摘? 要：本文針對(duì)300MW 循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)過程中易發(fā)生的點(diǎn)火爆燃和結(jié)焦事故，詳盡分析了事故發(fā)生原因，從而制定出相應(yīng)的預(yù)防措施，完善熱工聯(lián)鎖保護(hù)邏輯、完善運(yùn)行啟動(dòng)控制和管理、完善點(diǎn)火相關(guān)設(shè)備，以達(dá)到提高鍋爐啟動(dòng)安全性的目的。
關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；啟動(dòng)；爆燃；結(jié)焦
秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司5、6號(hào)機(jī)組采用東方鍋爐股份有限公司與法國(guó)ALSTOM公司合作設(shè)計(jì)的300MW 亞臨界機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐，型號(hào)為DG1025/17.4-II1，是國(guó)內(nèi)首批投運(yùn)的300MW循環(huán)流化床鍋爐。
循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)，就是通過外部熱源使最初加入床層上的物料溫度提高到煤著火所需的最低水平上，從而使投入的煤迅速著火，并自動(dòng)保持床層溫度在煤著火溫度的水平之上，實(shí)現(xiàn)鍋爐正常穩(wěn)定運(yùn)行。
國(guó)內(nèi)主流循環(huán)流化床鍋爐，包括300MW循環(huán)流化床鍋爐，大多配置床下風(fēng)道燃燒器和床上油槍，采用聯(lián)合啟動(dòng)的形式。啟動(dòng)時(shí)，先使用風(fēng)道燃燒器加熱一次風(fēng)，將流化的床料加熱到500℃以上，投入床上油槍，繼續(xù)升溫至600℃，然后投入給煤機(jī)運(yùn)行，逐漸提高床溫，減少油量，直至停止所有油槍。
循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)控制存在諸多不夠完善、不夠成熟之處，啟動(dòng)事故是循環(huán)流化床鍋爐多發(fā)事故，因此認(rèn)真研究循環(huán)流化床鍋爐的啟動(dòng)規(guī)律，制定科學(xué)、合理的啟動(dòng)控制方案，實(shí)現(xiàn)安全啟動(dòng)對(duì)安全生產(chǎn)、提高機(jī)組運(yùn)行效率、發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1? 現(xiàn)狀分析
目前，國(guó)內(nèi)還沒有制定出循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行規(guī)定，實(shí)際運(yùn)行存在很多安全隱患，如過分降低投煤溫度、冷爐啟動(dòng)前添加引燃煤等不規(guī)范操作，都會(huì)導(dǎo)致不安全現(xiàn)象乃至事故的發(fā)生。
2006年12月，江西某電廠200MW循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)過程中發(fā)生尾部煙道爆燃事故，造成省煤器、空預(yù)器大面積損壞；2007年5月，我公司6號(hào)鍋爐啟動(dòng)前因風(fēng)道燃燒器進(jìn)油速斷閥泄漏致使點(diǎn)火風(fēng)道大量存油，幸虧及時(shí)發(fā)現(xiàn)，未釀成重大事故；2007年8月，云南某電廠300MW循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)過程中因床壓低、床溫過高發(fā)生爐膛、分離器嚴(yán)重結(jié)焦事故。
2? 啟動(dòng)過程中的易發(fā)事故
循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火燃燒器多使用油、天然氣、液化石油氣，特別是風(fēng)道燃燒器空間狹小，床上燃油霧化后與床料混合，可燃?xì)怏w不易擴(kuò)散，在鍋爐點(diǎn)火時(shí)易發(fā)生爆燃事故。
鍋爐初始投煤時(shí)，可能會(huì)由于床溫過低，燃煤進(jìn)入后不能著火，導(dǎo)致燃煤聚集，等床溫升至著火溫度以上時(shí)，突然被引燃，造成床溫急劇升高并超限，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致爐膛結(jié)焦；或是因床料流化不良，床層局部超溫導(dǎo)致結(jié)焦事故。
3? 啟動(dòng)事故發(fā)生的原因
3.1 點(diǎn)火爆燃事故
爐膛發(fā)生爆燃的根本原因是：在爐膛的有限空間內(nèi)或鍋爐通道、煙風(fēng)道及輸送煙氣至煙囪的風(fēng)機(jī)內(nèi)，積累的可燃混合物著火引起爆燃。爐膛爆燃均是由于運(yùn)行操作不合理、設(shè)備或控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理或者設(shè)備和控制系統(tǒng)故障所致。
爆燃事故發(fā)生的根源在于可燃物的聚集，通過分析點(diǎn)火爆燃事故產(chǎn)生的原因及條件，我們可以歸納出以下幾種情況容易發(fā)生爆燃事故：
1）輔助燃料泄漏到未燃燒的爐膛中，通過火花或其他的點(diǎn)火源點(diǎn)燃累積的可燃物。
2）重復(fù)多次未能點(diǎn)燃輔助燃料，而又不進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇祾?，?dǎo)致易爆炸混合物的累積。
3）爐膛瞬間熄火，經(jīng)恢復(fù)并延時(shí)后，聚積的可燃物被重新引燃。
4）爐膛流化風(fēng)量不足，存在可燃物質(zhì)易于積累的死區(qū)，造成不完全燃燒和可燃物的積累。
3.2 啟動(dòng)結(jié)焦事故
結(jié)焦事故是一種常見燃燒事故，無論點(diǎn)火或正常運(yùn)行中都可能發(fā)生，原因也有多種。結(jié)焦的直接原因是局部或整體溫度超出灰熔點(diǎn)或燒結(jié)溫度。結(jié)焦可分為高溫結(jié)焦和低溫結(jié)焦兩種。
當(dāng)床層整體溫度低于灰渣變形溫度，由于局部超溫或低溫?zé)Y(jié)而引起的結(jié)焦叫低溫結(jié)焦，流化不良是低溫結(jié)焦的根本原因。
高溫結(jié)焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時(shí)所形成的結(jié)焦現(xiàn)象，超溫是高溫結(jié)焦的根本原因。
啟動(dòng)結(jié)焦事故發(fā)生的根源在于流化不良和床層超溫，通過分析結(jié)焦事故產(chǎn)生的原因及條件，我們可以歸納出以下幾種容易結(jié)焦的工況：
1）點(diǎn)火或低負(fù)荷時(shí)由于風(fēng)量低，床層流化不良，易發(fā)生低溫結(jié)焦。
2）布風(fēng)系統(tǒng)制造、安裝及檢修質(zhì)量不好，或風(fēng)帽堵塞，造成局部流化不良，易發(fā)生低溫結(jié)焦。
3）啟動(dòng)床料或入爐煤粒度過大，造成局部流化不良，易發(fā)生低溫結(jié)焦。
4）投煤時(shí)，床溫偏低，入爐煤未及時(shí)著火燃燒，導(dǎo)致可燃物聚集，一旦溫度條件滿足，迅速引燃，造成床層溫度急劇升高，易發(fā)生高溫結(jié)焦。
5）啟動(dòng)床料中可燃物超標(biāo)，一旦溫度條件滿足，迅速引燃，造成床層溫度急劇升高、失控，易發(fā)生高溫結(jié)焦。嚴(yán)重時(shí)可能造成結(jié)焦。
我公司5號(hào)機(jī)組2006年9月啟動(dòng)時(shí)，使用給煤機(jī)往爐膛加床料，煤倉中剩余少量積煤也一起進(jìn)入爐膛，啟動(dòng)4小時(shí)后，當(dāng)爐膛床溫接近530℃時(shí)，急劇升高，經(jīng)快速停油、加風(fēng)才得到控制，床溫最高至900℃。如圖1所示：
