循环流化床锅炉是近年来新兴的一种高效低污染清洁燃烧技术，因其具有污染物排放低、煤质适应性广等优点在我国得到广泛应用。但因其应用时间短、运行操作经验匮乏等原因，导致不少事故发生，主要事故之一就是锅炉结焦。本文结合某厂超临界循环流化床锅炉结焦事故，对其原因进行分析，得出炉内流化工况不良、超标颗粒多、入炉煤灰熔点低是锅炉结焦的三个原因,为此，结合电厂实际情况，总结出预防措施，在一定程度上避免了锅炉的结焦，并为同类型锅炉提供借鉴和指导。某电厂DG-1172/25.4-Ⅱ1型超临界循环流化床(CFB)锅炉采用单布风板、一次中间再热、单炉膛、高温汽冷式旋风分离器、平衡通风、M形布置方式。一次风经空气预热器加热后分左右两侧水平进入水冷风室，通过布风板上的钟罩式风帽使床料流化，形成向上通过炉膛的气固两相流。经空预器加热后的二次风通过布置在前后墙上的二次风箱分上下两层进入炉膛，实现前期分级燃烧。锅炉前墙布置8台给煤机，后墙布置3台旋风分离器，分成6个返料口返料，同时后墙布置6个连接至6台冷渣器的排渣口，锅炉前、后墙密相区各设有9个床温测点。2022年8月16日15:30，观察到#1炉前墙床温#1、#3测点由850℃缓慢下降，随后其余的7个测点也开始下降，至17日1:00时，前墙9个测点均降至300℃以下，同时后墙床温偏差增大至100℃且部分床温测点低于750℃，2:00开始运行的4台冷渣器开始频繁堵渣，运行人员判断为锅炉出现结焦情况，加大了流化风量进行排渣。18日15:00炉膛观火孔发现床面流化恶化，给煤在床面固定燃烧，为此#1炉停炉除焦。停炉后检查发现床面上的焦块呈白灰色熔融状,气孔质地疏松，焦块下部有30～60mm厚粒径的煤矸石、石块等杂物。循环流化床锅炉结焦通常分为高温结焦和低温结焦两种，即密相区温度的高低。不管是高温结焦还是低温结焦，结焦部位的温度都超过了灰渣的灰熔点温度。燃料在密相区内燃烧释放热量，循环灰由回料器进入燃烧室与燃料混合后吸收热量并将热量带出密相区。正常情况下，吸收和带出的热量是平衡的，密相区温度维持定值，正常温度在850～950℃。当热量不能及时被带出时，密相区温度升高，造成循环流化床锅炉结焦。密相区温度超温情况可分为三种：1)局部温度超高，床温测点指示正常。在燃烧室内物料局部流化不正常，循环灰与燃料混合不好或未混合，燃料释放的热量不能被及时带走，流化不正常部位距离温度元件较远，不能如实反映实际情况。如果所有的床温测点指示并未显示超温，这时的结焦就是低温结焦，通常发生在启/停炉、压火、扬火、低负荷煤质差时。2)局部超温，床温测点少部分指示超温。超温或结焦点正好在测温元件部位，温度指示如实反映实际温度。这种情况较少出现，因为监盘工作人员不会坐等温度升高至规定值，故此种情况一般是低温结焦逐渐恶化，焦块延伸至测温元件附近引起的。3)整体超温，床温测点大部分指示超温，此即为高温结焦。当回料器突然不回料、煤质突变、炉膛内燃料聚集缺氧燃烧时突然增大通风量会出现该情况，处理及时的话一般可避免。该现象最少出现，即便是大面积结焦，也多是由低温结焦处理不当或不及时引起的，因最先结焦的温度点可被一次风降下来。上述密相区超温原因分析可得出循环流化床锅炉结焦的三个主要原因：炉内流化工况不良、超标颗粒较多、入炉煤灰熔点低。 参阅锅炉厂的设计说明书，#1锅炉在BMCR工况下一次流化风量约420kNm3/h，风量与负荷曲线见图1。![]()
但实际上#1炉投产以来流化风量最大值为350kNm3/h，对应一次风机电流276A。对比锅炉厂设计参数，实际运行风量偏低。8月27日对#1炉一次风量进行重新标定，标定后数据与锅炉厂数据基本吻合，见表1。![]()
8月18日结焦前一次风流化风量最低至290kNm3/h，对应一次风机电流226A。依据风量标定后可得出一次风机电流226A实际对应最低流化风量约378kNm3/h，此时流化风量大于锅炉厂一次风量曲线对应的330kNm3/h，因此得出结焦前的流化风量完全满足炉内的流化。![]()
由图2可得出筛孔10mm过筛率应达到99%，并随着筛孔尺寸的增大而升高。结焦前入炉煤粒径化验数据见表2。![]()
从表2可看出17日结焦前8天内筛孔13mm的过筛率最高为98.48%，接近99%天数只有2天。对比锅炉厂粒径曲线和入炉煤粒径分析得出，较多粒径10mm以上的大颗粒进入了炉膛，停炉后的检查也是如此，见图3、4。![]()
由于公司在来煤及入炉煤化验方面一直没有灰熔点数据，因此无法判断灰熔点是本次结焦的主要因素，但根据#1炉结焦前冷渣器排渣情况，未发现明显焦块，只有较大超标颗粒。由上述数据分析得出，本次#1炉结焦的主要原因是大量超标粒径原煤进入炉膛积存，并聚集在风帽上部及周围，即便在实际流化风量高于设计风量时仍无法保证炉内物料良好流化，引起局部超温，导致低温结焦。因此在流化风量正常的情况下，严控入炉煤粒径是防止流化床锅炉结焦的重要手段。防治措施如下：1)根据入炉煤粒径报表对输煤系统破碎系统进行定期检查。检查高幅筛筛条是否破损，并及时修补；检查细碎煤机间隙是否合适，细碎内筛面是否破损，及时调节破碎间隙，修补破损筛面，确保不因设备原因导致入炉煤粒径超标。2)加强输煤系统的运行管理。检查高幅筛旁路是否关闭严密，杜绝原煤不经高幅筛、细碎煤机进入炉膛；异常情况打开高幅筛旁路时应及时通知集控人员，便于采取如增大流化风量，加强床温监视、调节、增大排渣等减少炉内大颗粒积存的防范措施。3)煤仓上煤期间，注意检查皮带上原煤粒径的尺寸和均匀性。发现有大粒径原煤时要及时停运异常原煤破碎系统，切换至备用系统，对破碎系统进行全面检查、调节。4)加强排渣系统的检查，经常观察渣粒径情况。发现粒径超标且多时，应观察炉内流化情况并根据床温测点的变化及各测点温度偏差情况，采取增大流化风量、蓄/降床压调节手段来加强排渣和置换大颗粒床料，同时通知输煤运行进行破碎系统异常排查，或更换煤种，观察排渣粒径变化。5)加强床温的监视、调节，将床温控制在850～950℃范围内，如床温异常升高、降低或偏差大时，应及时查明原因，在确定测点指示正确的前提下，进行一次风量扰动试验，观察床温变化，同时加强就地排渣渣样检查和炉内燃烧观察。 循环流化床锅炉在燃烧过程中易产生结焦现象，运行人员应对结焦原因全面分析，及时采取防结焦措施，以保证锅炉的安全、经济运行。
文献信息
刘灿.某厂超临界循环流化床锅炉结焦分析[J].上海节能,2023(11):1734-1738.
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