循環(huán)流化床物料循環(huán)系統(tǒng)故障原因分析及解決措施

1、 畢 業(yè) 論 文 循環(huán)流化床鍋爐物料循環(huán)系統(tǒng)故障原因分析及解決措施班 級(jí)：2003級(jí)姓 名：李合成指導(dǎo)教師：王永征摘要：物料循環(huán)系統(tǒng)是流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)中一個(gè)極其重要的部件，它一般有燃燒室、返料裝置和立管組成，其返料裝置是關(guān)系鍋爐燃燒效率和運(yùn)行調(diào)節(jié)的一個(gè)重要部件，其工作的可靠性對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要影響1。物料循環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)行中常見(jiàn)堵塞、分離效率下降、煙氣反竄等問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，并結(jié)合筆者所在公司鍋爐物料循環(huán)系統(tǒng)有關(guān)系統(tǒng)故障實(shí)例，分析了這些問(wèn)題的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行上原因，并提出了防止措施，說(shuō)明了從運(yùn)行及檢修中加強(qiáng)對(duì)返料裝置正確維護(hù)操作的重要性。關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床 物料循環(huán) 故障原因 解

2、決措施 目 錄 摘要1、概述··········································12、物料循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理···

3、················13、物料循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題及防止措施·············33.1物料堵塞················

4、83;·····················33.1.1堵塞原因分析··························

5、83;·····43.1.2防止措施及處理······························43.2分離效率下降··········

6、3;······················43.2.1原因分析··························

7、········· 43.2.2處理措施····································53.3返料閥煙氣反竄·&#

8、183;······························53.3.1煙氣反竄的原因·················&

9、#183;············53.3.2處理措施···································

10、83;63.4結(jié)焦··········································63.4.1原因分析·····

11、;·······························63.4.2處理措施·················&

12、#183;··················74、結(jié)論······························&#

13、183;···········7參考文獻(xiàn)·····································

14、83;···8致謝·············································8循環(huán)流化床

15、鍋爐物料循環(huán)系統(tǒng)故障原因分析及解決措施1、概述循環(huán)流化床鍋爐可以分為兩個(gè)部分。第一部分有爐膛（流化床燃燒室）氣固分離設(shè)備（分離器）、固體物料再循環(huán)設(shè)備（反料裝置、反料器）和外置換熱器等組成，上述部件形成了一個(gè)固體物料循環(huán)回路。第二部分為尾部對(duì)流煙道，布置有過(guò)熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等。流化床是近幾十年才發(fā)展起來(lái)的新生事物，它的設(shè)計(jì)及運(yùn)行都有待不斷積累經(jīng)驗(yàn)去完善。相對(duì)于常規(guī)煤粉爐，它主要增加了一套物料循環(huán)系統(tǒng)，即燃料在循環(huán)過(guò)程中燃燒與放熱。物料循環(huán)系統(tǒng)可謂是流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)中一個(gè)核心部件，它的工作狀態(tài)，直接影響到鍋爐的燃燒效率、負(fù)荷調(diào)節(jié)能力和鍋爐安全運(yùn)行。因此有必要對(duì)循環(huán)流化床鍋爐物料

16、循環(huán)系統(tǒng)故障原因、處理、預(yù)防措施等方面進(jìn)行分析并提出解決辦法，不斷提高運(yùn)行水平。2、物料循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理物料循環(huán)系統(tǒng)一般由燃燒室、返料器和立管組成，物料在循環(huán)流化床鍋爐中正常循環(huán)是鍋爐安全、可靠運(yùn)行的前提。為保證循環(huán)物料穩(wěn)定流動(dòng)、返料裝置應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下基本要求：1、物料流動(dòng)穩(wěn)定。由于循環(huán)的固體物料溫度較高，返料裝置中又有充氣，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證物料在返料裝置中流動(dòng)通順，不結(jié)焦。2、氣體不反竄。由于分離器內(nèi)的壓力低于燃燒室的壓力返料裝置將物料從低壓區(qū)送到高壓區(qū)，必須有足夠的壓力，來(lái)克服負(fù)壓差既起到氣體的密封作用而又能將固體顆粒送回床層。對(duì)于旋風(fēng)分離器，如果有氣體從返料裝置反竄進(jìn)入，將大大降低分離

17、效率，從而影響物料循環(huán)和整個(gè)循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行。3、物料流量可控。循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)很大程度上依賴(lài)于循環(huán)物料量的變化，這就要求返料裝置能穩(wěn)定的開(kāi)啟或關(guān)閉固體物料的循環(huán)，同時(shí)能夠調(diào)節(jié)或自動(dòng)平衡固體物料流量，從而適應(yīng)鍋爐運(yùn)行工況變化的要求。為滿(mǎn)足上述基本要求，返料裝置一般由料腿和閥兩部分組成。料腿的主要作用是形成足夠的壓力來(lái)可服分離器與爐膛之間的負(fù)壓差，防止氣體反竄；而閥則起調(diào)節(jié)和開(kāi)啟或關(guān)閉固體顆料流動(dòng)的作用。在各種類(lèi)型的返料裝置中，料腿的差別不是很大，主要差別在于閥的部分1。從物料循環(huán)系統(tǒng)來(lái)看返料器和立管的作用相當(dāng)于一個(gè)控制器，大型循環(huán)流化床鍋爐在立管和返料器之間一般都設(shè)有低速流化床熱交

18、換器，在熱交換器中布置有蒸發(fā)管、過(guò)熱器或再器的受熱面。從分離器分離下來(lái)的高溫灰粒子經(jīng)這些受熱面冷卻用返料器送回爐膛，成為調(diào)節(jié)爐膛溫度的有效手段。同時(shí)返料器可以根據(jù)鍋爐負(fù)荷變化的要求，調(diào)節(jié)循環(huán)灰的輸送量，從而調(diào)節(jié)爐膛的粒子濃度和負(fù)荷沿爐膛高度的分布。返料器分機(jī)械式和非機(jī)械式兩種，一般來(lái)講，機(jī)械式靠機(jī)械構(gòu)件動(dòng)作來(lái)達(dá)到控制和調(diào)節(jié)固體顆料流量的目的。非機(jī)械式返料器靠松動(dòng)風(fēng)和流化風(fēng)來(lái)返送物料，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能圓滿(mǎn)完成在高溫條件下返送大量高溫固體物料的任務(wù)，同時(shí)還可以根據(jù)鍋爐負(fù)荷的要求，方便調(diào)節(jié)物料循環(huán)量。因此，非機(jī)械式返料器在流化床燃燒中得到了廣泛應(yīng)用。非機(jī)械式返料器分閥型和自動(dòng)調(diào)整型兩大類(lèi)。在閥型返料器

19、中，來(lái)自分離器的固體顆粒靠重力以非流化狀態(tài)，沿立管下流，送入松動(dòng)風(fēng)，使顆粒間流動(dòng)氣體對(duì)顆粒的曳力超過(guò)顆粒間的內(nèi)磨擦力，則料腿中固體顆粒就以移動(dòng)床的形式送入閥型返料器；然后返料器將物料送入流化床燃燒室內(nèi)再次燃燒。閥型又分為U型、L型、丁型等形式2。圖1為筆者所在公司75t/hCFB鍋爐返料器類(lèi)型。返料Q2松動(dòng)風(fēng)門(mén)松動(dòng)風(fēng)室返料風(fēng)室返料區(qū)回料管松動(dòng)區(qū)過(guò)度區(qū)返料風(fēng) （圖一）研究表明，閥型返料器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸送能力強(qiáng)，可通過(guò)改變松動(dòng)風(fēng)和返料風(fēng)量的大小來(lái)調(diào)控飛灰粒子的流速，自動(dòng)調(diào)整型返料器沒(méi)有調(diào)控物料流率的功能，只有自動(dòng)適應(yīng)需送物料的能力。3、物料循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題及防止措施物料循環(huán)系統(tǒng)由高溫旋風(fēng)分離器、立

20、管、U型閥返料器、流化風(fēng)室及輸送風(fēng)室等組成，這種物料循環(huán)系統(tǒng)目前應(yīng)用最為廣泛。隨鍋爐容量、布置方式不同其結(jié)構(gòu)尺寸有所差異，主要是立管和流通截面大小不同。設(shè)計(jì)時(shí)要求立管有一定高度，以便積存一定高度的物料，用來(lái)提供物料由分離器返送燃燒室的動(dòng)力。返料閥流通截面積是設(shè)計(jì)時(shí)另一個(gè)需要注意的地方，應(yīng)根據(jù)物料循環(huán)量大小設(shè)計(jì)合適的流通截面，使物料在返料通道中能有一定充滿(mǎn)度，并以適應(yīng)速度移動(dòng)，防止燃燒室煙氣進(jìn)入返料器，造成結(jié)焦。3.1物料堵塞物料堵塞是運(yùn)行中一個(gè)最常見(jiàn)現(xiàn)象。運(yùn)行中若發(fā)現(xiàn)料層差壓急劇下降，床溫升高，輸送風(fēng)壓上升，松動(dòng)，輸送風(fēng)量減小，則可能出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象，返料器堵塞后，通過(guò)返料就地觀(guān)察孔可觀(guān)察到循環(huán)

21、物料淤積不動(dòng)或流動(dòng)很緩慢不順暢。3.1.1堵塞原因分析：（1）返路中耐火材料及耐磨澆注料等塌落，大塊異物堵塞通道，返料風(fēng)量太小，物料無(wú)法返送；（2）運(yùn)行中返料器流化風(fēng)機(jī)故跳閘；（3）鍋爐加負(fù)荷時(shí)返料風(fēng)量未及時(shí)跟上；（4）返料風(fēng)帽小眼堵塞，或返料風(fēng)室積灰堵塞；（5）返料器發(fā)生結(jié)焦；（6）返料風(fēng)量調(diào)整不當(dāng)。鍋爐在啟動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程中返料器多次因耐火材料及耐磨澆注料塌落、運(yùn)行人員返料流化風(fēng)及輸送風(fēng)量調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蚨氯?.1.2防止措施及處理：（1）立即停止給煤，待床溫回到正常范圍內(nèi)再調(diào)整給煤。（2）立即進(jìn)行放灰使返料器上部壓力變負(fù)壓（根據(jù)筆者運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，如堵塞發(fā)現(xiàn)及時(shí)，可通過(guò)提高負(fù)壓，降低二次風(fēng)量，一

22、般可將返料抽通，使返料器上部變負(fù)壓）。（3）返料堵塞后應(yīng)降負(fù)荷運(yùn)行，未處理好禁止加負(fù)荷。（4）經(jīng)多方調(diào)整后，返料器仍堵塞實(shí)在無(wú)法維持鍋爐運(yùn)行時(shí)，應(yīng)申請(qǐng)停爐處理。3.2分離效率下降高溫旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，是循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用最廣泛的一種氣固分離裝置，在實(shí)際運(yùn)行中常常會(huì)有多方原因造成分離效率下降。3.2.1原因分析：影響分離效率的因素有很多，如形狀、結(jié)構(gòu)、煙氣流量、溫度、顆粒濃度、粒度、密度等，運(yùn)行中效率明顯下降的可能有以下因素：（1）塌落從而改變了其基本形狀；（2）分離器與立管密封不嚴(yán)導(dǎo)致空氣漏入，產(chǎn)生二次攜帶；（3）床層流化速度低，循環(huán)灰量少且細(xì)，分離效率下降。需要強(qiáng)調(diào)的是：漏風(fēng)

23、對(duì)分離效率的影響非常大。正常狀態(tài)下分離器旋風(fēng)筒內(nèi)靜壓分布特點(diǎn)為外圍高中心低，錐體下端和灰出口處甚至為負(fù)壓，若有空氣漏入，會(huì)增大向上流動(dòng)的氣速，并把筒壁上已分離下來(lái)的灰?jiàn)A帶走直接由排氣管排出，嚴(yán)重影響分離效率，并且可能引起結(jié)焦，故漏風(fēng)問(wèn)題不可輕視。3.2.2處理措施：（1）發(fā)現(xiàn)分離效率明顯下降應(yīng)先檢查是否漏風(fēng)、竄氣、如有應(yīng)解決好漏風(fēng)，竄氣問(wèn)題。（2）檢查分離器內(nèi)壁磨損情況，若嚴(yán)重則需進(jìn)行修補(bǔ)。（3）檢查燃煤顆粒度和流化風(fēng)量，應(yīng)使流化風(fēng)量與燃煤粒度相適應(yīng)，以保證一定循環(huán)物料量。3.3返料閥煙氣反竄U型閥屬自動(dòng)調(diào)整型非機(jī)械閥，是目前循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用最廣泛的一種物料返送裝置，是物料循系統(tǒng)的關(guān)鍵部件

24、。在運(yùn)行中主要作用是：1、把循環(huán)灰由低壓區(qū)輸送到壓力較高的燃燒室；2、防止燃燒室煙氣反竄進(jìn)入分離器。一旦發(fā)現(xiàn)煙氣短路，物料循環(huán)被破壞，返料閥將無(wú)法正常運(yùn)行。3.3.1煙氣反竄的原因：（1）返料閥立管料柱太低，不足以形成料封，被返料風(fēng)吹透；（2）返料風(fēng)調(diào)節(jié)不當(dāng)，使立管料柱流化；（3）返料器流通面積較大，循環(huán)灰量較少，燃燒室煙氣吹進(jìn)返料器。從原理上來(lái)說(shuō)，U型閥屬自動(dòng)調(diào)整型通流閥，循環(huán)灰量大則立管內(nèi)積存料柱高，壓差增大，物料輸送量自動(dòng)增加，最后達(dá)到平衡；返之，循環(huán)灰量少則立管料柱高度隨之減少，物料輸送量自動(dòng)減少，飛灰循環(huán)達(dá)到新的平衡。如此看來(lái)，似乎循環(huán)灰量大小料封都能維持，而不會(huì)被破壞。而實(shí)際運(yùn)行中

25、往往不注意返料風(fēng)的調(diào)節(jié)，料柱降低時(shí)易被返料風(fēng)吹透，從而引起返料閥煙氣反竄，飛灰循環(huán)被破壞。3.3.2處理措施：（1）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證一定立管高度，返料器流通截面應(yīng)根據(jù)循環(huán)灰量適當(dāng)選取；（2）對(duì)小容量鍋爐，因立管較短，應(yīng)注意啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中對(duì)返料閥的操作；（3）投返料時(shí)，要等分離器下部積累一定的循環(huán)灰后，緩慢開(kāi)啟返料風(fēng)，注意立管內(nèi)料柱不斷流化；（4）壓火后熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)先檢查立管和返料器內(nèi)物料是否足以形成料封，其它操作同冷態(tài)；（5）發(fā)現(xiàn)煙氣反竄時(shí)可關(guān)閉返料風(fēng)，待返料器內(nèi)積存到一定循環(huán)灰后再小心開(kāi)啟返料風(fēng)，并調(diào)整到適當(dāng)大小。3.4結(jié)焦結(jié)焦也是高溫旋風(fēng)分離器物料循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)故障。其根本原因是物料溫度過(guò)高，超過(guò)了灰渣的變形溫度而粘結(jié)成塊。結(jié)焦后形成的大渣塊能堵塞物料流通返路，引起運(yùn)行事故。結(jié)焦部位可能發(fā)生在分離器內(nèi)、立管內(nèi)和返料閥內(nèi)。3.4.1原因分析：（1）燃燒室超溫。高溫分離器運(yùn)行時(shí)溫度與燃燒室溫度相近，有的甚至高于燃燒室溫度。如燃燒室超溫則進(jìn)入旋風(fēng)分離器的循環(huán)灰溫度容易超過(guò)灰的變形溫度，甚至引起未燃碳的二次燃燒從而引發(fā)結(jié)焦。（2）物料循環(huán)系統(tǒng)漏風(fēng)。正常工況下物料循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)無(wú)漏風(fēng)，旋風(fēng)筒內(nèi)煙氣含氧量少，循環(huán)灰以一定的速度移動(dòng)，停留時(shí)間較短，因此不足以引起循環(huán)灰燃燒；反之若有漏風(fēng)，則容易引起循環(huán)灰殘?zhí)既紵鸾Y(jié)焦。（3）循環(huán)灰中含碳量過(guò)高。如