内蒙古京海煤矸石发电责任有限公司2x330 MW电站工程是京蒙“十一五”重点合作项目之一，也是目前国内乃至世界上已投产的最大循环流化床。两台机组分别于2010年8月2日和10月4日，顺利地通过168 h满负荷试运，投入了商业运营。自投产以来，两台机组运行稳定，调峰能力强，燃烧稳定性较好。由于这种大型循环流化床结焦的情况对于燃煤锅炉不常见，为此重点介绍一下2010年8月11日，该公司l号炉发生低温结焦而被迫停炉的事故，从而为正确处理大型化循环流化床锅炉结焦提供参考。
1、设备介绍
循环流化床锅炉燃烧作为一种洁净煤燃烧技术，是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式。该公司一期工程2×330 MW机组锅炉为东方锅炉厂生产，锅炉型号DC1177/17.4 -Ⅱ1，系循环流化床、亚临界、单炉膛、一次中间再热自然循环汽包炉。锅炉主要由1个膜式水冷壁炉膛、3个汽冷式旋风分离器、3个“U”型回料阀、1个汽冷包墙包覆的尾部对流烟道(HRA)组成。采用水冷单布风板炉膛结构，小直径钟罩式风帽。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
锅炉共布置10个给煤口，全部布置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，水冷风室两侧布置有一次热风道，进风型式为从风室两侧进风，空预器一二次风出口均在两侧，炉膛下部左右侧的一次风道内分别布置有2台点火燃烧器，6个排渣口布置在炉膛后水冷壁下部，分别对应6台滚筒式冷渣器。
在炉膛上部后墙布置3个内径8.5 m的汽冷式旋风分离器，每个汽冷式分离器回料腿下布置一个回料阀，回料阀为气力式自平衡型，回料器采用一分为二的形式，流化风由高压流化风机供给。尾部采用双烟道结构，前烟道布置了3组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有2组高温过热器、2组低温过热器，向下前后烟道合成一个，顺烟气流动方向依次布置有2组螺旋鳍片管式省煤器和卧式空气预热器，空气预热器采用光管式，一、二次风道分开布置，沿炉宽方向双进双出。
2、结焦过程
2.1运行工况
2010年8月8、9日期间．1号机组运行工况：ccs（协调控制系统）投入运行，负荷维持在185MW，给煤量150t/h．水冷风室压力12.5 kPa，床压维持在9 kPa，床温维持在830℃，炉膛出口温度710℃，氧量5%，排烟温度150℃，一次风量维持235 km3/h（临界流化风量180 km3/h）。
2.2结焦现象和过程
2.2.1结焦现象
结焦前锅炉出现了5次炉膛负压波动大的现象，波动值分别为-723 Pa、一l 090 Pa、- 661Pa、-627 Pa、-1110 Pa，有2次触发引风机自动切至手动，引风机自动联跳二次风机自动，导致ccs切至功率回路运行（该公司热工逻辑规定炉膛负压波动超过-1000 Pa，引风机自动切至手动）。靠近前墙有2个床温测点温度有升高现象，最高温度分别达到1110℃和l206℃。锅炉床温温升率在没有进行大的调整的情况下有4次大的波动，分别达到12.I℃/min、6.12℃／min、6. 26℃/min、7.32℃/mln。6台冷渣器陆续有轻微下渣不畅、堵渣的褒象。
2.2.2结焦过程
(1)8月IO日，1号机组ccs投人运行，负荷维持在200 MW，给煤量160 t/h，水冷风室压力13 kPa，床压维持在8,5 kPa，床温维持在840℃，炉膛出口温度740℃，氧量5%，排烟温度155℃，一次风量240 kNm'/h。引风机有2次大的波动分别为-868 Pa和- 523 Pa。床温温升率有2次大的波动分别为7.1℃/min和7.2℃/min。6台冷渣器接连出现排渣不畅的问题，经捅渣处理后，从冷渣器事故放渣管放出多子L易碎的低温焦块，仅有2、3、5号冷渣器能坚持排渣。
(2)8月11日，由于只有3号冷渣器能正常排渣，其它冷渣器堵渣，1号机组因为床压高开始降负荷运行，具体时间、负荷和床压之间的对应关系，如表l所示。
2.3结焦检查情况
8月12日，l号炉低温结焦停炉冷却后，专业人员到炉内进行了全面检查，拍摄了具有典型意义的焦块照片，如图l所示。
炉内低温结焦检查情况汇总如下：
(1)打开炉膛人孔检查发现床面没有大的高低不平现象，床面平整度在正常范围内，床料厚度达到1100mm(正常运行时床料厚度为850mm)。
(2)床面没有发现大面积的成片焦块。
(3)床料清理过程中发现，在水冷布风板以上200 mm的厚度都是大的颗粒，直径都在30mm左右，最大可达50 mm。
(4)床料内发现了直径在300mm的疏松的带有许多嵌入的未烧结颗粒的低温焦块，焦块的数量有30块左右，形状大小不一。
(5)床料内有部分脱落浇注料，经查是给煤口和二次风口的浇注料脱落所致，这些脱落的浇注料卡在风帽和风帽之间，使床面内四处区域不能很好的流化。
(6)下二次风口变形严重，前后墙下二次风口都有不同程度的变形，较严重的已由原来的圆筒形变成波浪形。
(7)炉膛内给煤口有3个变形严重，下部铁板已翘起，多数给煤口周围有很严重的积碳、结焦现象。
(8)有5个风帽脱落，30多个风帽松动。
(9)冷渣器下渣口被焦块和大的床料颗粒堵塞。
3、低温结焦的原因分析
(1)停炉后检查发现，大颗粒的床料过多，厚度达到200mm，容易使流化不均形成低温焦。
(2)床压过高，设计床压为7 965 Pa，正常运行时床压一直维持9 kPa左右，加之后来排渣困难，床压一直维持在11kPa居高不下。
(3)每台给煤机的4路播煤风管变形严重，导致播煤风量和风压不足，炉膛内的下煤口不能很好地将煤播散到炉膛内，大量的煤存积在给煤口附近，形成焦块。
(4)炉内给煤口和下二次风口浇注料脱落，造成局部流化不良而结焦。
(5)石灰石的投入也加剧了形成低温焦的过程，尤其在低负荷和床料局部流化不好的情况下，石灰石的煅烧会吸收附近床料的热量，在这个过程中极易形成低温焦。
(6)我公司一次风量一直保持在220 km3/h以上，远大于180 km3/h的临界流化风量，正常的物料流化可以保证，但清理床料发现有几处因浇注料脱落而使部分区域很难流化的情况。这些部位供风不足，床温偏高，物料产生粘结，从而容易形成焦块。
(7)布风板阻力较低（一般布风板阻力应为整个料层阻力的25~30%，该公司布风板阻力特性试验正在核算中），布风不均，致使炉内流化不良从而形成焦块。
(8)检查返料器发现内部有浇注料脱落现象。机组正常运行时返料器的料位经常波动，返料器的温度在高负荷时偏差较大，在低负荷的时候偏差较小。分离器的出口温度和分离器差压正常运行时也有偏差。分析认为返料量的偏差也是导致炉内局部床温过高结焦的原因之一。
(9)风帽的脱落和松动造成布风板布风不均，部分料层流化不好形成焦块。
(10)燃煤、床料熔点太低，在床温较低水平下就可导致结焦。
4、结焦的处理
(1)预防是处理结焦的最好办法。
(2)尽量在焦块形成的早期通过各种参数的变化来判断是否结焦，做到早发现，早处理。
(3)如果确定炉内已经结焦，应大幅度的加、减一次风量，通过一次风量的波动来打散焦块，处理锅炉结焦时应尽量保持较高的一次风量。
(4)加强排渣，加大床料置换，把流化不好的床料和焦块及时排出。
(5)适当降低床温，特别是启动过程中，投煤时应防止床温急剧上升，特别是局部床温的严重超温。
(6)适当加大下二次风，减少上二次风，进而增大一次风的穿透力达到打散焦块的目的。
(7)及时化验煤质情况，加强煤质调配和管理。
(8)在低负荷时尽量减少石灰石的投入量，防止二次结焦。
(9)经调整后结焦仍无改善，应果断请示停炉。
(10)停炉过程中应加大排渣量，为再次启动争取时间。
5、预防低温结焦的措施
作为国家重点推广的新型、高效、低污染、清洁燃烧技术，循环流化床锅炉结焦困扰不容忽视。不论是哪种原因引起的结焦，一旦焦块在床料中存在，随着时间的推移焦块将会越来越大，造成流化困难，堵塞排渣管，最后被迫停炉。它产生的严重后果不但给公司造成了重大的经济损失，而且还带来了重大的安全隐患。这就要求运行人员要有较好的综合判断能力，时刻注意各种参数的变化，做好运行分析，尽量做到早发现，早处理。具体预防措施如下：
(1)保持床温在790℃~920℃范围内，严禁床温接近煤的变形温度。
(2)合理调节一、二次风配比，保证一次风量大于临界流化风量。
(3)在投煤停油过程中，应缓慢加煤，使床温平缓升高，严格控制床温温升率在规定范围内。
(4)严格控制启动床料的含碳量和钠、钾含量，保证启动床料的颗粒度在规定范围内。
(5)在锅炉停炉时应尽量将床料中的残煤燃烬。
(6)及时了解煤的特性，控制煤的粒度在规定范围内。
(7)锅炉点火初期投煤时应用脉动投煤的方式，即启动对称2台给煤机并将其出力调至最小6 t/h，运行5 min后停止给煤，监视氧量和平均床温以建立一个总体时间趋势概念。在头几分钟时间里，平均床温会有所下降，随后再升高，而氧量一开始维持不变，随后在平均床温升高之前，开始减小，根据这种趋势重复上述脉动给煤步骤。
(8)低负荷运行时，应加强石灰石投入后床温的变化，防止局部床温过低而结焦。
(9)应尽量缩短锅炉启动时间，油煤混烧时间过长，如调整不当极易发生结焦，尤其投煤初期煤油混烧阶段，大量的煤投到炉内不能完全燃烧，很容易和未燃的油粘在一起形成局部高温。要求点火初期当床温达到投煤温度时，应立即投煤，燃烧稳定后果断断油。
(10)在启动初期，尽量减少返料器流化风量，待自平衡建立后再增大流化风量，这样可以保证启动过程中床温不会飞升，便于控制。
(11)机组正常运行调整时，尽量遵守“先加风，再加煤，先减煤，后减风”的负荷调整原则，防止因调整过程中长时间的风煤配比不当而结焦。
(12)在下层播煤口增加了2路播煤风，更能充分保证播煤效果和播煤的均匀性。
(13)每次点火启动前应检查炉内床料粒度分布及风帽的损坏情况，同时点火前应做流化质量及临界流化风量试验，如清空床料还应测定布风板阻力，为正常运行提供参考依据。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
6、结束语
循环流化床锅炉低温结焦有着多方面的主客观原因，力求不断地优化整体设计，解决结构隐患，提高运行人员大型CFB锅炉技术的理论水平，同时多借鉴同类机组的运行经验，分析产生结焦的原因，对症处理，在实践中不断积累操作经验，严格执行各项防止结焦的技术措施，循环流化床锅炉的结焦是可以控制和防范的。
