循環(huán)流化床鍋爐的爆燃分析及預(yù)防措施

針對循環(huán)流化床鍋爐在運行中燃燒系統(tǒng)發(fā)生的爆燃情況，以下內(nèi)容分析了循環(huán)流化床鍋爐發(fā)生爆燃的幾種情況，并提出了幾種預(yù)防措施。 

循環(huán)流化床鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、高效脫硫、氮氧化物排放低、燃燒強度高、爐膛截面積小、燃料預(yù)處理及給煤系統(tǒng)簡單及負荷調(diào)節(jié)靈活，易于實現(xiàn)灰渣綜合利用等優(yōu)點。從20世紀50年代末期開始，在國內(nèi)作為環(huán)保節(jié)能型鍋爐得到廣泛的推廣應(yīng)用。但流化床鍋爐操作技術(shù)在國內(nèi)屬于一門新型的應(yīng)用技術(shù)，還不十分成熟。在運行中，特別是在新鍋爐的投產(chǎn)試車過程中，都難免發(fā)生一些意想不到的事故。鍋爐爆燃事故雖然發(fā)生機率不高，但一旦發(fā)生，將具有較大的破壞性和危險性，甚至?xí)o企業(yè)生產(chǎn)和職工的生活帶來很大損失。

1、發(fā)生爆燃的幾種情況

鍋爐爆燃是由于爐膛內(nèi)可燃物質(zhì)的濃度在爆燃極限范圍內(nèi)，遇到明火或溫度達到了燃點發(fā)生劇烈爆燃，燃燒產(chǎn)物在瞬間向周圍空間產(chǎn)生快速的強烈突破。以下介紹幾種循環(huán)流化床鍋爐易發(fā)生爆燃的情況。

1.1 揚火爆燃

如果壓火時燃料加得多或停的晚，使壓火后床料內(nèi)燃料的含量過多，這時燃料中的碳在缺氧狀況下不充分燃燒產(chǎn)生大量的CO，同時燃料在爐內(nèi)高溫干熘揮發(fā)出甲烷、氫等可燃性氣體。由于壓火后床料表面溫度降低，這些可燃性氣體遇不到明火，便在鍋爐爐膛內(nèi)積聚。揚火時，隨著風(fēng)機的啟動，床料開始流化，高溫的床料從下面翻出，這時可燃性氣體與明火接觸，瞬間發(fā)生燃燒，如果可燃物的濃度在爆燃極限范圍內(nèi)，就會發(fā)生爆燃。個別司爐工在揚火時怕床溫降得過快造成滅火，在啟風(fēng)機前先加入少量的燃料，新進入爐膛的燃料不但會揮發(fā)出可燃性氣體，同時會有大量的煤粉參與燃燒，這樣不但會增大產(chǎn)生爆燃的機率，還會加劇爆燃的強度。

1.2 大量返料突入爆燃

循環(huán)流化床鍋爐都有物料循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)流化床鍋爐運行時，大量固體顆粒在燃燒室、分離器和返料裝置等組成的循環(huán)回路中循環(huán)，一般循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率為5~20，也就是說有5~20倍給煤量的返料灰需要經(jīng)過返料裝置返回燃燒室再次燃燒，循環(huán)物料是直徑在0.1mm左右的細灰，有很好的流動性，在返料風(fēng)的吹送下，連續(xù)不斷地進入爐膛。運行中如果返料風(fēng)過小，返料器內(nèi)的物料就會停止流化或流動，從而造成返料器堵塞，細灰會在返料器內(nèi)堆積，當(dāng)細灰積累到一定時，細灰在自身重量的作用下產(chǎn)生流動或者由于操作調(diào)整增大風(fēng)量使物料再次流化，這時成噸的細灰在短時間內(nèi)進入爐膛。由于細灰的表面積大，此時返料風(fēng)與空氣快速混合充滿爐膛，且細灰中一般含有20%左右的碳，在爐內(nèi)高溫環(huán)境下極易發(fā)生爆燃。

1.3 油氣爆燃

流化床鍋爐一般采用柴油點火，點火過程中因為油中的雜質(zhì)、點火風(fēng)的調(diào)配、油壓太低等因素常會發(fā)生油槍滅火。滅火后，如果沒及時發(fā)現(xiàn)、關(guān)閉油閥，被霧化的燃油會繼續(xù)噴進爐膛內(nèi)，這樣從爐膛到尾部煙道甚至到煙囪出口都充滿了油霧。這時如果再次點火或遇到其它明火，就會產(chǎn)生整個系統(tǒng)的爆燃。

1.4 煙道內(nèi)可燃物再燃

在循環(huán)流化床鍋爐運行中，有時可能發(fā)生煙道內(nèi)可燃物再燃事故，這時會出現(xiàn)以下現(xiàn)象：排煙溫度急劇增加，一、二次風(fēng)出口溫度也隨之升高，煙道內(nèi)及燃燒室內(nèi)的負壓急劇變化甚至變?yōu)檎龎海粺焽鑳?nèi)冒黑煙，從引風(fēng)機殼體不嚴處向外冒煙或向外噴火星等。

出現(xiàn)這種問題的原因主要有：燃燒調(diào)整不當(dāng)，配風(fēng)不合理，導(dǎo)致可燃物進入煙道；爐膛負壓過大，將未燃盡的可燃物抽入煙道；返料裝置堵灰使分離器效率下降，致使未燃盡顆粒填接進入煙道。

2、鍋爐爆燃的預(yù)防措施

針對以上幾種常見爆燃發(fā)生的原因，循環(huán)流化床鍋爐操作中應(yīng)采取下列措施防止爆燃。

（1）揚火時一定要先啟動引風(fēng)機通風(fēng)5min后再啟動送風(fēng)機，以保證爐內(nèi)積聚的可燃性氣體排出，防止遇到明火。

（2）鍋爐壓火時一定要先停止給煤。當(dāng)床溫趨向穩(wěn)定或稍有下降趨勢時，再停送風(fēng)機，防止壓火后床料內(nèi)煤量太多，產(chǎn)生大量可燃性氣體及干燥的煤粉。

（3）壓火后，揚火前盡量避免有燃料進入爐內(nèi)，不可在揚火時先給燃料后啟風(fēng)機。

（4）當(dāng)運行中發(fā)生返料堵塞存灰較多時，通過放灰系統(tǒng)將灰放掉。

（5）點火過程中如果發(fā)生油槍滅火，應(yīng)先關(guān)閉油閥，保持風(fēng)機運行通風(fēng)5min后，再次點火。

（6）點火過程中，如果油槍噴咀堵塞，油槍霧化不良，導(dǎo)致床溫上升困難，達不到加煤溫度，應(yīng)停止點火，對油槍噴咀進行清洗或更換后再點火。 

（7）點火過程中，一定要控制好加煤量，一般總加煤量不能超過床料量的20%。 

（8）如發(fā)現(xiàn)煙溫不正常升高時，應(yīng)加強燃燒調(diào)整，使風(fēng)煤比調(diào)整到合適的范圍內(nèi)；若是由于返料裝置堵灰造成的應(yīng)立即將返料裝置內(nèi)的堵灰放凈；若煙道內(nèi)可燃物再燃燒使排煙溫度超過300℃以上，應(yīng)立即壓火處理，嚴密關(guān)閉各人行孔門和擋板，禁止通風(fēng)，然后在煙道內(nèi)投入滅火裝置或用蒸汽進行滅火，當(dāng)排煙溫度恢復(fù)正常時可再穩(wěn)定一般時間，然后再打開人行孔檢查、確認煙道內(nèi)無火源并經(jīng)引風(fēng)機通風(fēng)約15min后方可啟動鍋爐。 

      做好以上措施，能避免循環(huán)流化床鍋爐爆燃事故的發(fā)生，保證機組安全、高效運行。