因之一 3。b) B 侧一次风总风门不能正常操作，冷态试验不准，且 B 回料 流化风机多次发生皮带断现象， 不能正常运行， 引发过回料阀堵塞现 象。导致炉内流化不理想， 这是引起结焦的另一原因，也是后来二侧 温差大难调节的原因之一。c) 首次试投煤时，发现床温不升反降，未能及时停止给煤，从 而使结焦现象加剧。d) 正式投煤前，因要做一系列试验，烧油时间过长，且发生过 油枪漏油和油压偏低现象，这是加剧结焦的另一因素。e) 在结焦的情况下，又误向
11、炉内补加床料，虽然床料中无煤， 但却加剧了结焦的发生。引起局部区域高温，局部形成高温结焦。 f )床料成份复杂，有炉渣也有砂，易结块。给煤不连续，常断煤，一旦瞬间给煤量增多，且烧得不完全，则易引起结焦。加之适逢 下雨天，新运来的煤偏湿难着火，粒度也偏大。在这几种因素的综合 作用下，使结焦现象越来越严重，随着时间的推移，焦块象滚雪球似 的越来越大，流化越来越不正常；流化越不正常，结焦就越严重，形 成恶性循环，最后焦块越来越硬，形成渐进性结焦。4.3 对策在找出 4 号炉严重结焦的原因后，我们采取了以下防止结焦的措施：a) 床料改用经筛分的炉渣，严防床料与煤混合投入。严禁将煤仓当床料仓用，改从三级给煤机落煤口加床料。b) 重新做流化试验，对一次风量重新进行标定，检查风门开度。运行时确保一次风量大于临界流化风量。 尽量缩短投油枪时间， 加快 启动速度，并保持正常油压。c) 投煤时，床温一定要达到
