andyale 发表于 2014-7-14 12:59:22

循环流化床锅炉常见的事故及处理方法

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循环流化床锅炉常见的事故及处理方法
第一节   炉膛结焦事故
炉膛结焦事故是CFB锅炉常见的燃烧事故,无论是在锅炉启动阶段还是在机组正常运行过程中,都有发生锅炉结焦事故的可能。炉膛结焦分为低温结焦和高温结焦。低温结焦是指床温较低时由于流化不好的情况睛各种颗粒粘连在一起的现象。实际运行中的锅炉在发生高温结焦事故时经常会出现以下现象:
床温急剧升高并超过煤的灰熔点,大致在1000℃以上,氧量指示急剧下降,甚至到零。观察火焰时,流化不良,局部或大面积火焰呈白色。出渣时渣量少或放不出。严重时负压不断增大,一次风机电流下降。风室风压高且波动增大,一次风量减少。
CFB锅炉常见的结焦原因有:
点火升压过程中煤量加入过快过多或加煤未加风,大量未完全燃烧的煤颗粒积存在一起而突然爆燃。压火时操作时不当,未等到氧量开始上升即炉膛床料中的煤没有完全燃烬就停止所有风机运行。一次风量过小,低于临界流化风量;燃烧负荷过大,燃烧温度过高;煤粒度过大或灰渣变形温度低;放渣过多,处理操作不当;返料器返料不正常或堵塞;给煤机断煤,处理操作不当;负荷增加过快,操作不当;风帽损坏,灰渣掉入风室造成布风不均;床温表计不准或不灵,造成运行人员误判断;床料太厚,没有及时排渣;磁铁分离器分离故障,铁件进入炉内造成流化不好。
当发觉锅炉出现结焦现象时应采取以下办法进行处理:
发现床温不正常升高,综合其它现象判断有结焦可能时,应加大一次风量和加强排渣,减少给煤量控制结焦恶化,并恢复正常运行,经处理无效,应立即停炉。放尽循环灰,尽量放尽炉室内炉渣。检查结焦情况,打开人孔门,尽可能撬松焦块及时扒出运行。结焦不严重焦块扒出炉外,点火投入运行。结焦严重,无法热态消除,待冷却后处理。
预防炉膛结焦常见的方法有:
控制入炉煤粒度在10mm 以下;点火过程中严格控制进煤量;升降负荷时,严格做到升负荷先加风后加煤,减负荷先减煤后减风;燃烧调节时要做到“少量多次”的调节方法,避免床温大起大落;经常检查给煤机的给煤情况,观察炉火焰颜色,返料器是否正常;排渣时根据料层差及时少放勤放,锅炉运行人员就注意观察排出的炉渣是否有渣块,排渣结束后认真检查,确认排渣门关闭严密后,方可离开现场。
第二节   预防可燃物聚积引发的爆燃事故
CFB锅炉炉膛爆炸事故是大家在实际运行中比较容易忽视的事故,最重要的是认识到存在这种事故的危险,针对事故产生的原因,采取正确的启动顺序,同时应采取安全保护设计和反事故措施。根据本厂CFB锅炉实际运行的经验,可以按下述方式启动CFB锅炉:先启动J阀风机,然后再启动引风机,一次风机、二次风机。按25%的系统风量吹扫炉膛;调整一次风到点火条件,启动点火风机,投入点火油枪。点火过程中,在保证床料风量小的条件下,适当开启二次风,既可冷却二次风口,又可保证炉膛稀相区有足够通风量,减少和消除烟气滞留区,及时消除可燃物积聚。应建立正确的安全联锁保护系统,即只有床温达到设计煤种的着火温度时,给煤机才允许启动以防止过早投煤。当启动失败时,必须停止给煤,继续提高床温,适当增加稀相区的风量以保证炉膛的安全。点火系统必须实现自动化,这样才能与正确的启动方式相适应。点火能量,即燃油量和油枪数,应足以保证点火启动工作在相对较短的时间内完成。
锅炉设计上采取防爆门设计,在事故发生时,防爆门可以及时及早释放爆炸能量,从而实现保护炉膛的目的。当然也可以采取对炉墙薄弱处进行加固的措施,以增加强度。
由于CFB锅炉启动方式的特殊性,启动过程中操作不当,会发生爆炸事故,应采取正确的运行和必要的反事故措施加以防范。采取 启动前吹扫、保证启动中炉膛上部的通风量、从系统上完善点火设备并配合以防爆门炉膛及燃烧器设计,可以预防此类事故发生并减少事故损失。
第三节   循环流化床锅炉耐火材料塌落事故
CFB在我国是新生事物,我们对CFB还缺乏经验,特别是大型的CFB锅炉耐火材料的选用、施工和运行维护上,尚有很多问题需要解决。其中耐火材料的经常塌落事故是目前困扰CFB锅炉长期安全、稳定运行的主要原因。。锅炉结构特殊部位常常会引起耐火材料的提前失效,尤其是炉膛上部出口、旋风分离器、J阀返料器以及冷渣器内的耐火材料在热循环和机械振动共同作用下,经常产生塌落。这些问题必须从设计、结构、选材、安装和运行维护上综合考虑解决。
耐火材料随温度的升降,产生膨胀或收缩,如果此膨胀或收缩受到约束,材料内部就会产生应力。耐火材料是非均质的脆性材料,与金属制品相比,由于它的热导率和弹性较小、抗拉强度低、抵抗热应力破坏能力差、抗热震性较低,在热冲击循环作用下,耐火材料先出现开裂剥落终至整体损坏,这是CFB耐火材料提前失效的重要原因。影响耐火材料热震稳定性的因素是比较复杂的,要综合考虑各个因素的影响。
耐火材料的理化性能非常重要。高温耐压强度指标也要考虑。一些浇注料在CFB燃烧温度下使用时,不能达到烧结温度而强度较低,如加入高铝水泥的浇注料,由于钙的带入量增加,常温和100℃干燥后强度达到高峰,但随着温度的升高强度下降,在700-1100℃时强度最低。还有许多种耐火材料结合剂须1200℃以上温度烧结后才有一定强度,在1200℃以下使用,因耐火材料达不到烧结温度而导致强度很低,因此,在CFB上选用效果不理想。
施工﹑安装和烘炉不合理也是耐火材料损坏的主要原因之一。大多数厂家都没有施工和安装的经验,在施工和安装中不能严格按照设计要求和材料生产厂提供的耐火材料施工要求进行监督施工。一些安装公司也没有CFB耐火材料的安装经验,按照工业锅炉的砌筑办法和经验进行施工,结果造成安装质量缺陷较大。还有的个别工程为了缩短安装工期提前运行,由于没有达到烘炉要求,使材料中所含的水分未完全转化为水蒸气逸出,炉子点火运行后耐火材料中的水蒸气压力超过了材料的拉伸强度时引起衬里分层和崩溃,导致炉子点火不久就引起炉墙、J阀返料器、点火风道以及冷渣器等处大面积塌落。
耐火材料破坏的主要原因是温度循环波动和热冲击及机械重力造成耐火材料产生裂缝与剥落,以及固体物料的冲击破坏。这种作用不可避免地发生,所以要采取适当措施提高耐火材料的承受力。防止耐火材料塌落事故主要是重视耐火材料的结构设计施工与运行维护。材料必须是高强度耐火耐磨材料,有良好的抗折强度。耐火耐磨涂料内有设计金属销钉,其长度有基本贯穿耐火层厚度,或在厚耐火耐磨料中加不锈钢纤维,在膨胀不均匀产生裂纹时,不会大面积脱落耐火耐磨料养护也很重要。如果用木柴烘炉,一般密相区耐火层可以得到较好养护。如果用油枪烘炉则要配制出力小的雾化器,使耐火耐磨料温度升幅控制在制造厂许可的范围内,分离器与返料器内养护一般较困难,需要制作专门烘炉油枪﹑气枪,在通风条件下进行小火近距离养护。烘炉时,耐火层表面达到和超过烧结温度非常关键。美国等国以采用耐火型砖代替耐火料,以提高使用寿命。
实际运行中的CFB锅炉一定要高度重视对耐火材料的维护,不要单纯追求升炉以及停炉后的快速冷却,而忽略了耐火材料的温升规律,对耐火材料形成致命性伤害。为今后的长期稳定运行留下重大隐患.
第四节      返料器的堵塞事故
返料装置是循环流化床锅炉的关键部位之一,如果返料器突然停止工作,将会造成炉内循环物料量不足,床温将会急骤上升难以控制,危及锅炉的负荷与正常运行。一般返料器堵塞有以下几种情况:
一、流化风量控制不足,造成循环物料大量堆积而堵塞。
二、返料装置处的循环灰高温结焦。
三、耐火材料脱落造成返料器不流化而堵塞。
四、返料器流化风帽堵塞。
五、流化风机故障,致使流化风消失。
六、循环物料含碳量过高,在返料装置内二次燃烧。
七、立管上的松动风管堵塞或未开。
根据不同的事故原因可采取不同的处理方法:
一、适当提高流化风压,以保证返料器内的物料始终处在较好的流化状态。但应注意流化风压不宜太高。
二、应控制返料的温度,在燃用灰份大、灰熔点低的煤种时应尤其注意。
三、在实际运行中返料器中耐火材料的脱落,是返料器事故中比较棘手的问题,它不但能够造成返料器的堵塞,它还容易造成返料器外壁及中隔板烧损事故。要解决这个问题就要从耐火材料的施工、烘烤以及运行的日常维护等各个环节中入手。(这个问题已经在上一节内容中介绍过,故不再赘述。)
四、应保证流化风机的稳定运行,以防止流化风消失和风帽堵塞事故的发生。
五、应尽可能的在炉膛内为煤颗粒的燃烧创建最佳的燃烧环境,以减少循环物料中的含碳量。
六、采取措施疏通松动风管或根据料位的高度开出相应的松动风门。
第五节      冷渣器的堵塞事故
(注:本节只介绍多仓流化床风水冷选择性冷渣器的事故处理)
风水冷选择性冷渣器最常见的事故就是冷渣器的堵塞,冷渣器的堵塞会使得炉膛床压或料位持续上升,严重威胁锅炉的安全运行。
一、      冷渣器堵塞的现象:
当排渣风开出时,冷渣器选择仓的床温、床压均不见上升;炉膛内的床压或料位高度无下降趋势。当某个仓室堵塞时,该仓室的床温、床压会不正常的上升。
二、      造成排渣管堵塞的原因主要有:
(1)      炉膛内有结焦现象,有大的焦块堵塞排渣管;
(2)      在整个循环回路中有耐火材料脱落,堵塞排渣管;
(3)      排渣风压过低无法排渣;
(4)      炉膛内料位过低无渣可排;
(5)      冷渣器的低部流化风风量或风压过低,造成仓室堵塞或结焦;
(6)      排渣量过大造成渣料无法及时排出冷渣器;
当发现冷渣器的排渣管堵塞时,应采取以下方法进行处理;
(1)排渣管上的疏通装置进行疏通;
(2)提高排渣风压和风量进行排渣;
(3)在冷渣器内建立起合适的底部流化风,以适应排渣的需要;
(4)实际操作中应严格控制排渣量,以防止冷渣内堵塞和结焦;
(5)当发现冷渣器已经堵塞时,应立即停止排渣,开大冷渣器底部的流化风进行冷却和疏通。
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