循环流化床锅炉运行中的问题本科毕业论文

1、 . . . 毕业论文循环流化床锅炉运行中的问题27 / 35网络教育学院毕 业 设 计 (论 文) 任 务 书专业班级1103层次 本科 学 号004一、毕业设计（论文）题目循环流化床锅炉运行中的问题 二、毕业设计（论文）工作自 2012 年12月14日起至2013年2月26日止三、毕业设计（论文）基本要求： 指导教师： 鹏 网络教育学院毕业设计(论文)考核评议书指导教师评语：建议成绩： 指导教师签名： 年 月 日答辩小组意见：负责人签名 年 月 日答辩小组成员毕业设计（论文）答辩委员会意见： 负责人签名： 年 月 日论文题目：循环流化床锅炉运行中的问题学科（专业）：热能与动力工程申请人：指

2、导教师： 鹏摘要我国是一个以煤为主要能源的国家，煤在一次能源结构中约占75。煤的燃烧带来了严重的污染。循环流化床锅炉具有高效、低污染的特点，近些年来在世界上和我国得到了迅速的发展。结合我国国情发展循环流化床锅炉，其意义更为重大。循环流化床锅炉的应用可以节约煤炭资源；利用劣质煤燃料；清洁能源；灰渣综合利用、保护耕地面积；改善电网调峰能力等。循环流化床锅炉对于中国未来的能源利用，经济的发展以与社会的进步都有很重要的作用。我国现有不同容量的循环流化床锅炉近 3000台，约 63000MW 的容量投入商业运行，占电力行业中锅炉总台数的三分之一强。截止到目前，这些机组中，410-480t/h（100-1

3、50MW）等级循环流化床锅炉达到 150 多台，已投运的 300MW 循环流化床锅炉机组达到了 13 台。与此同时，我国在建与拟建的 300MW 循环流化床锅炉机组也已超过了 50 台，超过了世界上中国外的总和；关 键 词：循环流化床锅炉；耐磨层磨损；运行控制；论文类型：理论研究目 录摘要V目录VII1 绪论11.1循环流化床锅炉特点11.2循环流化床锅炉简介11.3 循环流化床锅炉特点.22 循环流化床锅炉运行中问题52.1 循环流化床锅炉运行原理.52.2 循环流化床锅炉运行中问题分析73 循环流化床锅炉运行事故分析与处理93.1 循环流化床锅炉流化技术分析93.2 炉膛爆炸事故.113.

4、3 燃烧熄火.123.4 床料结渣事故.133.5 过热器超温和低温.144 循环流化床磨损问题分析与解决方案.154.1循环流化床锅炉磨损问题概述154.2 循环流化床金属部件的磨损 .154.3 循环硫化床锅炉磨损分布与特点.164.4 循环流化床锅炉防磨措施.174.5 磨损问题综述.195 结论与展望20致21参考文献23声明.271 绪论循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，是介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。自循环流化床燃烧技术出现以来，循环流化床锅炉已在世界围得到广泛的应用。循环流化床锅炉是一种国际公认的洁净煤燃烧技术，以其燃料适应性广、

5、脱硫效果好、NOx排放量低、负荷调节性能好等优点在我国燃煤电站中方兴未艾。我国循环流化床锅炉技术已步入世界先进水平，循环流化床锅炉总装机容量也居世界第一位，但是，我国锅炉的脱硫现状还不很乐观，脱硫系统的可用率、锅炉脱硫效率不高，因此循环流化床锅炉的应用加工还存在不少问题，离国际先进水平有一定差距。1.1 1.1 循环流化床锅炉特点1.2 循环流化床锅炉简介循环流化床锅炉是一种新型的燃用固体燃料的锅炉。粒子团不断聚集、沉降、吹散、上升又再聚集的物理衍变过程，使循环床中气体与固体粒子间发生剧烈的热量和质量交换，形成炉的循环。同时气流对固体颗粒的夹带作用很大，使大量未燃尽的燃料颗粒（包括部分未完全反

6、应的固硫剂颗粒）随烟气一起离开炉膛，被烟气气流带出炉膛的大部分物料颗粒经过旋风分离器分离出来，再经回料装置送回炉膛底部的床层，以维持炉床料总量不变的连续工作状态，加大可燃物燃烧深度和固硫剂的利用率，从而形成炉外的物料循环系统，这就是循环流化床。具有循环流化床的锅炉称循环流化床锅炉。循环流化床锅炉系统通常由流化床燃烧室（炉膛）、循环灰分离器、飞灰回送装置、尾部受热面和辅助设备等组成。一些循环流化床锅炉还有外置流化床换热器。当炉排上的燃料燃烧所需要的空气，以较低的风速从炉排进入燃料层，由于气流的吹托力小于燃料的重力。燃料在炉排上静止不动，进入燃料层的空气只能从燃料颗粒间的缝隙中穿过，燃料层的高度没

7、有发生变化，称为固定床。采用这种燃烧方式的锅炉称为层燃炉。 煤粉没有炉排，煤粉的颗粒很细，输送煤粉的空气和烟气速度很高，气流的吹托力大于煤粉颗粒的重力，煤粉和随空气或烟气一起流动，这种状态称为气力输送，采用这种悬浮燃烧方式的锅炉称为室燃炉。如果燃料的颗粒大小介于层燃炉和室燃炉燃料之间，气流的吹托力与燃料颗粒在空气中的浮力之和大于或等于燃料颗粒的重力时，燃料颗粒可以漂浮起来，燃料颗粒间的距离拉大，并能在一定高度的围作一定程度的移动。随着气流速度的提高，燃料层的厚度增加，燃料颗粒运动加剧，燃料颗粒上下翻滚，好像液体在沸点时的沸腾现象。燃料在这种状态下燃烧成为流化床（也称沸腾床或鼓泡床）。流化床锅炉

8、通常燃用粒径在8微米以下的煤末，燃料在锅炉进入流化后，燃料中粒径小于2微米的细粉被气流吹出流化段，进入流化段上部的悬浮段，并在那里进行悬浮燃烧，其余大部分颗粒较大的燃料则留在流化段，在流化状态下进行燃烧。1.3 循环流化床锅炉的特点1.3.1 循环流化床锅炉的特点a、燃烧效率高   循环流化床锅炉的燃烧效率通常为9599。燃烧效率高的主要原因是气固混合好、燃烧速率高、大量的燃料进行循环和外循环重复燃烧，从而使得煤粒燃尽率高。b、煤种适应性强   循环流化床锅炉既可燃用优质煤，也可燃用各种劣质煤。不同设计的循环流化床锅炉，可以燃烧高灰煤、高硫煤、高水分煤、

9、低挥发分煤、煤矸石、煤泥、石油焦、油页岩甚至炉渣、树皮、垃圾等。c、添加石灰石，有较高脱硫效果，降低了氮氧化物生成量循环流化床锅炉的低温燃烧特点与石灰石最佳脱硫温度一致，添加合适品种和粒度的石灰石，Ca/S摩尔比在1.52.5时，可以达到90的脱硫效率。又由于物料在循环流化床锅炉滞留时间长，投入流化床锅炉的石灰石粉剂粒径小，反应比面积大，容易脱硫。无论是脱硫剂的利用率，还是二氧化硫的脱硫率，循环流化床锅炉较鼓泡流化床锅炉要优越。d、负荷调节围大，负荷调节快循环流化床锅炉的负荷调节比可达到（34）：1，由于截面风速高和吸热控制容易，循环流化床锅炉的负荷调节速率快，每分钟可达4%BMCR。e、灰渣

10、综合利用，前途广泛炉优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含碳量低，灰渣量较煤粉炉要多，灰渣作为水泥掺和料或建筑材料，容易实现灰渣综合利用；灰渣中有一定的硫酸钙，可作各种建筑材料的掺合料，水泥行业、制砖行业利用灰渣前途最广泛。1.3.2循环流化床锅炉的主要性能流化床燃烧技术是洁净、高效的新一代燃煤技术。其经历了从鼓泡流化床到循环流化床的发展过程，鼓泡流化床在进一步大型化等方面受到限制，不适应发电锅炉所需的容量和规模；循环流化床具有易于大型化等优点，其容量可以达到当今煤粉炉容量的规模，世界上单机容量最大的循环流化床锅炉发电机组已接近300MW。循环流化床具有煤种适应面广、燃烧效率高以与炉脱硫脱氮等特点，近

11、二十年来，大容量的循环流化床燃煤锅炉的应用和制造技术得到了大的进展，已投运的循环流化床锅炉尚没有采用超临界蒸汽参数的，采用再热循环方式的也少见，主要注重其良好的环保效果。目前，正在设计发电功率为300400MW的电站循环流化床锅炉。Ahlstrom Pyroopower公司提出今后的循环流化床锅炉应达到以下技术指标：（1） 燃烧效率等于100%；（2） 电厂效率大于40%；（3） SO2排放小于10ppm；（4） NOX排放小于30 ppm。2 循环流化床锅炉运行中问题2.1 循环流化床锅炉运行原理循环流化床锅炉运行与常规煤粉锅炉在运行上的主要不同之处在于燃烧系统，其汽水系统的运行操作与煤粉炉

12、的要求基本一样。2.1.1运行准备 从结构和燃烧空气动力特点出发循环流化床锅炉投入运行前应满足一定条件。11冷态试验 由于燃烧方式的特殊性，在完成循环流化床锅炉安装或大修后，需进行系统的冷态试验，查明锅炉本体设备和各辅助设备的实际状况是否能满足热态运行要求，尤其应核实锅炉各风机出力（流量、提升大压头）和风烟系统各部阻力；标定和校验比例中给煤机、点火油枪特性与锅炉热工测量装置等；检查锅炉冷态载料时的流化、物料循环等特性，为热态流化燃烧运行做好准备工作。耐火防磨材料养护 作为循环流化床锅炉最主要的结构特点之一，在炉膛下部锥段、炉膛烟气出口处和循环灰分离、回送回路中均砌筑大量耐火防磨材料。在新投运锅

13、炉首次点火投煤前或每次对耐火层进行较大围修补后，都必须按照耐火材料供货商提供的养护工艺曲线进行严格的加热养护，以保证耐火材料达到正常的设计使用寿命。为精确控制养护过程中的温度变化率，一般宜采用燃油加热方式养护。2.1.2 冷态点火起动 循环流化床锅炉冷态点火起动以流态区分，主要有鼓泡流化床点火和循环流化床点火；以加热方式划分，则有床（面以）上加热、床下加热和床下、床上联合加热的点火方式。早期小容量循环流化床锅炉采用鼓泡流化、床上加热的方式从冷态点火起动，由布置在流化床面以上的油燃烧器火焰加热床料。在低速流化点火过程中，从分离下来的细小颗粒不断地蓄积在循环灰回路中。当燃煤正常着火，下部床温不断升

14、高而需要调节时，开启回料阀，向炉投循环灰，随负荷相应提高流化运行风速，逐步从鼓泡床方式过渡到循环床方式运行。这种起动方式对点火加热设备的要求比较简单，但存在点火燃油热量利用率低、操作经验水平要求高、床温不易有效控制等缺点，尤其在给煤初着火瞬间的温升速率极高，若操作不当，容易发生床体超温结渣事故。同时，过高的温升速率也会缩短炉耐火防磨材料的使用寿命。大容量循环流化床锅炉多采用循环流化，床上加热、床下加热或联合加热的方式点火，一般仍由手动操作起。起动前的检查、锅炉上水等操作基本和常规煤粉锅炉一样。在风机正常起动后，手调引风机挡板，使炉膛出口压力一般稳定在-50Pa，布风板量最小通风量应为锅炉MCR

15、时风量的20%40%，并向炉膛给入粒径小于1mm的河沙或稍粗的炉渣，回到至床压显示为3kPa左右，使床物料循环流化运行，注意就地检查调整循环回料阀风量。在每次油燃烧点点火前，都必须对锅炉通风吹扫。例如：吹扫风量之和必须大于MCR时50%的风量，吹扫时间应长于5min。此后可依次燃烧器（热烟炉）和起动燃烧器，床温度升高至约500600（依燃用煤种而异）时，便可开始逐步投炼钢运行。为了均匀加热和使入炉煤尽快着火燃烧，同时避免床积聚过多的固粒可燃物而引起爆燃或结渣，投煤采用间歇或脉冲加入的方式。开始给煤率约为MCR时的10%20%，最多多运行90S，然后停机90S。在停给煤机时应仔细观测床温和炉膛出

16、口烟气氧量，核查床温至少应增加约20，过剩氧量应降低几个百分点。如确定床温上升，氧量下降，则再次起动给煤机，重复上述过程。在第三次起动给煤机90S，并经90S的停煤观察（实际运行中可根据具体情况，对启停比例中给煤机的时间与给煤速率作适当调整），确认入炉煤已燃油量和调整运行风量。当床温为750800时，开始逐个停运油燃烧器，逐步过渡到全燃煤稳定运行。按锅炉起动曲线我示继续升温升压，直到所有系统都完全达到要求，投入石灰石脱硫。由SO2信号调节控制投石灰石量。当床压上升到6kPa以上时，投入底灰冷却与输送系统（相应的冷却水系统应事先投运正常），该系统设备投运正常后，置于自动方式。负荷超过80%MCR

17、时，将床温调节器和过剩氧量调节器置于自动方式运行。循环流化床锅炉可采用变压或定压方式起动，锅炉参数变化速率因炉型不同而异，除受金属承压部件材料的限制外，还应考虑对炉耐火材料的保护，对于高温型高压循环流化床锅炉，应控制床温升温速率低于1.4/min，汽温升温速率低于2/min，汽压升压速率为0.05/min0.1MPa/min。这样，从冷态点火至全燃煤带满负荷约需要10h左右。由于循环流化床气、固两相混合物的热容量比单相烟气的热容量大几十倍甚至几百倍，循环流化床锅炉中燃料的着火、燃烧非常稳定。在床沿炉膛高度所进行的燃烧和传热过程，基本上是在十分均匀的炉膛温度下(一般为850900)进行的，从而可

18、使循环流化床锅炉达到98%99%的燃烧效率。然而循环流化床锅炉经过很长时间的发展和实践表明，循环流化床锅炉也有某些缺点。有的缺点是在发展中经过不断努力和实践是可以完善和克服的；有的缺点是该技术本身所固有的，难以克服。2.1 循环流化床锅炉运行中问题分析2.2.1 一次风机压头高，电耗大a、循环流化床锅炉运行时的料层比鼓泡床锅炉高，一次风机压头高。另外，还有送灰风机、二次风机，有的还有冷渣器风机。一般循环流化床锅炉电厂的厂用电比煤粉锅炉高45。2.2 2.2.2 燃烧室下部膜式壁与耐火防磨层交界处的磨损严重a、循环流化床锅炉无埋管磨损问题，但是如果耐火防磨层与膜式壁交界处的结构处理不好，带来的交

19、界处管壁的磨损比鼓泡床锅炉的埋管磨损更难处理。2.2.3耐火耐磨层易磨损、开裂和脱落耐磨层作为循环流化床锅炉最主要的结构特点之一，在炉膛下部锥段、炉膛烟气出口处和循环灰分离、回送回路中均砌筑大量耐火防磨材料。循环流化床锅炉使用耐火材料的部位和数量比其他形式的锅炉多许多。由于耐火耐磨材料选择不当，或施工工艺不合理，或烘炉和点火启动过程中温控不好，升温、降温过快，导致耐火材料衬中蒸发的水气不能与时排出，或耐火衬中热应力过大，而造成耐火衬破裂和脱落。燃烧室耐火防磨隔热层脱落，将破坏流化工况，造成床料结渣。分离器耐火防磨层脱落，将堵塞返料系统，造成飞灰不能循环燃烧，循环流化床锅炉变成鼓泡床锅炉，蒸发量

20、急剧下降。返料器耐火隔热层脱落，同样造成返料器结渣，返料器不能正常运行，严重影响锅炉的正常运行，造成蒸发量下降，飞灰含碳量增加，锅炉燃烧效率下降，影响锅炉安全运行。实践证明在新投运锅炉首次点火投煤前或每次对耐火层进行较大围修补后，按照耐火材料供货商提供的养护工艺曲线进行严格的加热养护，能更好的保证耐火材料达到正常的设计使用寿命。2.2.4 对燃煤粒径要求严格一般鼓泡床锅炉燃煤粒径围为010mm，平均粒径为5mm左右，对粒径的分布要求不严；循环流化床锅炉燃煤粒径围要求在08mm，平均粒径为2.53.5mm，对煤粒径的分布有一定的要求。如果达不到要求，将带来许多不良后果，如锅炉达不到设计蒸发量，飞

21、灰含量高，尾部受热面磨损严重等。2.2.5 床压与床温控制床压指气固（流态化）流体在单位床底（布风板）面积上的压力，床压沿床高的变化梯度（床压梯度，Pa/m）可近似表征炉的固体物料浓度。循环流化床锅炉的床压与床料层厚度和炉膛高度有关，一般为810kPa左右。床压直接影响床流化、燃烧和传热。如，当床压过高时，表征炉床料量过多，将导致供风系统特性曲线点迁移，入炉（流化）风量自动减少，使运行气速下降，导致床流化不良。因此，在运行时应保持床压的相对稳定，这时通过从炉底连续排放底渣，使入炉煤和石灰石在炉所产生的灰量与锅炉的排灰渣量（亦包括飞灰排量）达到动态平衡而实现的。最佳床压值应由燃烧调整试验确定。床

22、温主要与负荷、运行气速、风量配比、回灰量、入炉煤和石灰石粒径分布等运行因素有关。煤耗提高燃烧效率，强化传热，减少CO和N2O排放量，应以较高的炉膛温度运行；而从脱硫、降低Nox和 防止炉膛结渣考虑，床温又不能过高。因此应依煤种、炉型来选择适当的运行床温，燃用无烟煤等难燃煤种时的床温应高一些，以增加飞灰的燃尽度，但脱硫煤效率难免受到影响。床温的上限应比燃煤灰分的初始变形温度低100150，以避免灰渣局部烧结；这一点对灰熔融性温度较低的煤种应予特别注意。实践证明合理调节一、二次风与配比是循环流化床锅炉运行的主要调节手段之一。如：当负荷不变，调大一次风量时（二次风量相应减小），下部床温降低，适宜的风

23、量配比是获得锅炉稳定运行和最佳燃烧、脱硫、抑氮工况的基础条件。风量配比与煤种、炉型与布置有关，一般一次风量约占60%左右。在运行中，二次风一般在浓相区的上部供入，使其风口以下形成一个缺氧燃烧区，减少NOx的生成量。二次风的供入，不仅补充了煤燃尽和脱硫所需的空气，而且其射流可起到一定的扰动作用，使炉氧浓度合理分布，有利于燃烧和脱硫反应。同时，一、二次风量配比也可在一定围调节炉膛上部燃烧份额。3 循环流化床锅炉运行事故分析与处理3.1 循环流化床锅炉流化技术分析利用气固两相流化床工艺实现固体燃料燃烧导致的SO2与NOx排放问题与低热值燃料的燃烧问题而开发出来的一种新型燃烧技术。流化床燃烧工艺一般控

24、制炉膛温度在850950（加脱硫剂时）或9001050（不脱硫剂时），因此，与其他燃烧方式相比较，液化床燃烧属于低温燃烧工艺。在这个温度围，燃料颗粒的燃烧反应速度不仅受控于氧的分压与其扩散条件，而且更加受控于床温因素，即化学动力学条件。依采用的流化状态不同，目前常用的流化床燃烧方式可分为鼓泡流化床燃烧（BFBC）和循环流化床燃烧（CFBC）两大类。采用这两种燃烧方式的锅炉分别叫做鼓泡流化床锅炉（BFBC），循环流化床锅炉（CFBC）。由于燃烧与传热性能等条件的限制，鼓泡床多只限于小容量锅炉采用而循环流床锅炉则不断向大容量发展。至20世纪末，已运和的最大机组电功率为250MW。前面氘核这都是指在

25、大气压力下工作的工艺技术和锅炉设备。它们有时被称作常压鼓泡床（ACFB）和常压循环床（ACFB），以区别于增压流化床燃烧（PFBC）。后者是指在几个或十几个大气压下工作的流床燃烧工艺；它也有鼓泡床（PBFB）和循环床（PCFB）之分，输入热功率为200MW的增压鼓泡床锅炉已经商业运行（与增压流化床联合循环配套）；增压循环床锅炉正研制。各种流化床燃烧室方式的技术特点如下表：流化床类别ABFBACFBPBFBPCFB燃料粒径见煤种变化适应性好优于ABFB好静止床层高度（m）0.50.80.71.01.52空床流化气速（m/s）最大34.5最大46最大12.53.5炉膛底部流化床形态鼓泡床湍流床?低

26、负荷可能转为鼓泡床介于ABFB和ACFB之间强湍流床炉膛上部流动形态稀相气力输送细粒快速床炉膛底部埋管受热面必须有，磨损严重可以不设必须有，磨损轻微可以不设给煤点数多少少更少床上二次风率（%）154003040飞灰/循环灰循环倍率一般<1高温灰2040中温灰1020无飞灰燃尽度较差好好好最低负荷率（%）333030脱硫率（%）80（Ca/S2）90（Ca/S2.2）>90（Ca/S2）NOx排放浓度（mg/m3）(标)一般<300一般<150140280一般<100炉膛与燃烧系统结构简单较大复杂体积大为缩小注：一般破碎到筛网孔径6mm至15mm全部通过,依煤种与其

27、含盔甲 分而定.增压流床燃煤粒径宜取低值。因流化床燃烧温度低于煤灰开始变形温度（DT），故正常运行无炉膛结渣。由于采用较高的运行气速，炉流化状态呈湍流床（底部）至快速床（上部炉膛），气/固之间滑移速度增大、湍动混合加剧，并且由于高温灰的循环倍率（循环灰流量/给煤量）达到2040倍，使全炉膛尤其是上部稀相区的床层密度较之鼓泡床有显著增加，从而导致了循环床燃烧的下述优点：床物料横向传递相对迅速，给煤点可相对减少；炉膛上下床温均匀，燃烧反应强化，细粒燃料因循环而在炉停留时间增加，故可获得较高的飞灰燃尽率；循环灰将炉底密相区燃料燃烧产生的热量带到炉膛上部，炉膛上部水冷壁与悬吊受热面传热系数与温压增加，

28、因而吸热效果增大，故使炉膛底部密相区可不设或少设埋管受热面，免除了埋管磨损问题；在同样条件下（Ca/S2），可获得较高的脱硫效率（90%）。此外循环床燃烧仍具有鼓泡流化床的其他技术特点。循环流化床燃烧克服了鼓泡流化床燃烧的不足之处，但在燃烧系统的构成上增加了体积庞大的高温循环灰分离器与回灰控制系统，且仍然存在N2O的排放问题。3.2 炉膛爆炸事故锅炉炉膛或烟道燃料突然强烈燃烧或熄火，燃气压力骤增或骤减，超过炉墙或烟道所能承受能力而造成破裂的事故。有外爆和爆两种，前者是炉膛或烟道聚集的可燃混合物被引燃，导致急剧不可控的爆炸性燃烧，燃气体积迅速膨胀，使炉墙或烟道向外爆裂。后者是炉膛灭火，烟气体积随

29、温度降低迅速减小，这时，如送、引风机调整不当引风机抽力瞬间过大，使炉墙或烟道承受很大的负压力而向爆裂（大容量锅炉易出现此问题）。爆裂危害很大，特别是外爆，不仅会造成炉膛或烟道破裂，锅炉的钢架弯曲或断裂，也会使有关的受热面管子破坏和造成人身伤亡，修复工作困难，停用时间长，直接和间接损失都很大。爆炸原因 外爆起因主要是炉膛灭火处理不当，继续送入燃料，使炉燃料与空气比（即煤粉浓度）增大，达到一定程度并被引燃形成爆炸。目前对锅炉的炉膛结构部件（包括炉墙包壳，水冷壁刚性梁，水冷壁与冷灰斗的连接部分）、烟道的设计瞬态承压能力，国外均按不超过±8.7Kpa考虑，即使如此，也不能承受煤粉爆然所产生的

30、压力。另外，爆炸的强烈程度和规模取决于点燃时的可燃物量和瞬间混入的空气量。在煤粉炉中，当煤粉/空气混合物浓度处于0.30.6kg/m3时，爆炸的可能性和危害性就很大，浓度大于1 kg/m3时，爆炸产生的压力反而见效，小于0.1 kg/m3时，一般不会爆炸。气粉混合物中相对含氧量，对可爆性也有影响，含氧量的比例越大，爆炸的可能性越大，产生的爆炸力越强，含氧量小于14%时，一般无爆炸危险。其次是在炉已积存的燃料被突然引燃而爆燃，如点火前已有油、可燃气体或煤粉漏入炉膛，未进行吹扫即点火，或反复点火未成功，以与油枪雾化不良、点火能量小，锅炉长期在低负荷下运行、个别燃烧器灭火等，都可能在锅炉不同部位上积

31、存燃料，当这些积存的燃料，被增大的通风或吹灰等扰动时也会形成爆燃。运行中媒质变化、风煤比失调以与给粉自流，燃料、空气瞬间中断等，都可能引起灭火和爆炸事故。发生爆的原因主要是炉膛灭火、燃料中断，还有可能是送风机跳闸和起、停炉过程中操作不当，使炉平衡通风破坏，瞬间负压过大等。预防措施 主要是防止炉膛灭火与灭火后能正确处理，停止向炉送入燃料，进行吹扫后再按规定点火。另外应根据锅炉容量的大小，设置炉膛安全监控系统，如炉膛压力保护和火焰监视器等。对较大容量的锅炉应配置较完善的炉膛安全监控系统，它具有对炉膛火焰监视、报警、自动定时吹扫以与炉膛压力保护、灭火保护、自动切除燃料（MFT）等功能，是防止炉膛外爆

32、最有效的手段之一。在防止爆方面，除对炉膛和烟道的强度设计应考虑低烟气流量下引风机可能产生的最大抽力外，在控制系统上应对炉膛压力信号传诵给引风机的控制系统，使其在负压过大时直接闭锁和减载，以降低爆的可能性。3.3 燃烧熄火流化床燃烷是介于层燃燃烧与煤粉悬浮燃烧之间的一种燃烧方式。层燃燃烧不容易产生熄火事故；煤粉悬浮燃烧容易产生燃烧熄火事故，只要停止给粉，马上就有熄火的危险。流化床燃烧发生熄火的危险处于层燃燃烧和煤粉燃烧之间。流化床燃烧的熄火主要是由于断煤引起的。流化床燃烧时，床中有大量灼热的床料，床温般为8501050，床料中95以上是热灰渣，5左右是可燃物质，主要是焦炭。而每分钟加入燃烧空中的

33、新燃料只占床料的1左右。大量的热床料为惰性物质灰渣，它不与新加入的燃料争夺氧气。相反为新燃料的加热、着火燃烧提供了丰富的热量。所以，在循环流化床燃烧过程中，新加入燃料的着火和燃烧条件是最好的。当循环流化床燃烧发生短时断煤时，床料中的5左右的可燃物质还能维持35min的燃烧。因此，循环流化床燃烧过程中，只要保持连续给煤并根据负荷变化、煤种变化适当调整给煤量，一般是不会熄火的。造成断煤的主要原因是煤的水分大于8，煤在煤仓搭桥、堵塞、不下煤，而运行人员没有发现，未能与时消除。在实际运行中，应设计较大的干煤棚，控制煤的水分低于8；加强给煤监视，设计断煤警报器或语音提醒是防止断煤的有效措施。3.4 床料

34、结渣事故根据结渣的具体情况，可分为高温结渣和低温结渣两种情况；对两种结渣采取的处理措施是有区别的。操作中运行人员必须正确判断结渣属于哪一种，针对结渣种类果断采取处理措施，否则结渣越来越严重，最终导致被迫停炉。1）低温结渣低温结渣多发生在点火启动过程中。低温结渣的特点是整个浓相床温度较低，只有400600，但在个别局部地方的温度，由于没有流化或流化不好，燃料燃烧释放的热量不能被烟气带走或被受热面吸收，造成热量局部堆积，使局部床料温度超过灰渣熔点，而发生灰渣熔融结块。一旦发生了低温结渣，结渣区域流化风量变小，而其他区域流化风量加大，使全床流化质量变差，结渣围扩大。低温结渣的表现是：浓相床温度显示偏

35、差大；火色差异大；风室压力波动较大。一旦判断为低温结渣，司炉人员必须立刻采取果断措施消除结渣。对小型人工点火的硫化床锅炉，可打开炉门人工打耙子，打散渣块，继续点火。打耙子时，注意将引风机门开大一些，使炉门处为负压，防止炉门处正压冒火烧伤司炉人员。对自动点火的大型循环流化床锅炉，不可能打开炉门人工打耙子。这时赶快加大流化风量将渣块打散。低温结渣的渣块比较疏松，不像高温结渣渣块那样密质，有可能借助风力，在床料的碰撞过程中打散渣块。2）高温结渣高温结渣在运行过程和点火启动阶段均有可能发生。高温结渣的特点是全床完全流化和全床燃烧温度超过灰渣熔点，全床发生灰渣的熔融和结块。运行中的显示是燃烧火焰变成白色

36、，刺眼；床层温度急剧上升，温度显示超过10501150；有的床层被吹空，火苗从床层往上直冲；风室压力波动异常。一旦发生高温结渣，司炉人员必须采取如下紧急处理措施：对人工操作运行的小型流化床锅炉紧急停炉，打开炉门扒出渣块，重新启动。如果渣块盖满大半个或几乎整个炉床，只有停炉，待炉冷却到一定程度时进行人工打渣，然后重新点火启动。如果与时发现了高温结渣，司炉人员也可全开风机，用大风将炉子吹灭。然后，停炉清渣。这种处理可减小高温结渣的严重性，缩短消除渣块的时间，减轻打渣的劳动强度。宁可吹灭燃烧，不可发生全床的高温结渣。3.5 过热器超温和低温循环流化床锅炉的燃烧特点决定了它的过热器超温和低温问题比其他

37、形式的锅炉严重。对超温和低温的解决措施也有所不同。过热器的超温和低温严重影响锅炉的安全、经济运行，必须引起高度重视。（1）过热器超温过热器超温分两种：锅炉运行过程中发生的超温和锅炉点火启动过程中发生的超温。过热器超温严重威胁到锅炉和汽轮机的安全运行。频繁地发生过热器的超温将缩短过热器的使用寿命并最终引发爆管事故。点火启动过程中过热器超温超温原因：点火启动过程中蒸汽流量小，面燃烧产生的烟气量比较大（超过了正常运行工况下的烟气量），结果导致在某一特定蒸发量下，过热蒸汽温度超过额定温度。处理措施：加大减温水量；在不影响流化质量的情况下，适当降低流化空气量。上述两项措施采取之后仍超温，采取适当调整循环

38、灰量的措施并密切观察过热蒸汽温度的变化趋势。运行过程中过热器超温超温原因：过热器受热面布置过多；循环灰量过大，燃烧室出口烟气温度偏高；煤中细颗粒偏多；锅炉大风量运行。处理措施：加大减温水量；减少循环灰量，返料器放灰；调整燃煤粒度，减少燃煤中细颗粒含量；减少运行风量，控制燃烧室出口氧含量在34。以上措施采取之后仍不能解决问题，只有对设备进行改造。改造从两方面考虑：减少过热器受热面；在表面式减温器中加喷水减温。（2）过热器低温若过热器蒸汽温度低，会给汽轮机运行带来严重不良影响。过热器低温产生的原因：过热器受热面布置偏少；循环流化床锅炉分离器效率低，飞灰循环量不够，燃烧室出口温度偏低。处理措施：一般

39、来说，通过增加过热器受热面来改变过热蒸汽温度，实施起来很困难或不可能。常通过以下措施加以改善：降低给水温度；加大风量运行；改造分离器，提高飞灰的分离效率，加大飞灰循环量，提高过热器入口烟气温度。4 循环流化床磨损问题分析与解决方案4.1 循环流化床锅炉磨损问题概述循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式与燃料适应性广，加之参烧煤矸石等劣质燃料，炉的固体物料浓度与磨损倍率比煤粉炉高达几十倍到上千倍，。由于循环流化床锅炉的受热面和耐火材料受到大量固体物料的不断冲刷，磨损（受热面、耐火材料、风帽等）造成的事故接近事故停炉总数的比率相当高。目前我国电站锅炉因受热面磨损造成的停炉事故约占锅炉总事故的13。因此

40、，循环流化床锅炉中金属部件的防磨措施正确与否，直接影响锅炉机组的经济、安全运行，所以要特别重视循环流化床锅炉的磨损问题是困扰循环流化床锅炉技术发展的关键因素，磨损问题解决的如何直接关系到CFB锅炉的设计成功与否。4.2 循环流化床锅炉金属部件的磨损4.2.1 布风装置的磨损   X0 V" y2 a% y8 循环流化床锅炉下部壁面垂直段与渐缩段（卫燃带、炉顶与炉膛出口在屏过、风帽、旋风筒进口，尾部烟道进口处）都是易发生严重磨损部位。循环流化床锅炉布风装置的磨损主要是风帽的磨损与风帽小孔扩大的磨损两种情况，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，主要是由于

41、较高颗粒浓度的循环物料，以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽导致的。也有风帽小孔高速气流引起物料粒子的撞击；加之参烧煤矸石等劣质燃料，物料的颗粒越粗、越硬、流化风速越高、床压波动越大，磨损就越严重设备寿命也就越短。目前循环流化床锅炉普遍采用大口径钟罩式风帽、七字形风帽、箭头状风帽等，该类风帽安装后风帽头与布风板之间均有150mm至500mm左右的间隙，运行过程中床料在该部位产生产生涡流造成磨损，主要表现为风帽根部因磨损断裂，顶部因颗粒撞击风口损坏导致布风不均匀等，严重时每年更换5%直至更大。4.2.2 炉膛水冷壁管的磨损 1 T7 h5 f8 b" K4 i( V; h# 炉水冷壁

42、管的磨损可分为四种情形：炉膛卫燃带与水冷壁管过渡区域（密相区）管壁的磨损；炉膛四个角落区域的管壁磨损；锅炉炉膛出口自底部向下1.5米围两侧管壁的磨损；不规则区域管壁的磨损。炉膛卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损主要是安装拼接焊缝时造成局部磨损的条件。在过渡区域固体物料在局部产生涡旋流；自上向下的固体物料在交界区域产生流动方向的改变因而对水冷壁管产生冲刷。炉膛四个角落区域的管壁磨损原因是角落区域密封鳍片在安装时表面粗糙，并且固体物料浓度高，同时流动状态也受到破坏。锅炉炉膛出口自底部向下1.5米围两侧管壁的磨损，主要原因是固体物料在改变流动方向时产生的涡流冲刷。不规则区域管壁（如温度、压力测点等）

43、的磨损原因主要是不规则管壁改变了物料的流动特性，而造成较大的物料波动冲刷。炉膛出口进入旋风分离器前的两个侧墙主要为大面积的冲刷磨损，水冷壁的减薄比较均匀。炉膛下部水冷壁与耐火材料交界处冲刷和涡流磨损均存在，但涡流磨损较多，主要表现为水冷壁局部出现较深的沟槽或小坑。4.2.3 尾部受热面的磨损CFB安装有分离器，分离器效率往往高达99%以上，但由于炉的高灰浓度，使分离器未能收集而排出灰量的绝对值可能仍很高。在尾部烟道烟气向下流动，颗粒一边随烟气流动，一边受重力作用，颗粒的绝对速度是烟气速度，加上颗粒粒径较大，导致省煤器等尾部受热面磨损严重。在省煤器等尾部受热面管束的弯头与避免之间若间隙较大形成烟

44、气走廊，磨损将加速。金属壁面的磨损速率与速度呈3 3.5次方的关系，与灰颗粒直径为平方的关系。但在省煤器区域由于烟温低，灰粒变硬、且体积收缩表面形成尖锐的棱角，对省煤器管排的磨损相当严重。空气预热器进口处管壁的磨损是由于烟气流速、方向的改变而产生的磨损。在尾部烟道设计时应充分考虑上述因素，选择合适风速，设计合理结构，避免受热面的严重磨损。对流烟道受热面的磨损主要发生在省煤器两端和空气预热器进口处，产生磨损的主要原因是设计上考虑不周，安装时出现误差；另外一个原因是受热面材质不好。4.3循环流化床锅炉磨损分布与特点、循环流化床锅炉炉膛密相区和水冷布风板是锅炉炉工作环境最恶劣的地方，主要有温度最高、

45、化学反应最强烈、受热面磨损最严重等特点，防止磨损就成为锅炉能否长期稳定运行的关键之一。因此，密相区耐磨材料主要由销钉固定高强度耐磨耐火浇注料构成。、锅炉水冷风室虽没有磨损，但在床下风道燃烧器运行时，风室的温度高、局部还原性气氛浓、温度变化大，而且在正常运行时风室还要承受很高的压力，所以风室必须有良好的密闭性，风室衬由耐火材料和保温材料构成衬材料，并在风道燃烧器附近布置一些强度较高的耐磨耐火材料以防脱落和裂纹。、高温分离器的作用是为了捕捉大颗粒物料返回炉，是使炉物料形成循环的重要构件，它的分离效率高低直接影响锅炉的燃烧效率和尾部烟道的磨损。由于分离器安装的位置高，工作时的温度和炉膛接近，磨损较大

46、。由耐磨耐火砖砌筑的轻型炉墙既能使高温分离器抗高温、抗磨损，又能使分离器的重量相对，易于安装、衬养护和检修。、U型回料阀位于高温分离器和回料腿之间。回料阀是一个小型的流化床，其作用主要是分离器的密封盒回料的输送，回料对衬的磨损较为剧烈，耐磨材料强度要求高，因此，防磨材料采用了耐磨耐火拉钩砖和高强度耐磨浇注料相结合，这样，既减轻了悬挂重量，又达到了较好的防磨效果。、回料腿的工作结构和环境复杂，除大量的床料经过回料腿返回锅炉外，还有煤、石灰石、和飞灰再循环从这里进入锅炉。这一段的物料浓度较高、温度变化大、底部气 固冲蚀严重。其中还有作为上下连接作用的膨胀节，在运行中对其抗磨损和密封要求也很高，因此

47、，在回料腿管段主要布置耐磨耐火砖。在膨胀节处采用耐磨耐火浇注料防磨，膨胀缝用耐火纤维进行密封。4.4循环流化床锅炉的防磨措施 在机理上，金属的磨损可分为两类：一是金属表面在固体颗粒的冲刷下，因摩擦而导致的金属部件的逐渐失重，另一类是在金属表面形成一层氧化膜，膜的硬度很高，但较脆，在物料颗粒的冲刷下，氧化膜出现极小微块的剥落，在剥落掉的金属表面上再形成新的氧化膜层，磨损就在这一过程中再进行。材料的磨损量与颗粒的直径大小有关。颗粒直径很小时，材料所受的冲蚀磨损很小。随着颗粒直径的增大，磨损量随之而增加。当颗粒直径大到一临界值后，磨损量几乎不变或者变化十分缓慢，如图1所示。对于这种现象的解释多种多样

48、，一般认为，在一样的颗粒浓度下，颗粒直径越大，单位体积颗粒数就越少，虽然大颗粒冲击管壁的磨损能力较大，但由于冲击到壁面的总颗粒数降低，故材料的磨损量仍变化不大。右侧表中给出了氧化层与其它一些物质的硬度的比较，可见，氧化膜的硬度极高，如能在管子表面形成氧化膜，对减少磨损是极其有利的。氧化膜的形成速率很重要，若其小于磨损速率，金属表面就形成不了氧化膜。管壁温度在300以上时，较易形成氧化膜。CFB的密相床一般处于还原性气氛，对于在金属表面形成氧化膜是不利的，可用耐磨材料覆盖管子以避免严重的磨损。在还原与氧化气氛交界处，由于这一界面会上下波动，也会导致磨损加重，应与还原区同样处理。另外，在设计上，风

49、帽采用定向设计，在排列上采用间隔排列方式，避免风帽相互直吹，保证风帽小孔气流速度的稳定，气流分布均匀，以降低冲击磨损。在运行时，防止大颗粒物料进入床床，锅炉用风稳定，使流化物料在小围波动，尽可能的减小物料对布风装置的冲刷磨损。 5 R; t/ z* c+ t, u3 h7 O在卫然带与浇注料的过渡区采用外弯管形势可有效降低此处的磨损，并在卫然带以上1-1.5米的围对水冷壁管壁进行超音速电弧喷涂。喷涂处的管面过渡要平滑，不能有凸台。在水冷壁上加焊导流防磨带（来破坏向下流动的固体料流），从而达到防磨目的。 一般来说，循环流化床锅炉水冷壁管的磨损较轻。为了防止炉水冷壁的磨损,在水冷壁上避免使用任何凸

50、台。即使一个尺寸很小（灰粒尺寸的数倍）的焊接缺陷凸台也会加速该处水冷壁管的磨损。因为炉循环灰沿水冷壁面流下，速度较大的飞灰在该凸台反射，造成磨损。由于同样的原因，循环床应慎重选用穿墙弯管的结构。防磨盖板是锅炉传统防磨措施之一，其结构见图一，主要用于尾部烟道对流受热面，防磨材料根据防磨位置烟气温度选取，一般采用不锈钢和20G钢两种材料，板厚为2mm。将烟道与省煤器管的距离适当加大一些，切除烟气走廊，加装烟气导流板（见图二），在导流板上钻一些孔来消除烟气偏流，可有效的解决省煤器管的磨损问题。对管式预热器加防磨套管。因此，在循化流化床锅炉的设计中，对流烟道受热面的磨损问题仍应受到高度重视，适当降低烟

51、速是必要的。对磨损较严重的受热面，宜采用顺列布置加装防磨套管等。研究表明错列管束尽管传热强，用材经济，但最大磨损量约为顺列的2倍，而顺列膜式省煤器防磨性能较好。4.5 磨损问题综述、在运行中应首先控制床料与燃煤粒径的筛分化，调整风量，降低烟气流速，降低烟气粒子浓度和粒子直径以减少磨损。、膜式水冷壁上应避免凹凸不平，向火面焊缝要磨平，保证光滑平整打掉膜式水冷壁防磨浇注料顶端凸台，使防磨浇注料与水冷壁处平整过渡，减少不规则变形，使回流的粒子抵达此处后软着陆。运行中要注意控制风量，降低烟气流速，控制床料和煤粒的筛分化，减少灰粒子和粒径。、调好炉膛差压，使之达到灰平衡。在磨损严重的后顶部弯管处加装限流板，转向室加装导流板以改善烟气的流动特性，减轻由于烟速和浓度不均匀所带来的磨损。、分离器椎体所处的工作状况与其筒体大致一样，建议使用震动浇筑保证衬里具有足够的强度和耐磨性能。5 结论与展望通过对循环流化床锅炉运行中出现问题的分析与研究以与循环流化床锅炉在中国能源方面的重要作用，让我们更深层次的理解了循环流化