云南大唐國際紅河發電有限責任公司2臺國產化300MWCFB鍋爐，是引進法國ALSTOM公司的技術由哈爾濱鍋爐股份有限公司設計和制造，分別于2006年6月3日和2006年8月27日通過168 h試運，正式投入商業運行。通過1年多的運行實踐，300MW CFB鍋爐能在30%~l00%負荷范圍內穩定運行，滿足深度調峰的要求。鍋爐主要由單爐膛、4個高溫絕熱旋風分離器、4個外置床（外置式換熱器）、4個回料閥、4臺冷渣器、1臺四分倉回轉式空氣預熱器和尾部對流煙道等部分組成，其中單爐膛采用褲衩腿、雙布風板結構。鍋爐配風系統共設有2臺一次風機、2臺二次風機、2臺引風機和5臺高壓流化風機；其給煤系統布置有4臺稱重給煤機、4臺刮板給煤機、8臺旋轉給料機，采用12點給煤，爐前煤斗里的煤經刮板給煤機和旋轉給料機送至位于爐膛兩側回料裝置的回料管線上，共8個給煤口，即每個回料閥返料腿上有2個給煤口，給煤隨循環物料一起分4點進入爐膛；另外從每個刮板給煤機上再分別引出1根給煤管，經旋轉給料機分別送到兩側墻，由2條給煤線分別從2個側墻上給煤點送入爐膛；其設計煤種為小龍潭褐煤，
2、故障經過
機組啟動前，主床料層檢查基本平整，床料厚度大約900 mm。由于檢修錐形閥，回料閥里面物料基本全部掏空，左一外置床高溫再熱器泄漏，物料已被清空，其余3個也將內部物料放空對受熱面檢查，啟動前4個外置床內基本沒有物料。1、3號煤倉煤位在8m左右，4號煤倉的煤停運時已經走空，啟動前加入床料200 t，準備在床壓低時再進行補充，富通新能源銷售生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
300MW CFB鍋爐床壓正常范圍在8一15 kPa，經過鍋爐點火、汽輪機沖轉到機組并網的升溫升壓運行，大部分床料被吹到回料閥和外置床內，左側床壓降到0.26 kPa，右側床壓降到3.7 kPa，導致爐膛上部溫度有兩個測點超過1 050℃，燃燒室溫度高Ⅱ值保護動作，導致MFT，重新吹掃后投煤繼續運行。
從機組啟動開始，就用4號稱重給煤機間斷向爐膛加床料。雖然將旋轉給料機入口手動插板門開度限在1/3左右，控制給料量不超過20 Uh，但由于煤倉內的床料比重大并且床料較濕，造成4號稱重給煤機電機頻繁跳閘，只能間斷向鍋爐加床料。
2006年7月11~16日，機組負荷在40—140MW來回變化，通過床料的加入，左側床壓在2.3一11kPa，右側床壓在4.5 kPa；左側床溫維持在500℃左右，右側床溫在600℃左右；1號及2號給煤線l號旋轉給料機及落煤口出現多次堵煤，3號及4號給煤線3號落煤口出現多次堵煤，且有熱煙氣反竄引起上部落煤管超溫情況。在此期間，鍋爐一直運行不正常，每天采用各種各樣的方法進行調整，但是既沒有任何恢復正常的跡象，又沒有取得任何進展。由于目前為止還沒有成熟的300MW CFB鍋爐運行經驗，尤其對結焦的判斷缺乏經驗，進而給最佳停機時機的把握帶來很大困難。一旦結焦，會造成很大的經濟損失。2006年7月17日機組被迫解列。
3、結焦現象
(1)床溫測點有數個出現較大偏差（差值大于200℃），并且大幅跳動，爐膛中上部溫度超限，床溫長時間偏低；
(2)兩側床壓值偏差大，有時達到5 kPa，長時間內兩側床壓都不能趨于平衡；
(3)爐膛上部差壓幾乎不變化，為零；
(4)結焦初期（局部）料層差壓下降，結焦嚴重時料層差壓急劇增加；
(5)分離器溫度異常低；
(6)氧量快速下降，幾乎接近于零；
(7)回料閥流化風壓小于25 kPa；
(8)爐膛負壓增大，風室風壓波動大，一次風量、一次風壓增大；
(9)外置床長時間內沒有換熱；
(10)排渣不暢，床層排渣管發生堵塞，單個或多個放渣口放不出渣；
(11)給煤線經常跳閘，不能正常工作；
( 12)主、再蒸汽溫度長時間內不能提高，而一直穩定在某一溫度水平。
4、結焦原因分析
床溫不穩定和爐內流化不良是造成鍋爐結焦的兩個最主要的原因；回料閥回料不暢、爐內澆鑄料塌落、混合風量過小、料層過薄等原因均可能引起鍋爐結焦；床料中堿金屬鉀、鈉含量較高時較易發生結焦；當床料中含碳量過高時，如未能適時調整風量或返料量控制床溫，就有可能出現高溫結焦。無論高溫結焦還是低溫結焦都常在機組啟動過程中出現，一旦出現就會迅速增長。由于燒結是個自動加劇的過程，因此焦塊長大的速度往往越來越快。床料流化不良造成堆積、料層過薄、給煤不均、燃燒不充分等會造成局部結焦。
4.1爐內床料較少
鍋爐啟動前外置床、回料閥內物料較少，啟動后爐膛內的大部分床料被吹到外置床中，造成爐膛床壓低，爐內循環物料量少，使鍋爐蓄熱能力降低。在這種情況下后期加入爐內的床料吸收了爐內的熱量，使床溫進一步降低，加入爐內的煤難以正常著火燃燒，而是在爐內存積，再加上流化質量不好，為后來的結焦留下了隱患。
啟動后爐膛床壓降得太低，物料非常稀少，運行調整過程中通過降低一次風量、一次風壓來維持床壓。啟動初期，總給煤量較低，絕大部分煤從l號給煤口進入爐膛，煤從落煤口給進以后，不能與少量的床料在混合后進行燃燒及正常的流化，而是直接落到前墻下部的布風板上堆積燃燒，因而出現超溫形成局部結焦。而且前側布風板上結焦最為嚴重。
4.2不合格床料的加入
由于床壓低，先加入200 t床料后不見效果，又加入了河砂補充床料，河砂比重較大，濕度也較大，所以流動性較差，造成右側給煤線頻繁跳閘。由于右側給煤量減少，左、右兩側給煤量偏差大；再者加入的大量河砂與煤混合，出現床面堆積，失去流化，因而引起結焦。停爐后檢測發現，加入爐內的河砂鈉、鉀含量超標。
4.3長時間煤油混燒
為了保證鍋爐投煤后的正常燃燒，防止溫度低保護動作，當下部床溫降至450℃后，將風道燃燒器油槍投入運行，爐內油煤混燒歷時6天，大大降低了床面上物料的流化質量，最后結焦向整床方向發展，引起后期布風板阻力增大。左側爐膛在1號回料口處出現堆積，主要因為開始時煤量較低，基本全在I號落煤口處燃燒，而當床壓低時，此處床面出現堆積燃燒，因而形成結焦。
4.4物料外循環被破壞
爐內床料較少，能被煙氣帶走經分離器分離進入回料閥的物料量較少，在回料閥內始終不能建立足夠的物料量，不能形成料封，就不能形成正常的物料外循環；給煤密封風被破壞，導致給料口堵煤，給煤機頻繁跳閘。爐內正壓高溫煙氣就返竄到回料閥內，與本身不多的物料燃燒，隨著時間的延續和分離器分離下來的少量物料的累積，物料的外循環逐漸被破壞，最后堵塞回料閥和外置床進料口，在回料閥內發生結焦。隨著時間的推移，結焦到了分離器的錐段部分。
5、結焦的危害
5.1 長時間低負荷運行，經濟性降低
機組啟動幾天之后，床溫、床壓、主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度等多個參數仍達不到正常運行范圍，機組負荷始終升不上去，只能維持低負荷運行，且負荷非常不穩定。這樣長時間低負荷運行，機組的經濟性是非常低的。
5.2燃油成本增加
鍋爐結焦后，雖然爐膛上部超溫，但由于床溫（下部溫度）一直較低，且沒有升高的趨勢，為了提高床溫，須投油助燃。經驗表明，這種情況需長時間連續投油助燃，燃油耗量非常大，燃油成本大幅增加，床溫最終仍然在500℃左右。
5.3廠用電率升高
鍋爐結焦后，床壓較低，且左、右床壓偏差較大，長時間內無法調平。為了將左右床壓調平，通過增加一次風機出力，即提高一次風壓力，增加一次風流量，調整左右一次風量偏差，這樣，廠用電率自然升高。
5.4鍋爐受熱面超溫損傷
鍋爐結焦后，由于外置床內低溫過熱器、中溫過熱器幾乎沒有換熱，要使氣溫滿足相應的負荷，就得加大給煤量和燃油量，通過大量燃燒的煙氣與布置于尾部煙道的高溫過熱器、低溫再熱器換熱，高溫過熱器、低溫再熱器就很容易超溫，大大地縮短了受熱面的使用壽命。另外，爐膛上部經常超溫，對上水冷壁管壁的損傷也非常大。
5.5給煤機系統不能正常運行
300MW CFB鍋爐爐膛壓力高報警值為1.5kPa，跳閘值為4 kPa；二次風壓為10—12.5 kPa。給煤機系統的密封風為二次風，鍋爐結焦后，由于回料閥內物料很少，不能建立料封，給煤機系統的密封風極易被破壞，爐內煙氣就會反竄到給煤管線，造成給煤機堵轉跳閘，甚至爐內煙氣通過密封風管反竄到給煤機，將稱重給煤機的皮帶燒壞，使給煤機系統無法正常運行。
5.6延長檢修工期，加大檢修難度
結焦停爐后，雖然爐膛內空間較大，但由于布風板上的結焦量大，給焦塊的清理工作帶來了一定的難度。當清理回料閥內、分離器下部的焦塊時，由于1個回料閥只有1個人孔，并且焦塊的硬度相當大，檢修工期自然延長；分離器下部沒有人孔，只能采取逐段開孔的方法，由于分離器內布置有保溫澆注料，開孔后，焦塊的溫度還相當高，后采取邊澆水邊清理的方法，終于將焦塊全部清理完畢。
6、結焦的預防措施
(1)-定要保證良好而穩定的床料，粒度和干燥度要合格，河砂的選擇要經過嚴格的篩選，特別是鈉、鉀含量要低。
(2)鍋爐點火前一定要認真做好流化質量試驗，就地觀察底料厚度、平整程度及流化情況，確保合格。良好的爐內空氣動力場，可有效防止旋風分離器的二次燃燒，避免燃燒室、旋風分離器、回料閥的超溫結焦。提高一次風壓、低負荷時適當減少兩側邊給煤，可基本避免爐膛低溫結焦。
(3)應盡量縮短CFB鍋爐啟動時間，否則油煤混燒時間過長，調整不當極易發生結焦。尤其投煤初期煤油混燒階段．大量的煤投到爐內不能完全燃燒，很容易和未燃的油粘在一起形成局部高溫結焦。點火初期當床溫達到投煤溫度時，應立即投煤，燃燒穩定后果斷斷油。鍋爐投煤斷油以后，如果床溫下降過多，需投油助燃，應盡量減少煤油混燒的時間，如果床溫在1h內仍不能恢復，應立即申請停爐。
(4)床溫的控制，運行中通過布風板上均勻布置的熱電偶測點監視床溫，對異常工況應及早采取措施。當發現爐內燃燒異常；或床溫有超溫，床溫出現偏差，下部偏低，上部偏高；或兩側床壓偏差大，無法調平；或布風板阻力增大等現象時，應立即申請停爐檢查，不得拖延。
(5)床壓的控制，當床壓過高時應立即排渣，降低機組出力，使床壓保持在正常運行范圍內(8—12 kPa)，運行中通過料層差壓來監視判斷料層厚度。
(6)鍋爐啟動前要保證4個回料錐形閥開關正常，關閉嚴密；外置床各室流化風檔板關閉嚴密。
(7)啟爐時回料腿由于回料溫度較低流動性差，容易出現回料腿堵塞。建議啟爐時應密切觀察回料腿溫度、壓力的變化，如溫度不變，則應用壓縮空氣進行吹掃流化，由于壓縮空氣壓力較大，不宜長時間吹掃。
(8)啟動前保證各溫度測點、風壓測點、氧量測點位置正確，指示正常。
(9)改造流化床兩側和水冷風室兩側人孔上的看火孔，以便在運行中運行人員能明顯看到床料流化情況和風帽漏渣在水冷風室里的堆積情況。
7、結 語
通過對300MW CFB鍋爐結焦的特性分析，可得出以下結論：(1) 300MW CFB鍋爐結焦是可控和可預防的；(2) 一旦判斷為鍋爐發生結焦，應盡快停爐處理，以免錯過機組最佳停運時間。
相關生物質鍋爐顆粒機產品：
1、生物質壁爐
2、秸稈顆粒機
3、木屑顆粒機
