循环流化床锅炉的爆燃及预防

电力18讯：    
四  矿  梁海生  杨战平  关天奇  施文胜
内容提要  针对循环流化床锅炉在运行中燃烧系统发生的爆燃情况，结合锅炉爆燃案例进行原因分析，提出了有效的预防措施。
关键词  循环流化床  爆烧 扬火 返料 油枪 再烧

循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化物排放低、燃烧强度高、炉膛截面积小、燃料预处理及给煤系统简单及负荷调节灵活，易于实现灰渣综合利用等优点。从20世纪50年代末期开始，在国内作为环保节能型锅炉得到广泛的推广应用。但流化床锅炉操作技术在国内属于一门新型的应用技术，还不十分成熟。在运行中，特别是在新锅炉的投产试车过程中，都难免发生一些意想不到的事故。锅炉爆燃事故虽然发生机率不高，但一旦发生，将具有较大的破坏性和危险性，甚至会给企业生产和职工的生活带来很大损失。

1  发生爆燃的几种情况

锅炉爆燃是由于炉膛内可燃物质的浓度在爆燃极限范围内，遇到明火或温度达到了燃点发生剧烈爆燃，燃烧产物在瞬间向周围空间产生快速的强烈突破。以下介绍几种循环流化床锅炉易发生爆燃的情况。

1.1  扬火爆燃

如果压火时燃料加得多或停的晚，使压火后床料内燃料的含量过多，这时燃料中的碳在缺氧状况下不充分燃烧产生大量的CO，同时燃料在炉内高温干熘挥发出甲烷、氢等可燃性气体。由于压火后床料表面温度降低，这些可燃性气体遇不到明火，便在锅炉炉膛内积聚。扬火时，随着风机的启动，床料开始流化，高温的床料从下面翻出，这时可燃性气体与明火接触，瞬间发生燃烧，如果可燃物的浓度在爆燃极限范围内，就会发生爆燃。个别司炉工在扬火时怕床温降得过快造成灭火，在启风机前先加入少量的燃料，新进入炉膛的燃料不但会挥发出可燃性气体，同时会有大量的煤粉参与燃烧，这样不但会增大产生爆燃的机率，还会加剧爆燃的强度。

1.2  大量返料突入爆燃

循环流化床锅炉都有物料循环系统。循环流化床锅炉运行时，大量固体颗粒在燃烧室、分离器和返料装置等组成的循环回路中循环，一般循环流化床锅炉的循环倍率为5~20，也就是说有5~20倍给煤量的返料灰需要经过返料装置返回燃烧室再次燃烧，循环物料是直径在0.1mm左右的细灰，有很好的流动性，在返料风的吹送下，连续不断地进入炉膛。运行中如果返料风过小，返料器内的物料就会停止流化或流动，从而造成返料器堵塞，细灰会在返料器内堆积，当细灰积累到一定时，细灰在自身重量的作用下产生流动或者由于操作调整增大风量使物料再次流化，这时成吨的细灰在短时间内进入炉膛。由于细灰的表面积大，此时返料风与空气快速混合充满炉膛，且细灰中一般含有20%左右的碳，在炉内高温环境下极易发生爆燃。

1.3  油气爆燃

流化床锅炉一般采用柴油点火，点火过程中因为油中的杂质、点火风的调配、油压太低等因素常会发生油枪灭火。灭火后，如果没及时发现、关闭油阀，被雾化的燃油会继续喷进炉膛内，这样从炉膛到尾部烟道甚至到烟囱出口都充满了油雾。这时如果再次点火或遇到其它明火，就会产生整个系统的爆燃。

2000年8月19日5点14分，平煤集团公司一自备电厂的35t/h循环流化床锅炉开始点火，油压在1.2~1.6MPa时，两支点火油枪雾化着燃油喷燃进入炉膛，450~500mm厚的底料开始流化预热，5点24分，即点火10min后，发现床温开始下降，司炉工检查发现两支点火枪已熄火，立即又用火把再次点火，随后就发生了炉膛内及燃烧系统爆燃和炉门窜出火舌伤人的事故。

事后检查发现，锅炉保温少部分振脱，密封与膨胀缝部分发生泄漏，由于正压大的作用尾部烟道的麻石块振掉，造成烟风系统短路，需进行停炉处理。

事后分析产生爆燃的原因有以下几方面：

（1）司炉工责任心不强。点火前没有认真试验点火枪的雾化情况，在发生点火中断的情况下，没进行认真检查处理而再次点火，是造成炉膛内超标的油烟浓度遇到明火发生爆燃事故的直接原因。

（2）点火风的调配不适与油压太低，造成喷油中断灭火，灭火后没有及时发现或发现后没有采取措施再次点火而发生爆燃的原因。

（3）油枪雾化不良，喷咀堵塞，油燃烧不充分，炉膛内有大量的油蒸汽。

所以，这次爆燃是由油枪供油中断灭火，大量油气充满燃烧于烟风系统中，可燃气体温度达到了燃点，遇到明火发生的剧烈爆燃。

1.4  烟道内可燃物再燃

在循环流化床锅炉运行中，有时可能发生烟道内可燃物再燃事故，这时会出现以下现象：排烟温度急剧增加，一、二次风出口温度也随之升高，烟道内及燃烧室内的负压急剧变化甚至变为正压；烟囱内冒黑烟，从引风机壳体不严处向外冒烟或向外喷火星等。

出现这种问题的原因主要有：燃烧调整不当，配风不合理，导致可燃物进入烟道