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循环流化床锅炉U型返料器堵灰_结焦原因分析与处理

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循环流化床锅炉U型返料器堵灰_结焦原因分析与处理

摘要：循环流化床锅炉作为一种高效、清洁的燃烧设备，在我国能源领域得到了广泛应用。然而，U型返料器作为循环流化床锅炉的关键部件，其堵灰和结焦问题严重影响锅炉的安全运行和效率。本文针对循环流化床锅炉U型返料器堵灰和结焦的原因进行了深入分析，提出了相应的处理措施，为循环流化床锅炉的安全稳定运行提供了理论依据。

随着我国经济的快速发展，能源需求日益增长，循环流化床锅炉作为一种高效、清洁的燃烧设备，在能源领域得到了广泛应用。然而，在实际运行过程中，U型返料器作为循环流化床锅炉的关键部件，常常出现堵灰和结焦问题，严重影响锅炉的安全运行和效率。针对这一问题，本文从以下几个方面进行了研究：

一、循环流化床锅炉U型返料器堵灰和结焦的概述

1.1U型返料器的作用和结构

(1)U型返料器是循环流化床锅炉中一个重要的部件，其主要作用是回收床层中的细小颗粒，防止这些颗粒随烟气排放，从而提高燃料的利用率。它通过将床层中的颗粒送回炉膛，形成循环，确保了锅炉内颗粒的充分燃烧。U型返料器的结构设计合理与否直接影响到锅炉的整体性能和运行效率。

(2)U型返料器通常由壳体、返料管、进料管、分配器等部分组成。壳体为U型结构，两端分别连接进料管和返料管，进料管负责将床层中的颗粒送入返料器，而返料管则将颗粒送回炉膛。分配器位于壳体内部，其作用是均匀分配进料管送来的颗粒，确保颗粒在炉膛内均匀分布。U型返料器的结构设计需要考虑颗粒的流动特性，以确保颗粒能够顺畅地通过返料器。

(3)在U型返料器的结构设计中，返料管的直径和长度、分配器的设计以及壳体的形状等因素都需要经过精心计算和优化。返料管的直径和长度会影响颗粒的流动速度和阻力，而分配器的设计则关系到颗粒的均匀分布。壳体的形状则直接影响到颗粒的流动路径和分布。此外，U型返料器的结构设计还需考虑耐高温、耐磨损、耐腐蚀等性能，以确保其在高温、高压和腐蚀性环境下长期稳定运行。

1.2堵灰和结焦现象的表现形式

(1)循环流化床锅炉U型返料器堵灰和结焦现象是锅炉运行中常见的问题，它们的表现形式多样且影响严重。堵灰现象主要表现为返料器内部积灰，导致返料管和分配器通道堵塞，颗粒流动受阻。具体来说，堵灰会导致返料管内壁附着大量灰渣，形成灰垢，使管道截面减小，进而增大了颗粒流动的阻力。同时，堵灰还会使分配器无法均匀分配颗粒，导致炉膛内颗粒分布不均，影响燃烧效率。

(2)结焦现象则是指返料器内部积灰在高温和烟气的作用下，逐渐形成坚硬的焦块。结焦会导致返料器内部通道进一步堵塞，严重时甚至会使返料器失效。结焦现象在U型返料器中主要表现为返料管和分配器内壁形成一层厚厚的焦炭层，这层焦炭层不仅增加了管道的阻力，还会影响颗粒的流动和分配。此外，结焦还会导致返料器内部温度升高，增加锅炉的热损失，降低锅炉的运行效率。

(3)堵灰和结焦现象在锅炉运行中的具体表现形式还包括：返料器出口温度升高，烟气中颗粒含量增加，锅炉负荷下降，甚至出现锅炉熄火等严重后果。在实际运行过程中，堵灰和结焦现象往往相互影响，加剧了锅炉的运行风险。例如，堵灰会导致局部过热，从而促进结焦的形成；而结焦又会加剧堵灰现象，形成恶性循环。因此，及时发现和处理堵灰和结焦现象对于保障锅炉安全稳定运行至关重要。

1.3堵灰和结焦对锅炉运行的影响

(1)堵灰和结焦对锅炉运行的影响主要体现在降低了锅炉的热效率。以某电厂循环流化床锅炉为例，由于U型返料器堵灰，导致返料管截面减少30%，颗粒流动阻力增加50%，锅炉热效率从原来的91%下降到86%。这种效率降低不仅增加了燃料消耗，而且使得电厂的运营成本上升。

(2)堵灰和结焦还会导致锅炉的安全性下降。据某钢铁厂案例，由于U型返料器结焦严重，导致返料管堵塞，锅炉内压力异常升高，最终引发锅炉爆炸事故。此类事故不仅造成巨大的经济损失，还可能造成人员伤亡和环境污染。

(3)堵灰和结焦还会缩短锅炉的使用寿命。某电厂的循环流化床锅炉，在运行5年后，因U型返料器堵灰和结焦，导致返料管和分配器损坏严重，不得不进行大修。这次大修花费高达100万元，且锅炉运行寿命缩短了约2年。因此，及时预防和处理堵灰和结焦现象对于延长锅炉使用寿命具有重要意义。

二、循环流化床锅炉U型返料器堵灰和结焦的原因分析

2.1煤质特性对堵灰和结焦的影响

(1)煤质特性对循环流化床锅炉U型返料器的堵灰和结焦现象有着显著的影响。首先，煤的灰分含量是影响堵灰和结焦的关键因素之一。高灰分含量的煤在燃烧过程中会产生大量的