【摘　要】 本文以无锡锅炉厂制造的UG－90/5.3－M型锅炉为例，分析其高温一级分离返料系统结焦原因及其预防。

　　【关键词】 循环流化床锅炉　返料结焦　原因　预防
　　十堰市热电厂　曾建微

　　一、前　言
　　湖北十堰市热电厂3＃、4＃锅炉采用无锡锅炉厂制造的UG－90/5.3－M型锅炉，在3＃锅炉运行初期，由于对高温分离返料系统的运行机理不熟悉，返料系统结焦堵塞现象频繁，针对3＃锅炉在运行中暴露的问题，我们在4＃锅炉的试运行和3＃、4＃炉的日常运行中采取了有效措施，目前两台锅炉运行稳定，杜绝了返料系统结焦堵塞事故的发生。
　　二、UG－90/5.3－M型锅炉系统结构
　　UG－90/5.3－M型锅炉额定负荷90吨/时，采用一级高温分离设计，具有结构紧凑，操作灵活，运行控制方便的特点。锅炉系统结构如图1所示。
　　三、返料系统运行工况分析
　　由炉膛出口的高温烟气，经过高温旋风分离器的分离捕捉，返料灰由返料立管进入返料装置，在返料风的流化和输送下，返回炉膛再次燃烧。根据运行数据分析，返料装置内的返料温度明显高于炉膛出口温度甚至高于床温，因此，返料在返料装置内还发生一定程度的二次燃烧，这个特点，也是运行调整不当造成返料结焦堵塞的主要原因。
　　四、返料结焦的现象
　　1.返料温度急剧上升；
　　2.锅炉负荷急剧下降；
　　3.床温猛涨，烟气含氧量明显高于正常运行值；
　　4.炉室差压、返料风量突然下降；
　　5.从返料观察孔看不到返料流动。

　　五、返料结焦堵塞的类型
　　在我厂3＃锅炉运行初期，返料系统运行极不稳定，结焦堵塞事故频繁，主要有以下三种类型：
　　1.超温渐进式：返料运行调节不当，返料温度或局部返料温度长期高于设计值，当局部返料温度超过灰熔点后，造成返料局部结焦，并以此为核心向周围漫延，最终整个返料系统结焦。这种方式是渐进式的，从返料出现异常到全面结焦，通常要几个小时甚至十几个小时，运行人员不易及时发现。
　　2.超温突发式：返料温度瞬间急剧上升，超过灰熔点造成返料结焦，这种方式在几分钟内瞬间发生，运行人员对返料温度失去控制。
　　3.异物堵塞式：返料系统内耐火材料脱落，堵塞返料装置，造成返料流动不畅，返料结焦。
　　六、返料系统结焦堵塞的解决措施
　　在返料系统中，返料回送装置可等效为图2的流动密封U型阀模型，它由一个带溢流管的鼓泡流化床和返料立管组成，二者之间有一个隔板，采用空气流化。U型阀中压力略高于炉膛，从而可以防止炉膛内空气流入立管。返料在返料立管内形成h高的返料层，其高度根据负荷及返料量自行调节，从而使其产生的压头与通过返料U型阀的压降及驱动固体颗粒流过所需的压头平衡。
　　此外，返料还与返料风反应，发生一定程度的二次燃烧，这也是返料床温度高于炉膛出口温度的原因。

　　要防止返料超温，应注意以下几个方面：
　　1．控制返料温度≤950℃，最高不超过 1000℃。
　　2.防止返料床流化状态破坏，造成返料局部超温引起渐进式结焦
　　在实际运行中，维持炉膛内料层高度和控制合适的返料风量是保持返料床良好流化的主要手段。炉膛内料层高度过高对于返料流动阻力增大，返料流动不畅容易堵塞；返料风量应随着锅炉负荷及返料量动态调节，过小和过大对返料运行都是不利的：返料风过小达不到返料床流化风量，返料无法流动；返料风过大，返料床容易形成沟流，并且返料风反串上立管，也容易破坏返料回送装置的正常运行，造成立管结焦。我厂在3＃炉运行初期，由于担心返料超温，返料风量大大高于锅炉厂设计值，结果未能有效防止返料结焦，后来我们控制返料风量保持在锅炉设计范围，返料结焦现象得到有效控制；另外锅炉长期超负荷运行造成返料量过大也是返料结焦的一个原因。

　　3.控制返料中可燃物比例，防止返料二次燃烧过于剧烈，是防止返料结焦的关键
　　返料中可燃物含量，是由炉膛内的燃烧状况确定的，返料中可燃物含量过高主要由以下三个方面的因素引起：
　　A．风煤配比不当、炉膛内料层高度过低，使炉膛内燃烧不充分，大量含碳飞灰由烟气带出，经返料系统收集后，在返料床内燃烧超温引起返料结焦。通常这种方式是渐进式的，不易被运行人员及时发现。
　　B．点火时床温上涨失控，为抑制床温上涨，加大锅炉风量速度过快
　　在锅炉点火启动阶段，特别是点火后期，由于运行操作不当，床温上涨过快失去控制，运行人员往往大幅度加大一次风甚至启动二次风机降温，造成返料瞬间超温结焦堵塞。这是由于在锅炉启动阶段，床温水平较低，燃烧不充分，如果急剧加大风量，势必造成返料量急剧增加，大量未完全燃烧的飞灰进入返料装置，返料剧烈燃烧造成超温结焦。对于这种情况，最有效的办法是保持一次风量基本不变或小幅增加，立即放部分底料压制床温上涨，如果无效直接压火，因为即使炉膛结焦，处理起来也比返料结焦容易得多。
　　C．锅炉断煤熄火后，为了挽救床温，运行人员处理不当，向炉膛内加煤过多。由于锅炉熄火后，入炉煤在锅炉内不能燃烧，大量煤粉被飞灰带出，引起返料瞬间超温结焦。在处理这类结焦事故时，从返料灰变黑就可以得到印证。后来我们规定在锅炉床温低于650℃时停止给煤，投入油枪助燃，使返料结焦得到有效控制。

　　4．防止返料装置耐火材料脱落堵塞返料装置
　　返料装置中耐火材料脱落，主要由三方面原因引起：（A）耐火材料质量差；（B）返料装置建成后保养烘炉不良；（C）锅炉启停速度过快。
　　对于（A）、（C）两种情况，这里不作讨论，现就返料系统的养护和烘炉事项作一个简要介绍：
　　对于循环流化床锅炉而言，返料系统的烘炉往往是难点和死角，用常规的木材和油枪烘炉，由于返料量少，返料系统达不到设计烘炉温度。我们在4＃锅炉低温烘炉阶段向炉膛内定期人工加入煤灰，在中温烘炉阶段向炉膛内定期人工加入煤粉，对于控制返料系统在中、低温阶段的温升，起到了良好的效果，目前4＃锅炉运行1年半以来，没有发生大面积耐火材料脱落现象。
　　对于返料系统，定期检查返料风帽，清理返料系统脱落的耐火材料等杂物，也是保证锅炉稳定运行的一项重要定期工作。

　　七、结束语
　　针对高温分离返料系统运行调节不当容易发生结焦事故的情况，只要弄清了返料结焦的原因并采取相应有效措施，是完全可以预防和杜绝的。