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淺析465t/h循環流化床鍋爐爆燃原因及應對措施

文檔作者：李昌海，白運通，付偉文檔來源：中國石油化工股份天津分公司熱電部		點擊數：	更新時間： 2025年09月04日
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· 事故分析· 淺析465 t／h循環流化床鍋爐爆燃原因及應對措施 53
文章編號：1004—8774(2010)02-53-03
淺析465 t／h循環流化床鍋爐爆燃
原因及應對措施
李昌海，白運通，付偉
(中國石油化工股份天津分公司熱電部，天津300270)
Analysis and Counterm easures of Deflagration of 465 t／h
Circulating Fluidized Bed Boiler
LI Chang—hai，BAI Yun—tong，FU W ei
(Thermoelectric Division of SINOPEC Tianjin Company，Tianjin 300270，China)
摘要：通過對465 t／h循環流化床(CFB)鍋爐在試運中鍋爐的爆燃和原因分析，從增加啟
動床料、控制投煤溫度及方式等方面，提出了預防和控制爆燃的措施，取得了較好的效果。因
此，對同類循環流化床鍋爐運行具有一定的參考價值。
關鍵詞：循環流化床；鍋爐；爆燃；措施
中圖分類號：TK227 文獻標識碼：B
O 前言
循環流化床(CFB)燃燒是2O世紀8O年代發展
起來的低污染燃燒技術，它在燃料適應性、變負荷能
力及污染物排放上具有優勢 。中國石油化工股
份天津分公司熱電部三期3臺465 t／h循環流化床
鍋爐目前已投入試運行。然而在鍋爐冷態啟動、給
料異常情況下，由于爐膛內物料變化，部分區域流化
不好，易于發生爆燃，這樣對于鍋爐及并汽后汽輪機
等裝置的安全運行造成一定的負面影響。
1 465 t／hCFB鍋爐組成及系統
465 t／hCFB鍋爐主要由爐膛、水冷式旋風分離器
(甲、乙側)、回料閥(甲、乙側)、管式燃燒器(甲、乙側)、
低溫過熱器、屏翼過熱器、高溫過熱器、空預器、省煤
器、尾部煙道、冷渣器(甲、乙側)等部分組成，其結構如
圖1所示。鍋爐系統由汽水系統、風煙系統(包括一次
風系統、二次風系統、高壓風系統及煙氣系統組成)、物
料系統(包括燃料、石灰石、飛灰再循環系統組成)構
成，通過對鍋爐系統[物料系統、風煙系統、汽水系統
(一級減溫水位于低溫過熱器和屏翼過熱器之間，二級
減溫水位于屏翼過熱器和高溫過熱器之間)]的配合調
整，達到控制鍋爐安全、穩定運行的目的。
收稿日期：2010431—18
第一作者：李昌海
(1982一)，碩士研究
生，從事循環流化床
鍋爐的運行工作。
2 鍋爐爆燃
鍋爐燃料(煤、石油焦、煤和石油焦的混合物)
進入爐膛后，燃燒效果不好，爐膛內部分地方在積聚
相當部分燃料量及揮發分后，造成急劇燃燒，而發生
爐膛爆燃。
2．1 鍋爐冷態啟動過程中爆燃
465 t／hCFB鍋爐冷態啟動后，投人甲、乙兩側
管式燃燒器，將管式燃燒器風溫逐漸加熱到850～
900℃(管式燃燒器風溫不大于980 ，當達到982
℃ 時Mfvr動作)，熱一次風通過水冷風室進入爐膛，
加熱爐膛內的床料。爐膛平均溫度551℃ ，床壓差
4．948 kPa，2 、3 給料機給料(2臺共5 t／ }i，抬料
量)，主汽壓力2．928 MPa，主汽溫度381．921℃ ，主
汽流量91．49 t／h，鍋爐處于正常升壓啟動過程中。
隨著爐膛平均溫度快速上升，爐膛溫度變化率最
高時達到71．121℃／min，左右側氧量由13．121％ 和
12．911％急劇下降到0．815％ 和1．598％ ，主汽壓力由
2．928 MPa升至9．741 MPa，負荷快速上升(主蒸汽流量
由原來的91．49 t／h上升至238．037 t／h)，此時進入爐
膛的總給煤量、進油量、總風量都未改變。爐膛壓力快
速升高，很快達到1 000 Pa(爐膛壓力i>2 500Pa，延時3
S或者爐膛壓力>13 700 Pa，延時1 s，MFF動作)，主汽
溫由原來的381．921℃升至457．361℃后，投減溫水將
溫度控制在430℃ ，主汽壓力上升較快。
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工業鍋爐 2010年第2期(總第120期)
圖l 465 h循環流化床鍋爐主要結構圖
由于465 t／hCFB鍋爐冷態啟動過程較長，回料 由14．667％ 和8．352％ 急劇下降到0．304％ 和
閥和床內的可燃物料少，沒有建立正常的鍋爐內外0．718％ ，主汽壓力由12．045 MPa升至12．743 MPa
循環。當煤和石油焦進入爐膛后，由于床溫(500～ (通過主蒸汽對空排氣電動閥減壓)，負荷快速上升
600℃)未達到石油焦燃點，導致投入的煤燃燒，石 (主蒸汽流量由200．776 t／h上升至291．461 t／h)，
油焦未燃燒而堆積，使燃燒效果不好。當床溫到達 爐膛壓力變化較大，風溫從原來的800．607℃ 最高
一定溫度后(一般在600℃ 以上)，堆積的石油焦及 升至941．37l℃后控制在840℃ 。
析出大量的揮發分，而導致鍋爐爐膛爆燃。各主要 由于爐膛內床料越來越少，床壓越來越低，由原
參數曲線如圖2所示。 來的6．880 kPa降至5．375 kPa，并在突然給料時，
圖2 冷態啟動過程中爆燃曲線
2．2 鍋爐落料斗供給料量(煤或石油焦)不穩引起
爆燃
465 t／hCFB鍋爐正常投運后，爐膛平均溫度
800．607℃ ，床壓差6．880 kPa，4臺給料機正常給料
(1 給料機4．530 t／h，2 給料機4．588 t／h，3 給料機
4．601 t／h，4 給料機4．926 t／h)，主汽壓力12．564
MPa。主汽溫度505．518[℃，主汽流量179．481 t／h。
隨著鍋爐3 、4 給料機不下料，爐膛溫度下降很
快，爐膛溫度變化率最低為一31．736℃／min，爐膛
左右側氧量由8．166％ 和8．352％ 快速上升到
14．677％ 和13．436％ ，主汽壓力由12．564 MPa下
滑至12．045 MPa，此時進人爐膛的總風量未改變，
爐膛壓力下降；管式燃燒器投運將一次助燃風溫增
至860．706 cc、844．592 oC，4臺給料機給料正常，減
小3 、4 給料量，爐膛平均溫度上升很快，爐膛溫度
變化率最高時達到58．942~C／rain，爐膛左右側氧量
破壞了循環流化床鍋爐正常的鍋爐內外循環。而當
燃料(煤、石油焦)進入爐膛后，大量燃料未及時進
行工F常的流化燃燒過程，造成床料堆積，積聚相當部
分的燃料量及燃料的揮發分后，在爐膛內造成急劇
燃燒，引起爆燃。各參數曲線如圖3所示。
圖3 落料斗供給料量不穩引起爆燃
3 爆燃的負面影響
爐膛內的部分區域發生爆燃，容易造成爐膛內
該區域溫度升高很快，超過灰分的熔化溫度而產生
結焦，造成爐內流化不良。若結焦產生在爐膛的一
次風風帽及二次風進爐膛的風管上，將進一步惡化
爐膛內床料的流化情況l4 ；同時，也對鍋爐的水冷
壁造成一定的負面影響。
4 爆燃的預防和處理措施
采用以下幾個措施，對鍋爐爆燃進行預防和處理。
(1)鍋爐在冷態啟動前，給爐膛床內添加足夠
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的啟動床料(盡可能使用鍋爐正常運行中排放出來
的循環灰)，使床料具有一定的蓄熱能力，保證循環
流化床鍋爐啟動后盡快建立物料內循環及外循環。
在第一次啟動床料時可以用砂子(也可以用其它鍋
爐燒過的爐底渣代替，但要求粒度分布相對均勻，可
通過渣返料給鍋爐加爐底渣)加入至600～700 mill。
(2)鍋爐在冷態啟動中，給鍋爐2 、3 料倉上6
m煤(保證煤的濕度<8％E5 3)，當床溫達到投煤允
許溫度520 oC以上時，先采用脈動方式給燃料，也就
是以最低轉速對稱投入2 、3 給煤機中的一臺給煤，
約90 S后觀察床溫的變化，如床溫增加同時氧量有
所減小時，證明煤已開始燃燒。當床溫繼續以2～4
℃／min速率增加，氧量持續減小，可以較小的給煤
量連續給煤(床溫變化速率在5~C／rain左右時，具
有爆燃趨勢，應注意觀察)，床溫在600 oC左右時，
投入少量石油焦，床溫控制在650℃ 左右時，逐步加
大給煤和石油焦量，同時逐漸減小油量，當床溫達
830 oC時管式燃燒器油量減小到0。
(3)當發現爐膛內平均溫度變化率或某個區域測
點溫度變化率迅速上升時，應將氧量、爐膛壓力、主汽
壓力等參數結合起來進行判斷，如果出現與爆燃現象
相吻合的參數時，即可判斷為爐膛爆燃。此時，應迅速
采取措施，適當減少燃油量及燃料供給量(不要停止供
給燃料，以防止爆燃后造成爐內無燃料，導致爐溫迅速
下降而滅火)，增大流化風(避免床溫過高，而導致高溫
結焦)，密切監視爐膛壓力，手動調節引風機、一次風、
二次風的開度(保證開度在正常范圍內)，并及時調整
流化風、環管風等風量的大小，防止爐膛壓力保護動作
(爐膛壓力達到2．5 kPa或者一2．5 kPa時，延時3 S，或
者爐膛壓力達到3．7 kPa或者一3．7 kPa時，延時1 s，
觸發鍋爐MFF動作)；手動調節給水開度，防止汽包水
位三取二低(汽包水位一279 inn1)，延時5 S，觸發鍋爐
MFT動作；調節一二級減溫水，防止主汽溫度過高(由于
主汽溫度具有一定的延時性，觀察變化趨勢后，提前1～
3 min調節減溫水，以控制主汽溫度在530～545℃)。
(4)若發現測點床溫偏差大或超過1 050℃時，
應立即判斷該測點顯示是否準確。當確認該點溫度
準確時，應立即采取措施，防止鍋爐發生結焦(灰渣
熔點一般在1 250—1 350℃) 。通常情況下，降
低該側的燃油量和給煤量、加大一次風、調整二次風
量比例，調整一次風環管、二次風環管風量，將床溫
降到低于1 000℃ 。
5 采用措施后的冷態啟動
采用以上預防和處理措施后，控制效果良好，其
冷態啟動過程曲線如圖4所示。鍋爐在約10 h的
冷態啟動過程中床溫由180 逐漸升高到881．741
℃ ，最高溫度變化率控制在6．355~C／rain，空氣預熱
器出口氧量A側由18．416％ 逐漸下降到4．11 1％ ，
空氣預熱器出口氧量B側由18．640％ 較穩定的下
降到4．053％ ，床壓漸降(穩定階段投入燃料，增加
床壓，并通過冷渣器排渣來控制床壓)。冷態啟動
過程中床溫、氧量、床壓差曲線如圖5所示。
圖4 采用措施后冷態啟動過程曲線
圖5 冷態啟動過程中床溫、氧量、床壓差曲線
6 結束語
465 t／hCFB鍋爐在冷態啟動、給料不穩時容易爆
燃，而投入燃料時機不當、燃料量不當是引發鍋爐爆
燃的主要原因；在鍋爐運行中，通過采取正確的操作，
對循環流化床鍋爐及時進行調整，可以降低鍋爐爆燃
的發生幾率，從而保證鍋爐安全、穩定的運行。盈
參考文獻
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