300MW循环流化床锅炉启动过程爆燃与结焦的预防及控制 薛阳

300MW循环流化床锅炉启动过程爆燃与结焦的预防及控制薛阳

发表时间：2018-04-02T15:36:03.640Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：薛阳

[导读] 摘要：本文主要研究了300MW循环流化床锅炉启动过程爆燃与结焦问题，针对300MW循环流化床锅炉启动过程爆燃与结焦的预防和控制进行总结，提出了具体的措施，供参考和借鉴。

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摘要：本文主要研究了300MW循环流化床锅炉启动过程爆燃与结焦问题，针对300MW循环流化床锅炉启动过程爆燃与结焦的预防和控制进行总结，提出了具体的措施，供参考和借鉴。

关键词：300MW循环流化床锅炉，启动，爆燃，结焦，预防

前言

为了提升300MW循环流化床锅炉启动过程爆燃与结焦的预防和控制效果，针对其具体的情况，以及当前比较严重的问题，进行深入分析和总结，这是必要性的工作。

1、循环流化床锅炉总体结构及其燃烧特性

一个循环流化床锅炉，主要是由燃烧系统、对流烟道以及气固分离循环系统三部分构成，其中，燃烧系统主要包括了风室、燃烧室、布风板与给煤系统等，对流烟道则包括了过热器、空气预热器以及省煤器等部分，而气固分离循环系统则包含了物料分离装置与返料装置两个部分。同时，循环流化床锅炉属于低温燃烧，即燃料是通过炉前的给煤系统送进炉膛的，而送风一般有一次风与二次风两种。其中，一次风是由布风板的下部被送进燃烧室的，为的就是保证其料层的流化，而二次风则沿着燃烧室的高度进行分级多点的送入，为的就是通过适当增加燃烧室内的氧量以保证燃料的全部燃烧尽。在燃烧室内，其物料在一定流化风速的作用下会发生剧烈的扰动，而这时部分固体颗粒就在高速气流的携带下被带出燃烧室转而进入炉膛，而且那些颗粒较大的物料则因重力作用流向炉膛下方，而较小颗粒物料则随着烟气飘出炉膛并进入到物料分离装置中，这时，炉膛内就会形成气固两种气流，已经进入了分离装置的烟气在固气作用下被分离，并被送回到燃烧室，而经过了分离的烟气则通过对流烟道内受热面吸热后离开锅炉。

2、发生爆燃的几种情况

2.1扬火爆燃：如果压火时燃料加得多或停的晚，使压火后床料内燃料的含量过多，这时燃料中的碳在缺氧状况下不充分燃烧产生大量的CO，同时燃料在炉内高温干熘挥发出甲烷、氢等可燃性气体。由于压火后床料表面温度降低，这些可燃性气体遇不到明火，便在锅炉炉膛内积聚。扬火时，随着风机的启动，床料开始流化，高温的床料从下面翻出，这时可燃性气体与明火接触，瞬间发生燃烧，如果可燃物的浓度在爆燃极限范围内，就会发生爆燃。个别司炉工在扬火时怕床温降得过快造成灭火，在启风机前先加入少量的燃料，新进入炉膛的燃料不但会挥发出可燃性气体，同时会有大量的煤粉参与燃烧，这样不但会增大产生爆燃的机率，还会加剧爆燃的强度。

2.2大量返料突入爆燃：循环流化床锅炉都有物料循环系统。循环流化床锅炉运行时，大量固体颗粒在燃烧室、分离器和返料装置等组成的循环回路中循环，一般循环流化床锅炉的循环倍率为5～20，也就是说有5～20倍给煤量的返料灰需要经过返料装置返回燃烧室再次燃烧，循环物料是直径在0.1mm左右的细灰，有很好的流动性，在返料风的吹送下，连续不断地进入炉膛。运行中如果返料风过小，返料器内的物料就会停止流化或流动，从而造成返料器堵塞，细灰会在返料器内堆积，当细灰积累到一定时，细灰在自身重量的作用下产生流动或者由于操作调整增大风量使物料再次流化，这时成吨的细灰在短时间内进入炉膛。由于细灰的表面积大，此时返料风与空气快速混合充满炉膛，且细灰中一般含有20%左右的碳，在炉内高温环境下极易发生爆燃。

2.3油气爆燃：流化床锅炉一般采用柴油点火，点火过程中因为油中的杂质、点火风的调配、油压太低等因素常会发生油枪灭火。灭火后，如果没及时发现、关闭油阀，被雾化的燃油会继续喷进炉膛内，这样从炉膛到尾部烟道甚至到烟囱出口都充满了油雾。这时如果再次点火或遇到其它明火，就会产生整个系统的爆燃。

3、启动安全控制措施

3.1点火爆燃事故防范措施

3.1.1完善热控逻辑保护

首先，对炉膛吹扫逻辑进行完善，相较于煤粉锅炉，循环流化床锅炉存在着较大的差异，在锅炉点火之前，需要对炉膛、外置床以及点火风道进行吹扫，在吹扫计时之前，需要保证入炉风量比30%设计总风量要大，将一次风量大于最小流化风量且总风量大于百分之三十设计总风量作为吹扫条件，并且增加相应的逻辑，如在吹扫过程中，禁止手动操作一二次风量挡板，将强制吹扫按钮给取消掉。保证可以顺利进行吹扫，对气体进行有效的置换，避免有点火爆燃事故出现。

其次是对床上油枪、给煤线启动允许、跳闸保护逻辑进行完善。因为没有点火装置存在于床上油枪中，投入之后，加热依据的是床料和热风，因此，如果有故障出现于速断阀中，就无法对风道燃烧器状态正确反应，我们将其更改为进油速断阀、雾化阀开且检测到火焰，这样床上油枪运行的安全性就可以得到保证。用进油速断阀、雾化阀开且油枪推进到位作为床上油枪的运行信号，替代原来的进油速断阀开。

然后是对油枪油压、雾化蒸汽压力高和低跳闸保护逻辑进行完善，我们将保护动作延时增加了过来，将第一支油枪投入到每条燃油管道时，保护动作可以延时10s，其他保护动作则延时5s。更改之后，可以避免有频繁动作出现于油枪投停过程中。

3.1.2完善点火设备及试运程序

进油速断阀内漏问题，要想对这个问题进行解决，就需要采取一系列的措施，促使检修工艺水平得到提升，对检修文件包制度进行健全和完善，严格控制检修质量。油枪每次检修之后，充油试验都是需要进行的，以便对进油速断阀的严密性进行验证；要对各个燃油流量计的测量精度进行提升，将小量程油压表给应用过来，如果有泄露问题出现，可以及时采取针对性的应对措施。

3.2启动结焦事故防范措施

3.2.1保证流化质量

针对爆燃引起的结焦，要对锅炉启动床料合理的配置，要筛选启动床料，保证粒度符合相关要求。如果启动床料有着太粗的颗粒，就容易发生流化不良事故，而要想正常流化，就需要对风量进行加大，那么风就会带走更多的点火热量，影响到床料的升温，需要较长的加热时间。如果是较细的颗粒，在启动的过程中，烟气就会带走大量的细小颗粒，加快了床料的损失速度，增加了点火过程的控制难度，结