威能--锅炉常见事故及故障处理方法

循环流化床锅炉常见事故及故障处理方法

由于循环流化锅炉的结构和运行方面的特点，发生事故时的处理方法与常规煤粉炉的处理有一定的区别，总的来说要求更加及时准确，任何拖延都会造成设备的重大损坏，给检修工作带来很大困难。运行人员应遵循的原则是：

(1)由于外界原因或汽机、电气部分故障造成的负荷到零，或甩负荷时，应尽快调整锅炉燃烧工况，以适应机组正常运行的需要。如果机组已经解列，应尽量保持锅炉的床温不要低于760℃，以便热态启动时缩短时间。每天学习锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈，若机组需长时间停运时，则应逐渐降低负荷、床温、汽温和汽压，利用循环流化床锅炉特有的强大蓄热能力继续供汽轮发电机组发电。

(2)运行人员应在统一指挥下，沉着冷静，迅速准确处理事故，积极配合其他专业人员，将事故损失减至最小。

(3)处理事故时，应首先解除对人身设备的威胁，然后迅速排除故障。

(4)处理过程中，应及时汇报有关部门，以便消除因锅炉造成其他方面的影响。但在非常紧急的情况下，可自行处理，然后再将处理情况及过程详细汇报。

紧急停炉情况

1.当锅炉发生下列事故时应立即紧急停炉：

1)锅炉严重满水时（汽包水位超过水位计上部可见部分）。

2)锅炉严重缺水时（汽包水位消失）。

3)炉管爆破，汽水系统管道损坏，不能维持汽包水位。

4)所有水位计损坏时。

5)燃料在烟道内发生二次燃烧，排烟温度不正常升高。

6)锅炉汽水管道爆破，危及人身、设备安全；炉膛发生裂缝有坍塌危险或横梁烧红时。

7)锅炉汽压超过安全门动作压力，而安全门不动作，同时向空排汽门打不开时。

8)主燃料切除保护（MFT）应该动作而拒动时。

9)锅炉水冷壁或炉膛内其他受热面爆破，大量汽水混合物流入床料中，床温急剧下降时。

10)J阀回料器严重堵塞，回料器料位迅速上升，旋风分离器入口负压下降，出口负压增大，回料器停止返料时。

2．申请停炉处理

当锅炉发生下列异常情况时应申请停炉：

1)水冷壁管、过热器管、省煤器管及联箱泄漏，尚能维持锅炉运行及汽包水位正常而且床温不会大幅度下降时。

2)过器蒸汽温度及各段管壁温度超过极限，经多方调整或降压、降负荷仍不能恢复正常时。

3)锅炉床层内发生大面积结焦，各点床层压力值偏差很大，床温急剧升高至1000℃以上，难以维持正常运行

4)锅炉给水、炉水及蒸汽品质严重超标，经多方调整无法恢复正常时

5)布袋除尘器故障无法恢复正常运行时。

6)受热面及炉膛密封不严密，严重漏烟、灰，造成设备烧红时。

7)风帽及耐磨材料损坏严重，锅炉不能正常运行时。

8)床温测点损坏四点及以上且短时间无法恢复时。

9)床层差压测点有两点及以上损坏且短时间无法恢复时。

10)回料器返料不正常，床压和床温难以维持正常运行时。

11)其他辅助设备不正常，且危及锅炉安全运行时。

第一节炉膛结焦事故

炉膛结焦事故是循环流化床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。高温结焦指由于床温高于灰的变形温度，导致灰变形熔化在一起的现象；低温结焦是指床温较低时由于流化不好的情况使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。

1.循环流化床锅炉常见的结焦原因有：

1)点火升压过程中煤量加入过快过多或加煤而未加风，大量未完全燃烧的煤颗粒积存在一起而突然爆燃。

2)压火时操作不当，未等到氧量开始上升即炉膛床料中燃料的挥发分没有完全燃尽就停止所有风机运行。

3)一次风量过小，低于临界流化风量。

4)燃烧负荷过大，燃烧温度过高。

5)煤粒度过大或灰渣变形温度低。

6)放渣过多，处理操作不当。

7)返料器返料不正常或堵塞。

8)给煤机断煤，处理操作不当。

9)负荷增加过快，操作不当。

10)风帽损坏，灰渣掉入风室造成布风不均。

11)床温表计不准或不灵，造成运行人员误判断。

12)床层太厚，没有及时排渣。

13)磁铁分离器分离故障，成块的铁件或保温材料进入炉内造成正常的流化状态被破坏。

2.当发现锅炉出现结焦现象时运行人员应采取以下办法进行处理：

l)发现床温不正常升高，综合其他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。

2)放尽循环灰，尽量放尽炉室内炉渣。

3)检查结焦情况，打开人孔门，尽可能撬松焦块并及时扒出。

4)将结焦不严重焦块扒出炉外，点火投入运行；结焦严重时，无法热态消除，待冷却后处理。

3.预防炉膛结焦常见的方法有：

1)控制入炉煤粒度在l3mm以下。

2)点火过程中严格控制进煤量。

3)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。

4)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。

5)经常检查给煤机的给煤情况，观察炉火焰颜色，检查返料器是否正常。

6)排渣时根据料层差压及时少放勤放，锅炉运行人员应注意观察排出的炉渣是否有焦块，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。

另外，循环流化床锅炉还会发生低温结焦。防止低温结焦的措施有：

1)加强回料器的调整；加大回灰量；

2)调整一次流化风量；使床层尽量流化均匀；给煤机的煤量要适当均匀加大。必要时应加强排渣，将已经结成的渣块放出来，当各点床温逐渐趋向一致时即可认为已经处理好。

第二节爆燃事故

循环流化床锅炉炉膛爆炸事故是在实际运行中很难遇到，故比较容易忽视的事故，应该强调并真正认识到存在这种事故的危险。针对事故产生的原因，加强管理，严格按相关规程采取正确的运行方式，加强安全保护设计和反事故措施。

根据循环流化床锅炉实际运行的经验，可以按下述方式启动循环流化床锅炉：

1.先启动高压风机，然后再启动引风机、一次风机、二次风机；

2.按25%最大连续出力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；

3.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。同时，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，防爆门可以及时释放爆炸能量，从而实现保护炉膛的功能。每天学习锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈，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。

由于循环流化床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。

第三节耐火材料坍塌事故

循环流化床锅炉在我国是新生事物，特别是大型的循环流化床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坍塌事故是目前困扰循环流化床锅炉长期安全、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阀返料器内的耐火材料在热循环和机械振动共同作用下，经常坍塌。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，这是循环流化床锅炉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比较复杂，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。一些浇注料在循环流化床锅炉的燃烧温度下使用时，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，在循环流化床锅炉上的选用效果不理想。

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循环流化床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，锅炉点火运行后当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、点火风道等处大面积坍塌。

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。防止耐火材料坍塌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、耐磨涂料内的耐火层面上应设计金属销钉，其长度基本贯穿耐火层厚度，或在厚耐火、耐磨材料中加不锈钢纤维，在膨胀不均匀产生裂纹时，不会大面积脱落。耐火、耐磨材料的养护也很重要，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。目前开始出现以采用耐火型砖代替耐火料，提高使用寿命的方法。

实际运行中的循环流化床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，从而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，床温将会急剧上升难以控制，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：

1.流化风量控制不足，造成循环物料大量堆积而堵塞。

2.返料装置处的循环灰高温结焦。

3.耐火材料脱落造成返料器不流化而堵塞。

4.返料器流化风帽堵塞。

5.高压风机故障，致使流化风消失。

6.循环物料含碳量过高，在返料装置内二次燃烧。

7.松动风或返料风管堵塞或未开。

根据不同的事故原因可采取不同的处理方法：

1.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。

2.应控制返料的温度，在燃用灰分大、灰熔点低的煤种时应尤其注意。

3.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，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。

4.应保证高压风机的稳定运行，以防止流化风消失和风帽堵塞事故的发生。

5.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。

6.采取措施疏通松动风管和返料风管或根据料位的高度适当的松动风或返料风。

第五节冷渣器的堵塞事故

循环流化床锅炉采用滚筒式冷渣器，常见故障和处理处理方法：

冷渣器排渣管堵塞时，应采取的处理方法

1.排渣管上的疏通装置进行疏通。

2.实际操作中应严格控制排渣量，以防止冷渣内堵塞。

第六节炉管爆破事故

循环流化床锅炉相对常规煤粉炉来说，最大的缺点是循环物料量大，受热面磨损程度大。当受热面表面的耐磨材料磨穿而继续磨损水冷壁、屏式过热器、旋风分离器、对流过热器、省煤器管等，就会造成管壁破裂，形成炉管爆破事故。

一、炉管爆破的原因

1．磨损造成的损坏

1)耐磨材料脱落，造成床料颗粒直接冲刷管壁，冲刷磨损主要是冲击与切削的作用，其中切削是最主要因素。由于循环流化床床料颗粒较大，其磨损作用非常明显。由于耐磨料脱落造成的排渣管处水冷壁磨损而发生爆管的现象，可发现，由于耐磨料脱落，起固定作用的销钉已经磨掉。

最容易磨损的部位通常在固体颗粒流动方向发生突变的地方，例如：底部排渣口、炉膛出口、旋风分离器中心筒、屏式过热器、密相区与稀相区交界处、回料腿与炉膛交界处等。

2)风帽角度严重磨损，风速与风的方向发生偏斜，加剧周围风帽的磨损，破坏整个床料的流化状态。造成对受热面强烈地冲刷，从而形成对耐磨材料的磨损，进而发生管壁受损爆裂。

3)煤质与煤颗粒的大小与磨损存在着直接的关系，当煤的灰分过大，煤颗粒过大时都会加剧受热面管壁的磨损。一次风量和风速过大会使循环倍率升高，颗粒浓度增加，也会加剧对受热面管壁的磨损。

2．腐蚀造成的磨损

1)受热面管壁的内部腐蚀。包括电化腐蚀和氧化腐蚀两种。电化学过程的垢下腐蚀多发生在水冷壁管焊缝附近易沉积水垢和铁锈的地方，使金属管壁因腐蚀产生腐蚀坑，强度降低。氧化腐蚀是由于管内给水含量较高尤其在水流速过低时，水中氧析出而附着在省煤器内壁上产生点状腐蚀降低金属材料的强度。

2)烟气侧腐蚀。高温烟气侧腐蚀一般发生在过热器管壁外侧。低温烟气侧腐蚀发生在尾部受热面的省煤器、空气预热器管壁，与煤的含硫量和烟气露点温度有关，含硫量越高，烟气中的S02含量越大，露点温度越高，低温腐蚀越严重。

3．安装、检修不当造成的损坏

安装、检修工艺和质量检查不严格，炉内布风板上布置的风帽和二次风口没按设计要求安装，造成密相区与稀相区的燃烧扰动不合理，大量的煤颗粒冲刷水冷壁；由于炉膛出口烟气是沿切向进入旋风分离器的，必然会强烈冲刷旋风分离器进口烟道过热器管壁，造成爆管。

4．运行操作不当造成的损坏

锅炉启、停过程中操作程序不当，循环流化床内敷设有大量耐火和保温材料，温升速度过快会使耐火和保温材料迅速膨胀，与其他部件的膨胀速度不匹配，造成耐火和保温材料脱落。受热面管壁受热不均匀面产生较大的热应力。每天学习锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈，运行中监视调整不仔细，没能及时发现汽温和壁温超限或热偏差过大使管子蠕胀速度加快。

二、炉管爆破的现象