锅炉循环灰系统故障

循环灰系统故障
l.结焦
结焦是循环灰系统的常见故障．其根本原因是物料温度过高，超过了灰渣的变形温度而猫结成块，结焦后形成的大渣块能堵塞物料流通回路，引起运行事故．结焦部位可发生在分离器内、立管内和送灰器（回料阀）内。

结焦的原因主要是：
(l）燃烧室超温。由于高温循环灰分离器运行时温度与燃烧室温度相近，特别是当炉内燃烧T －况不佳时，大量细炭粒在燃烧室上部燃烧，并在高温下（有时达900℃）进入分离器，部分炭粒继续燃烧，甚至会高于燃烧室温度。因此，如果燃烧室运行时超温，进人送灰器的循环灰温度很高，这时操作稍有不当，如循环灰量过大或输送不够通畅，就很可能在送灰器中引起结焦。

(2）循环灰系统漏风。在正常工况下，由于旋风分离器筒内烟气含氧量少，循环灰以一定速度移动，停留时间较短，尚不足以引起循环灰燃烧；反之，若有漏风，则易引起循环灰中碳的燃烧而造成结焦；如果送灰器漏风，也同样会造成局部超温而结焦。
(3）循环灰中含碳量过高。如锅炉点火启动时燃烧不良，或运行中风量与燃料颗粒的筛分特性匹配不佳，或燃用煤歼石、无烟煤等难燃煤时，因其挥发分少、细粉量多、着火温度高、燃烧速度慢等原因，都可导致过多未燃尽燃料细颗粒进人旋风分离器而使循环灰中含碳量增加。由上述分析可知，灰中含碳量高将会增大高温结焦的可能性。
(4）运行或操作中出现问题。例如，飞灰回送通路塌落或有异物大块堵塞，或送灰风量太小，物料无法通畅回送．积聚起来可能导致结焦；另外，在料层过厚或下灰口过低时，也很容易出现超温结焦现象。
防止结焦的措施主要有：① 使用的燃料及其颗粒筛分特性应尽量与设计一致。若煤种变化后灰熔点降低则应相应调整燃烧室运行温度，及时调整制煤设备以达到粗细颗粒的合理配比；② 燃用煤歼石、无烟煤时尽早按一、二次风比例投人二次风，以强化煤在燃烧室中的燃烧，减少在循环灰系统中的后燃；③ 运行中应密切监视高温旋风分离器温度。发现分离器超温，应及时调节风煤比控制燃烧室温度，如不能纠正则立即停炉查明原因．④ 检查循环灰系统的密封是否良好，发现漏风及时解决；⑤ 检查循环灰系统是否畅通，有异物及时排除；⑥ 保证适当的送灰风量。风帽堵塞、送灰器风室中有落灰等，均会引起送灰风量减小，· 发现此类问题要及时解决。
2.分离器分离效率下降
高温旋风分离器结构简单，分离效率高，是循环流化床锅炉应用最广泛的一种气固分离装置。影响高温分离器分离效率的因素很多，如形状、结构、进口风速、烟温、颗粒浓度与粒径等。已建成的循环流化床锅炉分离器结构参数已定，且一般经过优化设计，故结构参数的影响不再讨论．运行中分离器效率如有明显下降则可考虑以下因素：① 分离器内壁严重磨损、塌落从而改变了其基本形状；② 分离器有密封不严导致空气漏入，产生二次携带；③ 床层流化速度低，循环灰量少且细，分离效率下降。
需强调指出的是，漏风对分离效率有着极其重要的影响。由于在正常状态下分离器旋风筒内静压分布特点为外周高中心低，锥体下端和灰出口处甚至可能为负压，分离器筒体尤其是排灰口处若密封不佳，有空气漏人，就会增大向上流动的气速，并将筒壁上已分离出的灰粒夹带走，严重影响分离效率。
防止分离器分离效率下降的措施主要是：① 当发现分离器分离效率明显降低时，应先检查是否漏风、窜气，如有则应及时解决；② 检查分离器内壁磨损情况，若磨损严重则须进行修补；③ 检查流化风量和燃煤的筛分特性，应使流化风量与燃煤的筛分特性相适应，以保证合理的循环物料量。
3.烟气反窜
正如所知，送灰器的主要功能是将循环灰由床力较低的分离器灰出口输送到怅力较高的燃烧室。同时，还应具有“止回阀”的功能即防止燃烧室烟气反窜进人循环灰分离器。而一旦出现烟气从燃烧室经送灰器“短路”进人分离器的现象，则说明循环灰系统的正常循环被破坏，锅炉则无法正常运行。
送灰器出现烟气反窜的原因主要有：① 送灰器立管料柱太低，被回料风吹透，不足以形成料封，② 回料风调节不当，使立管料柱流化；③ 送灰器流通截面较大，循环灰量过少；④ 飞灰循环装置结构尺寸不合理，如立管截面较大等。
要防止烟气反窜，首先在设计时应保证一定的立管高度，根据循环灰量适当选取送灰器的流通截面；其次在运行中应注意对送灰器的操作。例如，对小容量锅炉，因立管较短，锅炉点火前应关闭回料风，在送灰器和立管内充填细循环灰，形成料封；点火投煤稳燃后，待分离器下部已积累一定量的循环灰后，再缓慢开启回料风，注意立管内料柱不能流化；正常运行后回料风一般无须调整；在压火后热启动时，应先检查立管和送灰器内物料是否足以形成料封。对大容量锅炉，立管一般有足够高度，但应注意回料风量的调节。发现烟气反窜可关闭回料风，待送灰器内积存一定循环灰后再小心开启回料风，并调整到适当大小。总之，送灰器操作的关键是保证立管的密封，保证立管内有足够的料柱能够维持正常循环。
4.送灰器堵塞
送灰器是循环流化床锅炉的关键部件之一。送灰器堵塞会造成炉内循环物料量不足，汽温、汽压急剧降低，床温难以控制，危及正常运行。
一般送灰器堵塞有两种原因：一是由于流化风和回料风量不足，造成循环物料大量堆积而堵塞。特别是IJ 型回料阀，由于它的立管垂直段较长，储存量较大，如果流化风量不足，不能使物料很好地进行流化很快就会堵塞．因此，对IJ 型回料阀的监控系统要求较高．回料风量不足的原因主要有：送灰器下部风室落人冷灰使流通面积减小；风帽小孔被灰渣堵塞，造成通风不良；风压不够等。发现送灰器堵塞要及时处理，否则堵塞时间一长，物料中的可燃物质还可能造成超温、结焦，扩大事态，增加处理难度。处理时，要先关闭流化风，利用下面的排灰管放掉冷灰，然后再采用间断送风的形式投人送灰器。二是送灰器内循环灰

结焦造成堵塞。关于结焦已在前面做过分析，此处不再赘述。为避免此类事故的发生，应对送灰阀进行经常性检查，监视其中的物料温度；特别是采用高温分离器的循环灰系统，应选择合适的流化风量和回料风量，并防止送灰器漏风。
四、布风装t 及受热面磨损
1.布风装置的磨损
循环流化床锅炉布风装t 的磨损主要有两种情况。第一种情况是风帽的磨损，其中风帽磨损最严重的区域在循环物料回料口附近，究其原因是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对风帽的冲刷。图8 一9 为国外某台420t / h 循环流化床锅炉发生风帽磨损的区域（图中还同时给出了炉膛水冷壁管发生磨损的区域）。另一种情况是风帽小孔的扩大。这种现象也发生在鼓泡流化床锅炉中。显然，这种磨损将改变布风特性，同时还造成固体物料漏至风室（即所谓耐ting 现象）。发生这种磨损的原因目前尚未查明，只能从设计上加以改进。例如，国外采用所谓“猪尾”型风帽代替多孔型风帽，如图4 一11 和图8 一10 所示；采用定向风帽设计（图4 一10 ) ，在排列
上采取间隔排列方式，隔一排布置风帽，避
免风口直吹前排风帽，以降低冲击磨损等．
2.受热面的磨损循环流化床锅炉内的受热面包括炉膛水冷壁管、炉内受热面和尾部对流烟道受热面等．(l）炉膛水冷壁管的磨损。水冷壁管的磨损是循环流化床锅炉中与材料有关的最严重的问题，可分为四种情形，即炉膛下部耐火防磨层与膜式水冷壁交界处以上l；一般水冷壁管的磨损；不规则区域（包括管壁的磨损。
(2）炉内受热面的磨损．主要指当循环流化床锅炉布置有屏式冀形管、屏式过热器、水平过热器管屏等炉内受热面时，这些部位受到的磨损。部分循环流化床锅炉，特别是国内设计的循环流化床锅炉，在二次风以下的密相区运行在鼓泡流化床区域，而且在密相区内还布置有埋管受热面，这部分受热面易受磨损破坏。
(3）对流烟道受热面的磨损。国外一些循环流化床锅炉的运行经验表明，在良好的设计和运行管理条件下，锅炉对流烟道受热面的磨损一般不会成为严重的问题。就国内已经投运的一些循环流化床锅炉而言，对流烟道受热面的磨损仍是一个较为严重的问题．磨损发生的主要部位出现在省煤器两端和空气预热器进口处。
上述受热面中除尾部对流烟道受热面的磨损与常规煤粉燃烧锅炉相似外，其他受热面的磨损过程是十分复杂的。造成循环流化床锅炉受热面磨损的原因主要有：① 烟气中颗粒对受热面产生的撞击，这类似于煤粉锅炉尾部受热面的冲刷磨损；② 受热面表面受运动速度相对较慢的颗粒的冲刷；③ 随气泡快速运动的颗粒对受热面的冲刷，以及气泡破裂后颗粒被喷溅到受热面表面从而对受热面产生磨损；④ 炉内局部射流卷吸的床料对相邻受热面形成直接的冲刷，这些射流包括给料（燃料和脱硫剂》 口射流、固体物料再循环口射流、布风板风帽的空气射流、二次风空气射流以及管道泄漏而造成的射流等，⑤ 伴随着炉内和炉外固体物料整体流动形式所造成的受热面的磨损；⑥ 由于几何形状不规则造成的磨损。臂如，若床内垂直布置有一根带有焊缝传热管，会因在焊缝附近产生局部的涡流从而使焊缝以上的受热面产生磨损。
3.受热面的防磨
循环流化床锅炉内受热面的防磨措施除煤粉锅炉所采用的常规方法以外，主要还有选择合适的防磨材料（如碳钢和合金钢、耐火材料等），采用金属表面热喷涂技术和其他表面处理防磨技术，在密相区埋管受热面加防磨构件（如防磨鳍片），对流受热面管束尽量采用顺列布里或在管束前加假管、提高循环灰分离器的分离效率等。
实际上，对易发生磨损的局部区域在设计上采用一些巧妙而又特殊的处理也能取得良好的防磨效果。譬如，为解决好炉膛下部耐火防磨层与膜式水冷壁交界处以上一段管壁的防磨问题，通常采用所谓的粒子软着陆技术或让管防磨设计。前者指耐火防磨层与膜式水冷壁交界面设计成图8 一11 的形式。这样，在交界面处的台阶上能自然堆积图中所示的灰层，粒子在此实现“软着陆”后反弹力小，不能打到水冷壁上，从而使交界面处水冷壁管的磨损得以减轻；后者是从设计上使管子让开，消除了炉膛下部耐火防磨层与膜式水冷壁交界处阻碍粒子向下流动台阶，从而使粒子磨损管子的机会大大减少。