循环流化床锅炉结焦机理与预防

刘思权

（新疆新鑫矿业股份有限公司阜康冶炼厂 阜康831500)

近年来，随着节能减排意识的提高和国民环保意识的增强，CFB 锅炉作为高效清洁的低温燃烧技术，正在向高参数、大容量的方向快速发展，但在锅炉调试、运行过程中发生炉内结焦几乎是所有厂家都遇到的问题。当流化床锅炉发生结焦时，炉床温度急剧上升，超过灰熔点，床压增高，使锅炉无法正常运行，只能停炉清焦；同时清除炉内结焦是一项工作量非常大且工作环境非常恶劣的作业，给企业生产造成严重的影响。

1 结焦现象

结焦最直接的原因是锅炉布风板上的床料整体或局部温度超过了灰渣熔点。当床料的整体温度或局部温度低于灰渣的变形温度时，由于局部温度超温而引起的锅炉结焦叫做低温结焦，反之叫做高温结焦。

1.1 低温结焦现象、原因、防止措施

1.1.1 低温焦结焦现象

⑴焦块相对来说比较松软，且颗粒小，易于清除；

⑵低温焦块在炉内具有渐进性，初期不易发现，但随着运行时间的增加，可能发展为高温结焦；

⑶对床料温度的影响不明显；

⑷排放底料时可能发现小块的焦块，同时排渣存在一定的困难；

⑸根据焦块的位置不同，可能会出现局部床温较高的现象。

1.1.2 原因分析

造成低温结焦的原因主要是：一是料层过厚，而一次风风量偏小，而且局部有流化不良的现象，也就是说存在有流化死区；二是床料成分中低熔点的碱性氧化物含量过大，床料的粒径过大且分布不均匀，有大量的过细床料存在。低温结焦经常发生在锅炉压火和启动的过程中。在锅炉的点火过程中，由于流化风用量相对于正常燃烧来说是比较小的，所以流化状态就比较差，致使进入到炉膛风的燃煤不能均匀的在炉内分布，使局部燃烧过于剧烈。在锅炉压火期间，料层处于静止状态，如果锅炉密封性能不佳使冷风漏入，床料中的可燃物便可获得氧气，产生燃烧，而燃烧产生的热量又不能被及时带走，从而使局部区域的床料超温而发生结焦。低温焦块质地松软，容易破碎。在低温焦块存在的情况下，如果加大一次风风量，通过床料颗粒之间的互相碰撞，有可能使焦块出现破碎，但同时，一次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 预防措施

⑴在锅炉启动点火中必须保证渣料良好的流化状态所必需的风量，从而使床温比较均匀，以防止局部温度超过允许的温度。

⑵在锅炉运行过程中要尽量避免压火操作。

⑶在锅炉运行中，要注意加强对炉床温度测点的观察，以及炉床差压的变化，以提供足量流化风量，来使燃料在炉膛得到比较均匀的流态化。

⑷提高锅炉运行设备的检修质量，设备的检修质量会影响CFB 锅炉的正常运行，如果炉内耐火浇筑材料出现脱落或者燃料中有异物，都会造成床料的不正常流化，布风板上的风帽出现较多损坏、或者堵塞,风帽从接风管脱落使风室内漏大量的灰渣、炉床温度测点不准、测点不足，造成司炉人员操作失误，都是造成锅炉结焦的原因。所以我们应该利用锅炉停炉检修的机会，对以上可能出现问题及时进行处理。

⑸对煤质要进行化验跟踪，上煤人员要及时向司炉操作人员通报煤种的变化情况，保证燃煤颗粒度达到要求，不同煤种要尽量搭配均匀，这对CFB锅炉经济运行和预防结焦具有很重要的意义。

2 高温结焦现象、原因、防止措施

2.1 高温结焦现象

CFB 锅炉高温结焦是床料整体温度大于炉灰软化温度而形成的结焦。当燃料中含碳过高，如不及时调整返料量和风量来控制床温在合理的区间，床温将会出现急剧上升的现象，当超过灰渣熔点，高温结焦就不可避免了。高温结焦的特征就是局部床温明显偏高且无法控制，一次风风量与布风板压力的正常对应关系被破坏，结焦处基本已不存在流化现象了。

2.2 原因分析

⑴点火过程中，给煤量控制不好，使大量燃煤进入锅炉，可燃物在极短的时间内燃烧，热量来不及扩散，造成了高温结焦。

⑵由于低温结焦具有渐进性的特征，所以小的焦块全逐渐熔合，最终形成高温结焦。

⑶在CFB 锅炉运行过程中，风量与燃煤的配比出现严重失调，会直接导致锅炉结焦。

2.3 防止措施

⑴点火过程中，防止大量给煤。

⑵控制好一次风风量，任何时候都不能低于最低流化风量，防止锅炉结焦。但是，最低流化风量取决于多种因素，如：床料厚度、煤质、床料粒径的大小以及分布的均匀性、锅炉的负荷的高低等等。

⑶在锅炉运行过程当中，保持风煤的合理配比。

⑷完善锅炉床温自动保护功能，阜康冶炼厂动力车间在经历了数次高温结焦后，对床温设置了自动保护功能，当床温高于970 ℃时，程序会自动停止给煤机运行，避免燃煤继续进入炉内，对避免锅炉结焦起到了重要的作用。

低温结焦的渐进性是运行过程中难以觉察的一种结焦形式。它有一个缓慢的生长过程，此时锅炉的各项参数都处于正常范围。产生这种低温结焦的主要原因是布风不均匀、燃煤颗度过大、运行人员对燃烧参数的控制失误、风帽风眼堵塞等等。所以CFB锅炉结焦存在着设计、制造、安装和运行等方面的各种原因。对于运行检修人员除需努力掌握CFB锅炉的运行操作技术和提高检修质量外，还应多借鉴其他厂家的锅炉运行经验，分析可能产生结焦的各种原因，在实践中不断总结经验，如此，才可从根本上预防CFB锅炉的结焦。

3 结束语

CFB锅炉由于环保节能的特点，已在工作领域得到广泛的应用，目前国内的CFB 锅炉技术也日趋成熟。但是，CFB锅炉还存在很多的问题，如运行周期短（一般三个月）、磨损严重、维修费用高等，出现这些问题除设计上的原因外，还有就是运行控制不合理所致，所以优化调整改善其运行性能是设备管理的主要内容。结焦不仅影响锅炉的经济安全稳定运行，甚至还可能使设备损坏，给生产带来严重的影响。因此在锅炉正常运行以及点火、压火等重大操作过程中，应加强对各运行参数的监视、提高设备健康水平，使锅炉的安全运行得到保证。