1、概述
??????? 大型CFB鍋爐是近些年才發(fā)展起來(lái)的電站鍋爐，它具有能燃用劣質(zhì)燃料，能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的床內(nèi)脫硫，氮氧化物等優(yōu)點(diǎn)。是高效，低污染利用煤炭資源的新技術(shù)，是當(dāng)前國(guó)際上開(kāi)發(fā)研究清潔燃煤新技術(shù)的最活躍的課題之一。（工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如美、德、英、日和瑞典等國(guó)，研制流化的主要目的是能經(jīng)濟(jì)地解決燃煤的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。它可燃用高硫煤，而排入大氣的SO2和NOX并不增加多少。CFB正在成為煤粉鍋爐的替代產(chǎn)品，這是因?yàn)殄仩t燃用高硫煤時(shí)，必須按日益提高環(huán)境保護(hù)要求規(guī)定，加裝昂貴的煙氣脫硫裝置。污染控制費(fèi)用在美國(guó)逐年上升，1980年安裝脫硫裝置費(fèi)用已占電廠總投資的48％，而且使電廠效率下降2－3％。美國(guó)統(tǒng)計(jì)70年代投資420億美元，為4萬(wàn)MW電站加裝了煙氣脫硫裝置，80年代改造的高硫煤電廠容量達(dá)10萬(wàn)MW，投資超過(guò)1000億美元，這筆費(fèi)用相當(dāng)于可建設(shè)美國(guó)今后30年需要新建設(shè)電站的投資1／4。所以，CFB已成為擺脫化石燃料面臨困境的一條途境。）是今后幾十年的熱動(dòng)發(fā)展方向。但是，它的設(shè)計(jì)、運(yùn)行都有待不斷積累經(jīng)驗(yàn)去完善，運(yùn)行中難免出現(xiàn)一些問(wèn)題。相對(duì)于常規(guī)煤粉爐，CFB鍋爐結(jié)焦已是一個(gè)最為普遍的且是比較嚴(yán)重的問(wèn)題。處理不好勢(shì)必嚴(yán)重影響CFB鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也影響到CFB鍋爐的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。因此對(duì)循環(huán)流化床鍋爐結(jié)焦原因的分析并提出解決辦法，會(huì)不斷提高大型CFB鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行水平。
??????? 2、結(jié)焦現(xiàn)象
??????? 2.1 結(jié)焦現(xiàn)象主要有：
??????? ⑴ DCS顯示床溫、床壓極不均勻，燃燒極不穩(wěn)定，相關(guān)參數(shù)波動(dòng)大，偏差大。床溫測(cè)點(diǎn)有數(shù)個(gè)出現(xiàn)偏差大，并且大幅跳動(dòng)；兩側(cè)床壓值偏差大，有時(shí)達(dá)到3kPa左右。（正常時(shí)約為6Kpa。）
??????? ⑵ 結(jié)焦初期料層差壓(局部)下降（局部床溫變化率小，甚至無(wú)變化），結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)，料層差壓急劇增加。
??????? ⑶ 氧量快速下降，幾乎近于零。
??????? ⑷爐膛負(fù)壓增大，一次風(fēng)量，風(fēng)室風(fēng)壓波動(dòng)大。
??????? ⑸ 負(fù)荷、壓力、汽溫均下降。
??????? ⑹ 排渣不暢，床層排渣管發(fā)生堵塞，單個(gè)或多個(gè)放渣口放不出渣或放渣中有疏松多孔燒結(jié)性焦塊(局部結(jié)焦)；
??????? ⑺ 如有看火孔可從看火孔觀察流化床內(nèi)有白色火花，可見(jiàn)渣塊，床料在爐內(nèi)不正常的地運(yùn)動(dòng)；
??????? ⑻ 料層差壓突然增高(有時(shí)甚至能達(dá)10KPa)，短時(shí)后很快下降（多為爐內(nèi)澆注料大面積塌落）。
??????? 2.2 當(dāng)床層整體溫度低于灰渣變形溫度而由于局部超溫或低溫?zé)Y(jié)而引起的結(jié)焦稱低溫結(jié)焦，低溫焦塊是疏松的帶有許多嵌入的未燒結(jié)顆粒。
??????? 床層整體溫度水平較高而流化正常時(shí)所形成的結(jié)焦現(xiàn)象稱高溫結(jié)焦，高溫焦塊表面上看基本上是熔融的，冷卻后呈深褐色并夾雜少量氣孔。
??????? 運(yùn)行中的床溫、床壓和流化都正常情況下出現(xiàn)的緩慢長(zhǎng)大的焦塊稱漸進(jìn)性結(jié)焦，這種結(jié)
??????? 焦是較難察覺(jué)的。爐內(nèi)結(jié)焦是由于高溫結(jié)焦、低溫結(jié)焦、漸進(jìn)性結(jié)焦和油煤混燃時(shí)間較長(zhǎng)以及流化不正常引起的結(jié)焦，不論是哪種原因引起的結(jié)焦，一旦渣塊在床料中存在并隨著時(shí)間的推移，焦塊將象滾雪球似的越滾越大，造成流化更加困難，即結(jié)焦影響流化，流化不良易結(jié)焦，結(jié)果是堵塞排渣管，最后被迫停爐。
??????? 3.結(jié)焦原因分析
??????? 3.1 床溫偏高和爐內(nèi)流化工況不良是造成結(jié)焦的兩個(gè)最主要的原因。結(jié)焦無(wú)論在點(diǎn)火或在正常運(yùn)行調(diào)整中都可能發(fā)生，原因也有多種；它不僅會(huì)在啟動(dòng)過(guò)程或壓火時(shí)出現(xiàn)在床內(nèi)，也有可能出現(xiàn)在爐膛以外如旋風(fēng)分離器的回料褪及回料閥內(nèi)，灰渣中堿金屬鉀、鈉含量較高時(shí)較易發(fā)生。回料閥回料故障、爐內(nèi)澆鑄料塌落、床下點(diǎn)火（流化）風(fēng)量過(guò)小、料層過(guò)薄等原因均可引起鍋爐結(jié)焦。當(dāng)床料中含碳量過(guò)高時(shí)，如未能適時(shí)調(diào)整風(fēng)量或返料量抑平床溫，就有可能出現(xiàn)高溫結(jié)焦。無(wú)論高溫結(jié)焦還是低溫結(jié)焦都常在點(diǎn)火過(guò)程中出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)就會(huì)迅速增長(zhǎng)。由于燒結(jié)是個(gè)自動(dòng)加劇的過(guò)程，因此焦塊長(zhǎng)大的速度往往越來(lái)越快。床料流化不良造成堆積、給煤不均、播煤不均、燃燒不充分等會(huì)造成局域結(jié)焦。
??????? 3.2 漸進(jìn)性結(jié)焦的主要原因有：⑴ 布風(fēng)系統(tǒng)制造和安裝質(zhì)量不好。⑵ 給煤粒度超出設(shè)計(jì)值，甚至給煤中存在大塊。⑶ 運(yùn)行參數(shù)控制不當(dāng)?shù)?，⑷風(fēng)帽錯(cuò)裝或風(fēng)帽小孔堵塞等等。
??????? 3.3生產(chǎn)運(yùn)行中結(jié)焦可能原因分析：
??????? ⑴ 燃煤、床料熔點(diǎn)太低，在床溫較低水平下就可導(dǎo)致結(jié)焦。
??????? ⑵ 流化風(fēng)量偏低，常時(shí)間流化不良。一次風(fēng)量過(guò)小，低于臨界流化風(fēng)量，物料流化不好。爐底風(fēng)壓過(guò)低，布風(fēng)板阻力較低，(一般布風(fēng)板阻力應(yīng)為整個(gè)料層阻力的25～30％)，布風(fēng)不均，致使?fàn)t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(fēng)不足，床溫偏高，物料產(chǎn)生粘結(jié)，從而形成焦塊。
??????? ⑶ 風(fēng)帽損壞，造成布風(fēng)板布風(fēng)不均，部分料層不流化。
??????? ⑷ 返料影響。返料風(fēng)過(guò)小造成返料器返料不正?；蚍盗掀魍蝗挥捎谀突鸩牧系乃涠氯蛞蛄喜罡叻叛h(huán)灰外泄失控等原因，返料無(wú)法正常返至爐內(nèi)，造成床溫過(guò)高而結(jié)焦。若再通過(guò)加煤來(lái)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灰急劇上升而導(dǎo)致床上結(jié)焦。啟爐過(guò)程中，若在投煤后再投入流化風(fēng)機(jī)，當(dāng)返料突然回爐床時(shí)，造成床溫陡降，降幅達(dá)200℃以上。此時(shí)，爐床內(nèi)煤粒因床溫下降而減慢甚至停止著火燃燒。此時(shí)，若操作失誤，不停煤反而加煤想使床溫回升，則會(huì)導(dǎo)致床溫進(jìn)一步下降及爐內(nèi)燃煤的繼續(xù)積累。當(dāng)意識(shí)到床溫?zé)o法回升而停煤后，爐內(nèi)可燃質(zhì)已大量積累，燃油將床溫升到煤粒著火點(diǎn)時(shí)，爐內(nèi)積累的大量可燃質(zhì)會(huì)迅速燃燒而使床溫失控進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)焦。
??????? ⑸ 床溫測(cè)量裝置故障，床溫表失準(zhǔn)，造成運(yùn)行人員誤判斷或?qū)δ骋粏吸c(diǎn)床溫偏高束手無(wú)策。
??????? ⑹ 運(yùn)行人員對(duì)床溫監(jiān)視不嚴(yán)造成超溫。根據(jù)一些文獻(xiàn)資料介紹，實(shí)際顆粒的溫度比床溫測(cè)點(diǎn)測(cè)得溫度要高150～200℃，可知雖然床溫測(cè)點(diǎn)反映的溫度不高，但實(shí)際溫度已達(dá)1000℃多度，部分顆粒產(chǎn)生粘黏，形成焦塊，并逐步長(zhǎng)大。當(dāng)出現(xiàn)燃燒故障時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐床溫的變化是非?？斓?。由于爐膛內(nèi)的物料很多，熱容積大，床溫如不能及時(shí)控制，極易產(chǎn)生結(jié)焦。
??????? ⑺ 壓火時(shí)操作不當(dāng)，冷風(fēng)進(jìn)入爐內(nèi)。