循環流化床鍋爐已被廣泛地應用于世界各地的動力系統，同時循環流化技術不斷地提高，使循環流化床鍋爐技術更加成熟和廣泛應用。盤錦遼河熱電有限公司的220t/h循環流化床鍋爐是芬蘭奧斯龍(Ahlstron Pyropower)公司的產品，主蒸汽參數為：61.lkg/s,540C,12.5MPa.
鍋爐啟動時的燃料為天然氣，共有4支啟動燃燒器，主要用于鍋爐啟動階段的點火和使爐膛溫度達到煤燃燒的溫度。鍋爐爐膛底部共有9支熱電偶，測量爐膛溫度，當爐膛溫度達538℃（設計煤種可以燃燒的溫度）時，可以嗝式（脈沖式）向爐膛內加煤，當數據證明煤正常燃燒后，可以降低啟動燃燒器的燃燒強度，增加煤量，直至爐膛溫度達到鍋爐正常運行溫度(860℃)，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
鍋爐的大部分一次空氣由風箱進入爐膛，以提供床料的流化空氣量，一小部分一次空氣從布風板上部進入爐膛內，以輔助床料流化；二次空氣從燃燒室不同高度進入爐內，加強床料的循環，并提供煤分級燃燒的氧氣。
我公司的熱電裝置于1996年2月20日一次產汽發電成功。在運行操作人員精心管理，精心維護和精心操作下，熱電裝置實現了連續運行160天的優異成績。但在優異成績的背后，也有艱辛歷程，在1999年1月10日，檢修后的鍋爐在冷啟動過程中，在爐膛內部出現了結焦，針對此次結焦，結合鍋爐運行以來的實際經驗，認真詳細地分析了此次結焦的原因。
二、出現低溫結焦情況
此次出現爐膛內部結焦的大致情況如下：鍋爐具備啟動條件后，向鍋爐加水，啟動風機系統，達到設計最低流化風量后，操作人員利用燃料煤添加裝置添加床料（床料是鍋爐停運前排入底灰倉的鍋爐底灰），點燃2號啟動燃燒器，鍋爐開始升溫，當爐膛溫度達到150℃左右時，點燃1號和3號啟動燃燒器，當爐膛溫度達到300℃左右時，點燃4號啟動燃燒器。當爐膛溫度達到420℃左右時，利用燃料添加裝置，向爐膛嗝式加入燃料煤，操作人員從控制屏上監視到鍋爐爐膛溫度上升，煙氣氧含量下降，證明煤在燃燒室內已正常燃燒。之后操作人員向爐膛連續加入燃料煤。
隨著加煤量的增加，操作人員發現如下不正常的工藝現象：
1．個別爐膛熱電偶的指示突然升至900℃以上，其中1號溫度點已達1100℃左右（圖1），而此時正常的爐膛溫度應該為600℃左右；
2．鍋爐的側灰冷卻器無法正常運行，即無法自動排出鍋爐的底灰；
3．隨著加煤量的增加，在無法排出底灰的情況下，鍋爐爐膛的床料壓力卻有下降的趨勢(圖2)。利用側灰冷卻器人工通灰孑L進行人工通灰，用力較大，十分困難，從灰孔排出的灰是粘結在一起的大塊，呈蜂窩狀，硬度較大，而且中間夾雜著黑色顆料（末燃燒的碳）；
4．隨情況的惡化，煙氣的氧含量的變化并不十分明顯（圖3）；
5．運行人員通過增加流化風量后，爐膛溫度沒有恢復正常；
6．到鍋爐現場，通過4支啟動燃燒器的觀察孔向爐膛內觀察，發現燃燒室的部分區域火色明亮，見不到有飛濺燃燒的煤顆粒。說明煤進入鍋爐后，沒有進行正常流化和燃燒，而是堆積在局部區域發生了燃燒，致使該區域的溫度超出正常范圍，隨著這種燃燒的繼續，溫度已超過了床料的熔融溫度。
以上的種種事實表明鍋爐在啟動過程中出現了低溫結焦。
三、低溫結焦的分析
循環流化床鍋爐的主要燃料是煤。鍋爐在啟動過程中和正常運行過程中，由于操作等原因，易造成爐內結焦。
就煤的成份而言，煤是由某些結構極其復雜的有機物組成的，其化學組成有碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水分等，造成鍋爐結焦的成份是碳和灰分。
具有強粘結性（煤的粘結性是煤在粉碎后，在隔絕空氣的情況下加熱到一定溫度時，煤的顆粒相互粘結形成焦塊的特性）的煤在燃燒時，由于煤的粘結，容易形成大塊，嚴重影響煤的燃燒，甚至出現結焦的現象。
在鍋爐啟動和運行中，經常遇到低溫結焦和高溫結焦兩種結焦現象。低溫結焦和高溫結焦都是超過了灰渣的熔點溫度，使灰渣熔融成塊。低溫結焦的特點是整個鍋爐的爐膛溫度很低，只有400—500℃，但在爐膛局部區域的溫度已達到燃料煤的著火溫度，床料尚沒流化而風量卻足以使其繼續著火、燃燒。以致爐膛局部溫度超過了灰渣的熔點溫度，火色白亮，形成結焦，一旦局部出現結焦，就會影響到周圍，使周圍的溫度愈來愈高，從而使焦塊結得愈來愈大。低溫結焦的焦塊往往是熔化的灰渣夾雜有許多未燃的煤渣顆粒組成。高溫結焦的特點是床料完全流化了，爐膛溫度超過了850℃，由于底部床料中含碳量過多，其激烈燃燒，溫度急劇升高，火色變成白色，當爐膛溫度超過灰渣熔點溫度，即出現整個布風板上床料的大面積結渣，其焦塊是由熔融的灰渣組成的。
對燃煤鍋爐來說，要特別注意灰的熔點，若太低時，容易熔融結焦。灰分熔點約在1000~ 1500C之間，一般說，含硅酸鹽和氧化鋁等酸性成分多的灰分，熔點較高；含氧化鐵，氧化鈣和氧化鎂等堿性成分多的灰分，熔點較低。此外，灰分在還原性氣氛中的熔點要比在氧化性的氣氛中的高，二者相差約40～179℃。
四、防止出現低溫結焦的措施
為了防止循環流化床鍋爐在啟動過程中出現低溫結焦的現象，應該采取如下措施：
1．在鍋爐啟動時，宜采用篩分范圍較窄、顆粒較細的床料，以避免在低風速啟動時使床料形成分層，從而引起低溫結焦。在實際工作中，我們對鍋爐排出的底灰進行篩分，篩選細顆粒的灰做為鍋爐啟動時的床料；
2．在鍋爐啟動前，要準備足夠的床料，以備在鍋爐加煤前向爐內補充床料；
3．在鍋爐啟動時，床料的可燃物的含量應盡可能地少。床料一般情況下是采用鍋爐正常運行時所排出的底灰，因為其可燃物少，這樣鍋爐在利用天然氣啟動時，床料不會出現燃燒；
4．在儀表正常的情況下，要保證鍋爐的流化風量，這是保證床料在爐膛內部正常流化的關鍵，也是首要的環節；
5．在鍋爐啟動過程中，燃燒用的煤種與設計煤種變化時，鍋爐的流化風量也應有一定的變化。在鍋爐啟動前，對燃用的煤進行工業分析，以確定煤種。若此煤的密度大于鍋爐設計煤的密度時，鍋爐啟動時的流化風量應有所增加，以防止床料流化不佳，導致結焦。如圖4中，若設計煤的流化風量為A-B-C-D，實際煤的密度大于設計煤的密度，則實際流化風量應為1-2-3-4；
6．在鍋爐啟動過程中，要保證爐內床料的數量，要維持床層壓力微低于設計壓力。由于排灰和煙氣夾帶等，會使爐內的床料有一定的損失，這樣爐內的熱載體會逐漸減少，會出現爐膛溫度分布不均的現象，適量通過燃料煤添加裝置等向爐內加入一定的床料，使爐膛各部位溫度分布均勻；
7．在鍋爐啟動過程中，啟動燃燒器的燃燒溫度，最高可以達1000℃以上，足以使床料熔融，形成焦塊。通過控制啟動燃燒器的燃燒強度或進行不完全燃燒，以降低其燃燒的溫度，防止出現局部超溫的現象；
8．鍋爐在啟動過程中，爐內床料的溫度應均勻升高，即每個熱電偶的測量值應符合鍋爐的升溫線。若爐膛溫度值出現異常，并持續突發攀升，且高于鍋爐正常運行的床料溫度的現象時，操作人員此時必須采取措施，因為此現象的出現是發生低溫結焦的前兆，操作人員最好同時做如下的工作：
(1)對熱電偶元件運行檢查，要保證其正常工作；
(2)增加鍋爐流化風量，使流化風量大于設計流化風量，讓床料完全流化，重復幾次此操作，最終使爐膛溫度均勻，如圖5所示的流化風量；
(3)停止向爐膛加煤；
(4)減少鍋爐啟動燃燒器的燃燒強度，即在爐膛溫度沒有正常恢復以前，不再增加燃燒強度；
9．在鍋爐天然氣或煤啟動過程中，可以適當地啟動鍋爐的底灰系統，通過此辦法，可以使爐內的床料“活動”起來，減少爐膛內“死灰”的存在，若爐膛內有“死灰”，則該部位的溫度通常偏低，使爐膛溫度分布不均，有礙于鍋爐按正常的升溫曲線進行升溫。
此外，讓鍋爐的爐膛處于還原性氣氛中，可以提高灰熔融的溫度，主要方法是向爐膛內加入少量的石灰石，或控制進入鍋爐的二次風量，降低煙氣中的氧含量。
通過以上幾項工作，若爐膛溫度比較均勻，沒有特別異常的溫度區域，同時通過爐內觀察孔沒有發現火色白亮的區域，則可以認為爐膛溫度分布情況是均勻的，這樣，操作人員可以按鍋爐的升溫曲線、升壓曲線和操作規程進行操作，直至鍋爐達到正常的負荷。
五、采取措施后的效果
此次鍋爐低溫結焦事故出現后，全體人員積極分析，總結運行中的失誤和經驗，通過采取如上措施后，在以后的運行實踐中，沒有出現過鍋爐結焦的現象，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
