1、大型循环流化床锅炉结焦原因分析及防范对策孙超凡（广东省电力试验研究所 广东 广州 510600）摘 要 阐述了广东电力系统首批二台燃烧劣质无烟煤的大型 CFB 锅炉结焦（结渣）过程和机理；分析了引起 CFB 锅炉结焦的各种原因，如：床料和煤质特性、运行方式等；提出了解决 CFB 锅炉结焦问题的相应对策，包括：床料的正确选用、煤质的控制、正确的运行方法和预防手段等。关键词 循环流化床锅炉 结焦 燃烧 无烟煤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
2、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 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
3、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7mm，d50=0.75mm ，d9mm79mm57mm45mm34mm23mm12mm0.471mm0.2 0.47mm0.9mm，占 12.6%0.4650.9mm，占 35.86%0.30.465mm，占 28.2%0.20.3mm，占 12.9%0.1250.2mm，占 8.74%1% ） ，易导致结焦。同时，炉渣中硅铝比 2SiO2/Al
4、2O3 偏大（1.18%） ，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
5、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
6、，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 820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 2004 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 596，床
7、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 520。投油助燃，至 15：04，床温达 660，床压 3.7Kpa，首次试投煤，但床温仍不升反降，至 20：03，床温降至 517，4 月 1 日 6：42，通过投油枪将床温升至 643，床压 3.7Kpa， 再投煤，床温升至 866后便开始下降，床压也开始下降，12：03 床压低至 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 460，床压则降至1.5Kpa，但炉膛密相区下部个别区域床温却高达 1093以上，且两侧主汽温偏差大，判断炉
8、内已结焦较多，被迫停炉。 4 月 5 日进入炉膛检查，发现炉内严重结焦，炉内风帽上面 2/3 区域已被焦块覆盖，前墙焦块高达 2 米，炉焦既硬又黑。图 2 系在炉内砸碎后取出的部分焦块。图 2 4 号炉焦块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
9、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
10、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 650以上。一旦发现床温降低，氧量无变化，说明煤粉未着火，则应立即停止给煤
11、。投煤初期，做到间断点动投煤，且投煤量不能大。投煤后，要求尽快提高床温。d）适当保证入炉煤的干燥度，防止湿煤入仓；并防止断煤现象的发生；同时适当降低煤粒度。e）加强运行监视，勤看火，勤巡视，勤调整，勤查看主要参数曲线报 （床温床压等） ，了解其变化趋势。严禁塌床现象的发生，严防局部区域温度过高或过低。并尽量做到连续排渣。通过采取以上措施， 4 号炉未再发生结焦现象。5 结束语引起循环流化床锅炉结焦的因素较多，且机理复杂，但均可归结为低温结焦、高温结焦及两者交互作用的渐进性结焦。目前，国内大型 CFB 锅炉均不同程度的发生过结焦现象。但只要我们事先针对不同的煤种和类型的机组仔细地做好防范措施，运
12、行时认真的监控，一旦发现问题及时采取措施而不是拖延处理， 那么，即使是燃烧劣质无烟质的 CFB 锅炉也完全能避免炉内结焦现象的发生。参考文献：1 王鹏利,等.连州电厂 CFB 锅炉燃料试烧研究报告R, 西安热工院,2002.1.2 岑可法,等.循环流化床锅炉理论设计与运行M,中国电力出版社,1998.5.3 孙超凡,等.连州电厂 440t/h 循环流化床锅炉存在的主要问题及其解决办法C,全国电力行业 CFB 机组技术交流服务协作网第三届年会论文集,2004.9.作者简介：孙超凡，男，工学硕士，高工，一直从事电站锅炉研究、调试、工程项目管理工作。循环流化床（CFB）机组技术交流论文集（1-4）合
13、集（附光盘）目录第一册：1、关于循环流化床锅炉的给煤问题 2、循环流化锅炉的运行及其耐火材料的维护 3、循环流化床锅炉国际上的最新进展 4、循环流化床锅炉的工程过程及系统集成 5、煤种试烧在循环流化床锅炉工程中的作用 6、开封火电厂440t/h 循环流化床锅炉试运分析 7、CFB 锅炉运行情况分析报告 8、沈阳热电厂循环流化床锅炉电厂设计特点介绍 9、大型超高压循环流化床锅炉电厂设计特点介绍 10、我国首台自主知识产权的 410t/h 循环流化床锅炉调试简介 11、石家庄热电厂技改工程循环流化床锅炉施工第二册：1、DG410/9.81-9 型循环泫化床锅炉常见故障案例的分析及对策 2、东锅 4
14、10t/h 循环流化床锅炉的结构特点及性能、问题分析 3、不断提高国产 CDB 锅炉技术水平促进热电联产健康发展 4、循环流化床锅炉（CFB）燃烧系统及污染物排放计算探讨 5、浅谈循环流化床锅炉分离器的选型 6、谈 UG75/5.3-M3 锅炉边制造边设计边安装工程利与弊 7、松源公司循环流化床锅炉调试、运行和技改报告 8、全烧石焦油 CFB 锅炉的优势安装与调试：1、循环流化床锅炉的启动 2、210t/h 循环流化床锅炉的烘炉 3、35t/gh 循环流化床锅炉启动调试及运行问题处理 4、论BWB75/5.3-M（F）与 UG-75/5.3-M3 循环流化床锅炉结构及安装特点5、FG75/3.
15、82-17 型循环流化床锅炉安装与调试 6、保定热电厂技改工程450t/hCDB 锅炉的调试及运行 7、浅谈循环流化床锅炉分离器的选型 8、国产首台 135MW 循环流化床锅炉若干设计和安装问题分析运行与实验研究：1、DG410/9.81-9 型 CFB 锅炉运行分析 2、DG410/9.81-9 型循环流化床锅炉运行特性简要分析 3、循环流化床锅炉点火道烧红的原因分析及防止措施4、DG410/9.81-9CDB 锅炉的点火和投煤 5、循环流化床锅炉动态运行特性模型研究 6、循环流化床锅炉床层温度控制现状与解决措施 7、模糊控制在多燃料循环流化床锅炉燃料控制中的应用研究 8、海兴热电有限公司
16、35t/h 循环流化床锅炉投运初期存在的问题及采取的对策 9、循环流化床锅炉结焦初探 10、石油焦在 CDB 锅炉上燃烧特性与 SO2 排放的试验研究 11、循环流化床锅炉大幅度调峰性能分析 12、220t/hCDB 锅炉风道燃烧器烧损原因分析及对策 13、关于循环流化床锅炉燃油系统节能技术的探讨 14、正定诚峰热电厂 80t/hCFB 锅炉飞灰含碳量偏高原因分析及运行经验总结 15、石家庄热电厂 4410t/h 循环流化床锅炉燃煤制备系统特点及运行情况 16、流化风速对 CFB 锅炉负荷的影响 17、国内首台超高压中间再热循环流化床锅炉简介及试运故障分析 18、DG450/9.81-1型循环
17、流化床锅炉布风板漏渣分析 19、浅析循环流化床锅炉床压、床温、负荷的运行调整 20、 循环流化床锅炉脱硫系统的探讨 21、35t/h 循环流化床锅炉启动调试及运行问题处理 22、全烧石油焦 CFB 锅炉床温控制研究 23、哈锅引进型 440t/h 循环流化床锅炉部分特性的冷态试验研究 24、新乡火电厂 135MWCFB 锅炉冷态调试过程及分析磨损与防磨耐火材料：1、管式燃烧喷口耐火材料的改进 2、130t/h 循环流化床锅炉效率与磨损问题探讨 3、CIRCOFLID 型循环流化床锅炉防磨措施的应用与改造 4、论 UG75/5.3-M3 循环流化床锅炉省煤器受热面改造及也磨措施5、试分析 UG-
18、75/5.3-M3 锅炉尾部受热面磨损及对策 6、论抗氧化耐磨蚀复合SiC 材料在 UF-75/5.3-M3 锅炉上的应用 7、论 RD 系列高强度耐磨浇注料在循环流化床锅炉上的应用 8、DG410/9.8-9 型循环流化床锅炉耐磨原理及磨损分析9、浅谈耐磨耐火可塑料循环流化床锅炉的施工与应用 冷渣器的运行及故障：1、循环流化床锅炉风水联合冷渣器运行故障分析及防止措施 2、DG410/9.81-9型 CFB 锅炉冷渣器常见故障及处理 3、风水联合式冷渣器运行分析 4、风水联合冷渣器堵塞的原因分析及运行处理 其它：1、循环流化床锅炉烟气余热在集中供热中应用的几个相关问题 2、循环水泵广义经济调度
19、探索 3、变频调速技术在循环流化床锅炉中的应用 4、罗茨鼓风机在 CFB 锅炉中的应用 5、加大环保投入力度实现企业可持续发展 6、论大连金州热电有限公司五台电除尘除灰系统履行 7、浅谈节能新技术热功联产应用在热电行业之中 8、浅谈大连金州热电有限公司直流系统改造 9、试论 HTY 火焰监视仪在 BWB-75/5.3-M（F）3锅炉上的应用 10、410t/hCFB 锅炉重要部位的膨胀问题研究及改进 11、飞灰切换三通阀改造 12、高坝发电厂 410t/hCFB 锅炉烟气再循环风机改为液力偶合器调节技术改造 第三册：报告：1、CFB 锅炉技术在热工院的研究与进展 2、江西分宜发电有限责任公司
20、410t/h 循环流化床锅炉运行情况介绍 3、我国首台自主知识产权的 410t/h 循环流化床锅炉调试简介 4、沈阳热电厂 220t/h 循环流化床锅炉运行情况及排渣系统改造 5、杭热循环流化床应用之现状及相关问题的讨论 6、循环流化床锅炉调试方法探讨 7、CFB 锅炉变负荷特性试验研究：论文：1、上锅 FLEXTCHTM 循环流化床锅炉的技术特点 2、高温高压循环流化床锅炉过热器系统布置方式探讨 3、循环流化床锅炉空气预热器进风加热方式的探讨4、100MWCFB 床温控制策略 5、韶关发电厂发展战略研究 6、煤种试煤在循环流化床锅炉工程中的作用 7、外置床（FBHE）对床温、汽温调节特性的研
21、究 8、循环流化床锅炉的燃烧控制与调整 9、循环流化床锅炉燃烧系统的专家模糊协调控制第四册：循环流化床运行及调试 1、大型循环流化床锅炉的研究开发及其关键部件和辅助设备的选用 2、旧锅炉改造为循环流化床锅炉的设计与运行 3、提高 440t/h 级大型 CFB 锅炉稳定运行的筹建过程的技术措施 4、东锅 440t/h超高压再热 CFB 锅炉技术特点、存在的问题及对策 5、国产 440t/h 超高压再热CFB 锅炉的安全问题及对策 6、连州发电厂 440t/h 循环流化床锅炉设计特点及运行情况 7、连州发电厂3 机组主汽温超温原因分析 8、CFB 锅炉“J”阀回料器运行的几个问题 9、沈阳热电厂
22、220t/h 循环流化床锅炉常见问题分析及对策10、东糖集团有限公司 440t/hCFB 锅炉应用简介 11、CFB 锅炉试生产阶段出现的问题及整改 12、DG460/13.73-113CFB 锅炉的调试及运行特点 13、CFB 锅炉在运行中存在的问题探讨 14、循环流化床锅炉几个主要问题分析 15、对循环流化床锅炉（CFBB）运行实践的两点浅见 16、国产首以 440t/hCFB 锅炉辅机运行情况介绍 17、循环流化床锅炉燃烧油页岩的实践和探讨 18、循环流化床锅炉除氧器的改造和优化 19、飞灰密相底饲技术在全烧石油焦 CFB 锅炉中的应用飞灰含碳量高解决办法 20、南票电厂锅炉反料器大量反
23、料分析 21、CFB 锅炉膨胀节常见故障对策 22、循环流化床锅炉 FSSS 保护系统的应用特点。冷渣机的运行及存在的问题：1、热工院冷渣器的发展及现状 2、流化移动叠置式冷渣器的开发、试验与运行 3、沈阳热电厂 220t/hCFB 锅炉风水联合冷渣器问题分析及改进方向 4、20t/h 大型灵式滚筒冷渣机取代引进技术的流化冷渣器 5、连州发电厂 440t/hCFB 锅炉冷渣器结焦原因及解决措施 6、循环流化床锅炉冷渣器选择与运行 7、风水联合冷渣器的原理与常见故障的分析 8、结焦分析对冷渣器运行状况浅析 10、循环流化床锅炉渣气力输送系统 11、新型自流式冷渣器 12、冷渣器故障分析 13、冷
24、渣器结焦原因分析 14、灵式滚筒冷渣机使 CFB 冷渣走出困境 15、220t/h 全烧石烧油焦 CFB 锅炉排渣系统探讨 16、循环流化床锅炉冷渣器结渣分析 17、WWR 系列风水冷却式滚筒冷渣机的开发与应用 18、钢带冷渣器在 CFB 炉中的应用分析 19、FAC2B6/150 型排渣控制冷却器及其系统调试简介。循环流化床给煤问题：1、关于循环流化床锅炉的给煤问题 2、循环流化床锅炉输煤筛碎系统位置布置探讨 3、合山电厂8 循环流化床锅炉给煤系统问题处理 4、贵池电厂 2 台 130t/hCFB 锅炉给煤运行故障分析及处理 5、开封火电厂 440t/hCFB 锅炉给煤系统的履行 6、由热电
25、逻辑图成功分析给煤机故障一例7、石灰石制粉输送系统常见故障及对策。循环流化床防磨耐火问题：1、440t/h 超高压再热 CFB 锅炉强化防磨的必要性及防磨技术特点 2、高坝发电厂锅炉受热面磨损爆管事故分析 3、循环流化床锅炉点火风道浇柱料脱落的原因及预防措施 4、华能济宁电厂 440t/h 循环流化床锅炉炉内耐磨耐火材料的选型和施工实践 5、循环流化床用耐火材料的配套与应用 6、循环流化床锅炉内衬主要问题及施工要点 7、CFB 锅炉防磨防爆问题的探讨。流化床碎煤机及吹灰器1、连州发电厂 440t/hCFB 锅炉破碎机存在的问题及解决措施 2、大型 CFB 锅炉配套细碎机及系统设计技术特点与国产
26、化趋势分析 3、松源发电有限公司1、2 炉辅机性能小结 4、浅谈气脉冲灰器在锅炉预热器/省煤器上的应用。订 购 办 法 及 汇 款 方 式 （ 联系电话：0533-86614878） ： 请打印资料名称、订购数量、合计金额（360 元/本，3-5 本以上 300 元/本；已含邮费）及邮编、地址、单位、收件人、联系电话（区号）传真至 0533-3110168，以待款到寄书；若您把汇款证明清晰地传来，我们将在接到传真后就给您邮寄资料；发票夹书中。地址：山东淄博国家高新区济青路 25 号；邮编：255075；收件：魏毓璞；单位：中国电机工程学会热电专委会科教中心；开户：中国银行山东淄博市分行；帐号：66556108091001。
