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浅析465t/h循环流化床锅炉爆燃原因及应对措施

文档作者：李昌海，白运通，付伟文档来源：中国石油化工股份天津分公司热电部		点击数：	更新时间： 2025年09月04日
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· 事故分析· 浅析465 t／h循环流化床锅炉爆燃原因及应对措施 53
文章编号：1004—8774(2010)02-53-03
浅析465 t／h循环流化床锅炉爆燃
原因及应对措施
李昌海，白运通，付伟
(中国石油化工股份天津分公司热电部，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：通过对465 t／h循环流化床(CFB)锅炉在试运中锅炉的爆燃和原因分析，从增加启
动床料、控制投煤温度及方式等方面，提出了预防和控制爆燃的措施，取得了较好的效果。因
此，对同类循环流化床锅炉运行具有一定的参考价值。
关键词：循环流化床；锅炉；爆燃；措施
中图分类号：TK227 文献标识码：B
O 前言
循环流化床(CFB)燃烧是2O世纪8O年代发展
起来的低污染燃烧技术，它在燃料适应性、变负荷能
力及污染物排放上具有优势 。中国石油化工股
份天津分公司热电部三期3台465 t／h循环流化床
锅炉目前已投入试运行。然而在锅炉冷态启动、给
料异常情况下，由于炉膛内物料变化，部分区域流化
不好，易于发生爆燃，这样对于锅炉及并汽后汽轮机
等装置的安全运行造成一定的负面影响。
1 465 t／hCFB锅炉组成及系统
465 t／hCFB锅炉主要由炉膛、水冷式旋风分离器
(甲、乙侧)、回料阀(甲、乙侧)、管式燃烧器(甲、乙侧)、
低温过热器、屏翼过热器、高温过热器、空预器、省煤
器、尾部烟道、冷渣器(甲、乙侧)等部分组成，其结构如
图1所示。锅炉系统由汽水系统、风烟系统(包括一次
风系统、二次风系统、高压风系统及烟气系统组成)、物
料系统(包括燃料、石灰石、飞灰再循环系统组成)构
成，通过对锅炉系统[物料系统、风烟系统、汽水系统
(一级减温水位于低温过热器和屏翼过热器之间，二级
减温水位于屏翼过热器和高温过热器之间)]的配合调
整，达到控制锅炉安全、稳定运行的目的。
收稿日期：2010431—18
第一作者：李昌海
(1982一)，硕士研究
生，从事循环流化床
锅炉的运行工作。
2 锅炉爆燃
锅炉燃料(煤、石油焦、煤和石油焦的混合物)
进入炉膛后，燃烧效果不好，炉膛内部分地方在积聚
相当部分燃料量及挥发分后，造成急剧燃烧，而发生
炉膛爆燃。
2．1 锅炉冷态启动过程中爆燃
465 t／hCFB锅炉冷态启动后，投人甲、乙两侧
管式燃烧器，将管式燃烧器风温逐渐加热到850～
900℃(管式燃烧器风温不大于980 ，当达到982
℃ 时Mfvr动作)，热一次风通过水冷风室进入炉膛，
加热炉膛内的床料。炉膛平均温度551℃ ，床压差
4．948 kPa，2 、3 给料机给料(2台共5 t／ }i，抬料
量)，主汽压力2．928 MPa，主汽温度381．921℃ ，主
汽流量91．49 t／h，锅炉处于正常升压启动过程中。
随着炉膛平均温度快速上升，炉膛温度变化率最
高时达到71．121℃／min，左右侧氧量由13．121％ 和
12．911％急剧下降到0．815％ 和1．598％ ，主汽压力由
2．928 MPa升至9．741 MPa，负荷快速上升(主蒸汽流量
由原来的91．49 t／h上升至238．037 t／h)，此时进入炉
膛的总给煤量、进油量、总风量都未改变。炉膛压力快
速升高，很快达到1 000 Pa(炉膛压力i>2 500Pa，延时3
S或者炉膛压力>13 700 Pa，延时1 s，MFF动作)，主汽
温由原来的381．921℃升至457．361℃后，投减温水将
温度控制在430℃ ，主汽压力上升较快。
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工业锅炉 2010年第2期(总第120期)
图l 465 h循环流化床锅炉主要结构图
由于465 t／hCFB锅炉冷态启动过程较长，回料 由14．667％ 和8．352％ 急剧下降到0．304％ 和
阀和床内的可燃物料少，没有建立正常的锅炉内外0．718％ ，主汽压力由12．045 MPa升至12．743 MPa
循环。当煤和石油焦进入炉膛后，由于床温(500～ (通过主蒸汽对空排气电动阀减压)，负荷快速上升
600℃)未达到石油焦燃点，导致投入的煤燃烧，石 (主蒸汽流量由200．776 t／h上升至291．461 t／h)，
油焦未燃烧而堆积，使燃烧效果不好。当床温到达 炉膛压力变化较大，风温从原来的800．607℃ 最高
一定温度后(一般在600℃ 以上)，堆积的石油焦及 升至941．37l℃后控制在840℃ 。
析出大量的挥发分，而导致锅炉炉膛爆燃。各主要 由于炉膛内床料越来越少，床压越来越低，由原
参数曲线如图2所示。 来的6．880 kPa降至5．375 kPa，并在突然给料时，
图2 冷态启动过程中爆燃曲线
2．2 锅炉落料斗供给料量(煤或石油焦)不稳引起
爆燃
465 t／hCFB锅炉正常投运后，炉膛平均温度
800．607℃ ，床压差6．880 kPa，4台给料机正常给料
(1 给料机4．530 t／h，2 给料机4．588 t／h，3 给料机
4．601 t／h，4 给料机4．926 t／h)，主汽压力12．564
MPa。主汽温度505．518[℃，主汽流量179．481 t／h。
随着锅炉3 、4 给料机不下料，炉膛温度下降很
快，炉膛温度变化率最低为一31．736℃／min，炉膛
左右侧氧量由8．166％ 和8．352％ 快速上升到
14．677％ 和13．436％ ，主汽压力由12．564 MPa下
滑至12．045 MPa，此时进人炉膛的总风量未改变，
炉膛压力下降；管式燃烧器投运将一次助燃风温增
至860．706 cc、844．592 oC，4台给料机给料正常，减
小3 、4 给料量，炉膛平均温度上升很快，炉膛温度
变化率最高时达到58．942~C／rain，炉膛左右侧氧量
破坏了循环流化床锅炉正常的锅炉内外循环。而当
燃料(煤、石油焦)进入炉膛后，大量燃料未及时进
行工F常的流化燃烧过程，造成床料堆积，积聚相当部
分的燃料量及燃料的挥发分后，在炉膛内造成急剧
燃烧，引起爆燃。各参数曲线如图3所示。
图3 落料斗供给料量不稳引起爆燃
3 爆燃的负面影响
炉膛内的部分区域发生爆燃，容易造成炉膛内
该区域温度升高很快，超过灰分的熔化温度而产生
结焦，造成炉内流化不良。若结焦产生在炉膛的一
次风风帽及二次风进炉膛的风管上，将进一步恶化
炉膛内床料的流化情况l4 ；同时，也对锅炉的水冷
壁造成一定的负面影响。
4 爆燃的预防和处理措施
采用以下几个措施，对锅炉爆燃进行预防和处理。
(1)锅炉在冷态启动前，给炉膛床内添加足够
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的启动床料(尽可能使用锅炉正常运行中排放出来
的循环灰)，使床料具有一定的蓄热能力，保证循环
流化床锅炉启动后尽快建立物料内循环及外循环。
在第一次启动床料时可以用砂子(也可以用其它锅
炉烧过的炉底渣代替，但要求粒度分布相对均匀，可
通过渣返料给锅炉加炉底渣)加入至600～700 mill。
(2)锅炉在冷态启动中，给锅炉2 、3 料仓上6
m煤(保证煤的湿度<8％E5 3)，当床温达到投煤允
许温度520 oC以上时，先采用脉动方式给燃料，也就
是以最低转速对称投入2 、3 给煤机中的一台给煤，
约90 S后观察床温的变化，如床温增加同时氧量有
所减小时，证明煤已开始燃烧。当床温继续以2～4
℃／min速率增加，氧量持续减小，可以较小的给煤
量连续给煤(床温变化速率在5~C／rain左右时，具
有爆燃趋势，应注意观察)，床温在600 oC左右时，
投入少量石油焦，床温控制在650℃ 左右时，逐步加
大给煤和石油焦量，同时逐渐减小油量，当床温达
830 oC时管式燃烧器油量减小到0。
(3)当发现炉膛内平均温度变化率或某个区域测
点温度变化率迅速上升时，应将氧量、炉膛压力、主汽
压力等参数结合起来进行判断，如果出现与爆燃现象
相吻合的参数时，即可判断为炉膛爆燃。此时，应迅速
采取措施，适当减少燃油量及燃料供给量(不要停止供
给燃料，以防止爆燃后造成炉内无燃料，导致炉温迅速
下降而灭火)，增大流化风(避免床温过高，而导致高温
结焦)，密切监视炉膛压力，手动调节引风机、一次风、
二次风的开度(保证开度在正常范围内)，并及时调整
流化风、环管风等风量的大小，防止炉膛压力保护动作
(炉膛压力达到2．5 kPa或者一2．5 kPa时，延时3 S，或
者炉膛压力达到3．7 kPa或者一3．7 kPa时，延时1 s，
触发锅炉MFF动作)；手动调节给水开度，防止汽包水
位三取二低(汽包水位一279 inn1)，延时5 S，触发锅炉
MFT动作；调节一二级减温水，防止主汽温度过高(由于
主汽温度具有一定的延时性，观察变化趋势后，提前1～
3 min调节减温水，以控制主汽温度在530～545℃)。
(4)若发现测点床温偏差大或超过1 050℃时，
应立即判断该测点显示是否准确。当确认该点温度
准确时，应立即采取措施，防止锅炉发生结焦(灰渣
熔点一般在1 250—1 350℃) 。通常情况下，降
低该侧的燃油量和给煤量、加大一次风、调整二次风
量比例，调整一次风环管、二次风环管风量，将床温
降到低于1 000℃ 。
5 采用措施后的冷态启动
采用以上预防和处理措施后，控制效果良好，其
冷态启动过程曲线如图4所示。锅炉在约10 h的
冷态启动过程中床温由180 逐渐升高到881．741
℃ ，最高温度变化率控制在6．355~C／rain，空气预热
器出口氧量A侧由18．416％ 逐渐下降到4．11 1％ ，
空气预热器出口氧量B侧由18．640％ 较稳定的下
降到4．053％ ，床压渐降(稳定阶段投入燃料，增加
床压，并通过冷渣器排渣来控制床压)。冷态启动
过程中床温、氧量、床压差曲线如图5所示。
图4 采用措施后冷态启动过程曲线
图5 冷态启动过程中床温、氧量、床压差曲线
6 结束语
465 t／hCFB锅炉在冷态启动、给料不稳时容易爆
燃，而投入燃料时机不当、燃料量不当是引发锅炉爆
燃的主要原因；在锅炉运行中，通过采取正确的操作，
对循环流化床锅炉及时进行调整，可以降低锅炉爆燃
的发生几率，从而保证锅炉安全、稳定的运行。盈
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