关于火电厂循环流化床锅炉的常见故障与预防对策探讨

陈好卫

（国能宁东第一发电有限公司，宁夏 银川 750000）

随着科技的进步，循环流化床锅炉的性能日益提高，具有燃烧效率高、成本低、负荷调节能力强、燃料适应性广、污染物排放少等优点，受到众多行业的欢迎，为企业创造了巨大的经济效益。但是，循环流化床锅炉在设计、使用上还存在先天的缺陷，使得它在使用中容易出现磨损、结焦、点火效率低、分离效率低等问题。对循环流化床锅炉的常见故障进行了归纳和分析，并提出了相应的预防维修措施，可以有效地提高其运行的可靠性，减少设备的停机。

1 循环流化床锅炉的应用现状与必要性

循环流化床锅炉具有广泛的适应性、小的炉膛面积、高燃烧效率、高排放等优点，在国内和国际上的许多商用场合都得到了广泛的应用。循环流化床燃煤锅炉作为清洁煤技术中的一种成熟的技术，因其煤种适应性强、燃烧效率高、炉内脱硫脱氮等优点，近年来，在我国洁净煤发电领域处于优先地位而被广泛应用。在实际使用中，流化床具有燃烧稳定性和燃油适应性，但是它不能确保各种性能差异很大的煤料的经济高效利用。煤炭电力供应紧张，使得许多燃煤电厂不得不加入各种不同的煤种，尤其是质量差的煤种，从而使整个电厂的热效率降低，煤耗增大。但由于不同煤种的特性差异较大，国内运行人员缺乏实际操作经验，对循环流化床的技术还没有完全掌握，煤质变化大，机组检修和停机频繁，导致其煤耗增加，实际运行经济性降低。目前，循环流化床锅炉的使用情况表明，节能必须根据目前的能源情况和目前的发电情况来进行。其实，锅炉节能的方法有很多种，比如，可以通过对设备进行改造来实现节约能源，也可以通过调整燃油的选择，比如，适当地混合比例来提高锅炉的热效率。循环流化床锅炉由于其特殊的水力特性和结构特点，使得其燃料适应性广，燃烧效率高，脱硫效率高，负荷调节范围大，但同时存在磨损大、厂用电高等问题，限制其发展。实践证明，与传统的煤粉炉相比，循环流化床锅炉在经济上存在着很大的差异，在相同工况下，循环流化床锅炉的能耗比煤粉炉高，而电厂能耗比煤粉炉高。

2 循环流化床锅炉的常见故障以及影响因素

2.1 磨损

循环流化床锅炉在正常工作时会进行高速度、高密度、高流速的循环工作，高速度的固体物质会不断地冲击循环流化床锅炉，导致内部的金属零件在高热环境的不断改变下，不断地磨损。循环流化床锅炉的磨损程度与锅炉特性、烟气流速、颗粒浓度、燃料特性等密切相关，磨损速率与烟气流速、粒度、灰分等成正比，而风量（一次风量、二次风量）的大小也会对水冷壁的磨损产生影响。转速越高，对锅炉的损伤越大；颗粒硬度越大、灰分越高磨损越大。如果不进行严格的安装和维修，对锅炉的磨损也会造成一定的影响，比如，由于多次焊接造成的壁板凸起，会增大粒子的漩涡，从而使锅炉的磨损更加严重。

2.2 结焦

常规循环流化床锅炉在使用过程中会发生结焦，特别是在高温离心机的物料循环系统中结焦过程中产生的大量残渣会堵塞循环系统，另外，如果发生结焦，则会使锅炉的阻力增大，从而对锅炉的燃烧、换热产生不利影响，严重地危及锅炉的安全。通过实例分析发现造成锅炉结焦的主要因素有以下几点：（1）在着火阶段，采用无烟煤、煤矸石等非易燃燃料，由于煤粉和通风量的比例不合理，导致炉膛内的油渣无法充分燃烧，形成残渣，附着在锅炉表面。（2）在锅炉的材料循环系统中由于某些原因发生了漏气，大量的外界气体混入了旋风管，使床料中的可燃物获得充足的氧而开始燃烧，同时由于炉膛内部的局部温度太高，使其燃烧成焦炭。（3）由于烟尘少，在物料循环系统中不能迅速运动，而且从燃烧室出来的煤粉也会进入回料，造成了炉渣的结焦；循环流化床锅炉在操作过程中因回料器堵塞、回料机的突然停机和未得到及时的处置而引起的床料温度不均匀、控制不当而产生的结焦现象。

2.3 故障

物料分离系统将高温物质与气流分开，再送入燃烧室，使燃烧室保持迅速流化，从而实现多次循环、反复燃烧和充分反应。在分离体系中分离器的分离效率直接关系到床层粒度、底渣粒度、燃料停留时间、飞灰和底渣的排放比例和整体经济效益。135 ～300MW 循环流化床锅炉在使用过程中经常会发生中间筒体和挂钩变形，造成中间筒体脱落。由于循环流化床锅炉是一种正压燃烧锅炉，大量的高热量物质（床料）在炉内流动，不仅给燃料和炉子提供了热量，而且还会对受热面和材料循环系统造成一定的冲击，因此，对物料循环系统的耐磨、耐温、耐压性能都有很高的要求。循环流化床锅炉与传统煤粉炉的不同之处在于原料循环系统、煤制备系统，其他如钢结构、受热面、炉外管道、支吊架等可参考国家行业标准、制造厂家要求和本公司的检修工艺规程执行。U 型阀属自动调整型非机械阀，是目前循环流化床锅炉中应用最广泛的一种物料回送装置，是物料循环系统的关键部件。在运行中其主要作用是把循环灰由压力较低的分离器灰出口输送到压力较高的燃烧室，防止燃烧室烟气反窜进入分离器，而一旦出现烟气从燃烧室经返料器短路进入旋风分离器的现象，则说明回料系统的正常循环被破坏，回料阀也就无法完成其使命。随着循环流化床锅炉大量投入运行，给煤系统故障成为影响机组正常运行的主要威胁之一。常见的给煤系统故障主要体现在旋转给料阀堵塞、跳闸、煤仓粘煤、给煤机销子断、给煤机链条出现爬坡、断链等。

3 循环流化床锅炉常见故障的处理方法

3.1 磨损问题处理对策

为了防止磨损，充分利用循环流化床锅炉的工作能力，可以通过下列方法来减小或避免磨损：（1）在循环流化床锅炉的工作中应该适当地减小烟气的流速，同时尽量减小流量，确保其正常工作。（2）加强对煤炭品质的控制，在选用固体燃料时尽量选用粒度较均匀的固体燃烧材料，并尽量选用二级粉碎体系，以保证颗粒的均匀度，使之充分燃烧。（3）对循环流化床锅炉进行定期的品质维护，对出现磨损的部位进行修理和更换。（4）对焊接、浇注、浇注、浇注、安装和脱模等工序进行严格的控制，以保证金属锚杆的耐磨性能。（5）严格地控制耐火材料的加热曲线。

对于已经安装有检修平台的循环流化床锅炉，水冷壁的检修需要使用脚手架、检修平台或检修吊篮。对循环流化床锅炉的防磨性、防爆检查要做到逢停即检，并及时配合机组大修施工，及时对炉膛内水冷壁、延伸墙、鳍片、防磨梁、浇注料进行全面检查。（1）对水冷壁和鳍片进行密封、光滑的检查，主要包括水冷壁和延长壁鳍片的内外两面均焊，水冷壁对接无错口，鳍片无漏焊，焊件焊痕不留，防止产生漩涡和回流。（2）要对耐磨梁、水冷壁的耐磨性耐火材料、缓冲台等部位进行检验，确保耐磨性耐火材料不会出现破损、脱落，对破损脱落的防磨梁、缓冲台的耐磨性耐火材料进行修复，避免在上述区域由于耐磨耐火材料的破损而导致水冷壁的磨损和爆管。（3）进行防磨、防爆检查，测量水冷壁、延伸墙厚度，并对磨损趋势进行分析，更换不合格的水冷壁管，检修中重点关注缓冲台上部水冷壁、热管、炉膛烟气出口及内裤腿上方前后墙水冷壁等易磨损区域。

3.2 结焦问题处理对策

为避免循环流化床锅炉结焦，应采取下列措施：（1）通过适当的加速度，减轻燃烧头附近的结渣，增大燃烧头与着火点间距，将火焰的温度集中在炉膛中心，以避免炉膛附近的结渣。（2）在着火过程中要保证炉膛的温度和空气流量（通常为1400 ～1600℃，根据不同的风量），保证火焰在最中央，使燃料充分燃烧。（3）定期检查循环流化床锅炉，如有漏气，应及时进行更换。（4）对易结焦的部位进行严格的监控，保证在这些部位有较好的流化效果，保证温度均匀，颗粒均匀，防止局部温度升高。（5）密切注意高温旋风分离器的温控，当出现超温时，要适时调整风量与煤粉的配比，并进行炉温参数的调控。

3.3 故障问题处理对策

为了确保循环流化床锅炉能够顺利点火，应按照下列程序进行：（1）确保基材颗粒的尺寸均匀性，标准为0 ～13mm，厚度为400 ～50mm，并使用发热量较高的烟煤，杜绝煤渣、煤矸石等。（2）对基材的热量进行控制，通常是2093 ～4186kJ/kg，由于热值太高，导致温度在短期内快速上升，很难控制，容易结焦，如果热量太低，就会使床上的温度上升变得困难。（3）保证临界流化气流的最佳流量，能有效地预防结焦，保证正常的燃烧操作。

在循环流化床锅炉的操作中采用下列方法提高了分离器的分离效率，从而使其工作效率得到了进一步提高。对隔板的耐磨性物料进行定期维修，如有磨损，应及时进行更换，特别是对分离器漏风、漏气现象进行检查，防止出现意外。要注意对煤的流化风流量和颗粒大小的控制，发现有问题时，要进行合理的调节，保证煤粉颗粒大小与流化风流量保持一致，并在此基础上，根据实际情况，对最佳配比参数进行分析归纳。控制燃煤的粒径，灵活处理大、中、小比例的控制，同时，还可以提高烟道的流速，提高分离机的运行效率，也可以通过增大料层的压力来增加床料的厚度，从而提高锅炉的效率。停炉后，要安装脚手架，检查分离中心筒挂钩、吊挂装置、中心筒本体、焊接部位的焊接情况，对变形的挂钩、吊挂装置进行修补，对变形的圆筒进行校正。加强挂钩和悬挂装置，确保其强度和耐热性能，同时不会影响分离器中心筒的膨胀。在每次停炉冷却后，都要对耐磨性耐火材料进行检查，例如，炉膛内部的密相区和缓冲台区域、布风板、炉膛上部烟气出口、延伸墙上下弯头、回料阀、回料腿、分离器、分离器出入口烟道等部位的耐磨性耐火材料是否有裂纹、脱落、膨胀缝是否有破损、内部是否有积灰，修理时，要先清除表面的灰尘，并焊接好抓钉，用抓钉刷2mm 厚的沥青油漆，并在表面刷磷酸，再进行修补。将膨胀缝内的灰尘清除，并填入硅酸铝绝缘棉，以便于在锅炉启动后进行膨胀，使膨胀缝内的隔热棉变得更紧密，从而降低物料循环系统的外部温度。长期停炉时要将炉膛、回料阀、外床的内床料全部排出，检查炉膛布风板、回料阀内盖有无堵塞、吹损、烧损等情况，清理堵塞的风罩，替换吹损和烧损的风罩。检查炉膛内的水冷却器、回料阀、外置床的风箱，如果有大量的灰尘，要检查相应部位的风罩有无损坏。从内部检查回料锥阀阀杆是否有吹损，锥头是否有吹蚀，如果有吹损，要检查调节回料锥阀的风向，从外部检查执行机构和滑块是否正常，没有卡滞，位置精确。为了防止锅炉的磨损，使锅炉能够长期运转，可以通过运行调节来减小其磨损：在运行时适当地减小烟气的流量，并在保证其正常运转的前提下尽量减小流量；强化入炉煤质管理，降低入炉煤矸石的比例，严格控制入炉煤粒，尽量选用二次粉碎体系，保证入炉煤粒度达到合理级配；在运转过程中，要确保两边的二次气流保持均衡，以减小气流的偏移，避免局部的摩擦；在锅炉启动期间，通过对耐磨性耐火材料的加热曲线进行加热，从而延长耐磨性耐火材料的使用寿命。

4 结语

大型循环流化床锅炉发展过程中由于技术水平、装备制造能力、安装工艺水平、检修维护质量、运行调试水平等诸多原因，造成了机组可用系数较低、可靠性较差、设备稳定性较差。在循环流化床锅炉的生产中会出现磨损、结焦、分离效率低下等问题，如果不能及时解决，将会造成巨大的经济损失。通过对大型循环流化床锅炉的常见故障进行全面的分析，涵盖了典型的故障类型，并给出了相应的维修措施，可以对其进行客观的维修，从而达到对循环流化床锅炉运行的要求。