摘要：近年来，随着我国社会经济的快速发展，对电力的需求量不断提升，火力发电厂为我国的电力供应发挥了至关重要的作用。锅炉是火力发电厂中的重要设备，其运行状况会对火力发电厂的运行产生重要的影响，煤是火力发电厂发电的重要燃料，锅炉的运行需要大量的煤作为燃料，但是由于受到燃煤等因素的影响，使火力发电厂的锅炉经常会出现结焦现象，这严重影响了锅炉的正常运行，甚至会造成比较严重的安全事故。为了解决火力发电厂锅炉结焦问题，我们有必要对火力发电厂锅炉结焦的原因以及危害进行全面的分析，并找出问题所在，进而采取有效措施解决问题。
关键词：电厂；锅炉结焦；问题；措施
引言：目前，我国的煤炭生产量和消耗量均占世界首位，煤炭资源是我国能源结构的重要组成部分，火力发电厂的重要燃料便是煤炭，为了确保我国火力发电厂能够安全稳定的运行，应积极采取措施解决锅炉结焦问题。锅炉结焦会在很大程度上影响锅炉运行的热经济性，并且会降低锅炉运行的稳定性和安全性，甚至会导致发生严重的安全事故，进而造成人身伤亡以及电厂设备损坏，产生不良的社会影响。针对锅炉的结焦情况，本文着重分析了锅炉结焦的原因和危害，并对锅炉结焦的防止措施提出建议。
1锅炉结焦的原因
锅炉的燃烧，是为了将燃料的化学能转化为热能，锅炉在燃烧过程中，会产生较高的温度，通常情况下，锅炉燃烧时其内部的最高温度会达到1400摄氏度至1600摄氏度。在这样的高温情况下，由燃烧而产生的灰粒都会被液化，以液体的形态呈现出来。通常来讲，锅炉内水冷壁会起到一定的吸热效果，烟气温度会受到水冷壁的影响而降低温度，液态的灰粒在接近水冷壁时会逐渐降低温度，并附着在水冷壁上形成灰层，这种灰层比较疏松，很容易脱落，脱落下来的灰层我们称之为积灰。但是一旦出现配风不合理或调整不当的情况，会导致燃烧器和水冷壁附近还原气氛增强、火焰中心偏斜冲刷水冷壁等，使得液态的灰粒不能凝固，在其接触到燃烧器或者水冷壁时便会形成结焦。结焦会对水冷壁的冷却性能产生较大的影响，进而使水冷壁周围的温度更高，这又会增加结焦，进而形成恶性循环。
1.1灰分特性
结焦的根本原因在于燃煤中液态的灰在受热面上沉积，所以灰的特性会对锅炉结焦产生重要的影响，而在灰的特性中，灰的熔点则是关键因素。灰的熔点与其自身的化学成分含量有着密切的关系，煤灰的各种化学成分以及各中化学成分的比例都会影响其熔点。煤灰中的化学成本主要包括氧化铝、二氧化硅、氧化铁、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠以及氧化钾等。如果灰中所含的熔点较高的化学成分较多，则灰的熔点便会随之提高，反之，如果灰中所含的熔点较低的化学成分较多，则灰的熔点也随之会降低。除此之外，影响煤灰熔点的因素还包括周围的介质因素，如果灰周围的介质的性质发生了变化，也会使煤灰的熔点发生变化。例如，当有氢气、二氧化碳等还原气体存在时，会对煤灰的熔点产生影响，使其熔点降低，因为煤灰中的三氧化二铁在还原气体的作用下会还原为熔点较低的氧化铁，使煤灰中的氧化铁含量增多，进而导致煤灰的熔点降低。另外，影响灰熔点的因素还与灰的浓度有关，煤中含灰量少，便不容易结焦，反之煤中的灰含量较多，则比较容易结焦。
1.2锅炉炉膛结构的影响
电厂锅炉结焦会受到锅炉炉膛结构的影响，一般情况下，电厂锅炉炉膛的结构、炉膛断面热负荷、炉膛容积热负荷以及炉膛的几何尺寸等都会影响到锅炉的结焦。对于锅炉炉膛容积热负荷而言，其设计值的选取会直接影响到煤的燃烧效果，并且会对炉膛出口以及炉膛的温度产生较大的影响，这种影响在燃烧灰熔点较低的煤时，表现的最为明显。炉膛的容积较大，并呈矮胖型，这样的炉膛可以增加辐射吸热量，进而可以降低烟气的温度，对于防止水冷壁结焦可以起到较好的效果。但如果煤质发生了变化，导致煤粉的燃尽性变差时[1]，则不利于防止炉膛出口受热面结渣。在电厂锅炉炉膛结构设计过程中，我们可以借鉴国际上的先进设计方式，右图便是欧洲某电厂锅炉炉膛截面积与机组功率的关系曲线图，这可以为我们的电厂锅炉炉膛结构设计提供参考。
1.3炉内空气动力场
炉内空气动力场的设置，也是影响锅炉结焦的重要因素。由于锅炉燃烧时其内部的最高温度会达到1400摄氏度至1600摄氏度，此时，如果灰渣接触到炉壁，灰渣如果呈液态或者呈软化状态，则很容易形成结焦。这种情况对于存在卫燃带的炉膛内壁而言更容易产生结焦。由于这种炉膛内壁表面比较粗糙，再加之内壁的温度较高，这给结焦提供了有力的条件，很容易在炉膛内壁形成大片的焦渣。因此，在电厂锅炉运行过程中，应高度重视维持燃烧中央适中，防止火焰中央偏斜。
1.4炉内燃烧组织状况
如果不能科学合理的对一次风门与二次风门进行调节，则会影响炉膛内空气与煤粉的混合效果，如果空气与煤粉不能进行有效的混合，则会影响煤粉的燃烧，使煤粉在炉膛内不能得到充分的燃烧以及烟气温度不均匀。烟气温度不均匀，在烟气温度高的地方，会使管壁的温度大幅提升，而煤粉燃烧不充分所产生的煤粉颗粒便有可能粘到温度较高的管壁上继续燃烧，进而形成灰，并粘附在管壁上形成结焦。并且空气与煤粉如果不能进行有效的混合导致的燃烧不完全，会产生大量的一氧化碳，而一氧化碳又会使灰的熔点降低，进而形成结焦。除此之外，如果炉内动力工况不良，会导致燃烧中心偏斜或者燃烧切圆过大，进而使高温烟气流冲刷水冷壁，影响水冷壁的降温效果，此时熔渣在接触壁面前无法凝固而结焦[2]。
2锅炉内结焦的危害
电厂锅炉内结焦会产生比较大的危害，会使锅炉内燃烧工况不断恶化，影响锅炉运行的安全性和稳定性，甚至严重时会造成比较重大的安全事故，造成人员伤亡和相关设备的损坏，这不仅会给电厂带来较大的经济损失，也会造成电厂无法正常发电，给社会带来不良影响，因此，电厂锅炉结焦会造成比较大的危害。
2.1经济性的危害
电厂锅炉内出现结焦，会影响结焦部位的吸热能力，使其吸热量下降，并且炉膛出口的温度会增高，导致过热蒸汽以及再热气的温度提升，使过热器和再热器减温水量增添，汽锅着力降低[3]。在结焦形成之后，焦块的温度会逐渐降低，这会使焦块内的炭不能得到充分的燃烧，并且会在很大程度上提升不充分燃烧亏损。锅炉内产生结焦，会提升锅炉炉膛出口的温度，进而使排烟温度升高，这种状况增加了排烟热损耗，在很大程度上影响了锅炉的热效率。除此之外，锅炉内产生结焦还会对锅炉造成一定的损害，影响锅炉的使用效果，进而增加了锅炉的维护费用，并且会在很大程度上减少锅炉的使用寿命，这也会增加电厂的运营成本，降低电厂的经济收益。
2.2安全性的危害
锅炉结焦不仅会带相关设备的安全性产生影响，也会对工作人员的人身安全造成较大的危害。在应用捞渣机清理结焦时，如果灰渣的体积过大，在其掉入捞渣机时会产生大量水蒸气，这会给人体造成一定的危害，与此同时，由于灰渣的体积过大，其质量也会随之增加，大质量的灰渣很有可能砸坏水冷壁。而水冷壁如果产生结焦，则会影响其吸热能力，导致循环流速下降，严重时会导致爆管，造成严重的安全事故。
3结焦的防止措施
3.1燃煤管理
燃煤的质量直接关乎着结焦的产生，因此，为防止锅炉结焦，首先应加强燃煤管理。电厂在燃煤的采购过程中，要结合锅炉的特点选择适合的燃煤，要注重选购含灰量低。成分稳定并且含石量少的燃煤。在完成燃煤选购之后，接下来要注重入场煤的管理，要对入场煤进行检验，针对检验结果不合格的燃煤，应严禁其进场。并根据煤的质量、种类等将燃煤进行分类储存。要对入场煤进行化验，并根据化验数据掌握各煤种的特性，结合锅炉的燃烧要求来确定个煤种的搭配比例。与此同时，要确保每天的入炉煤都要进行化验分析，以便为调整入炉煤的配比提供详实准确的数据。这样才能使入炉煤得到合理的掺烧，起到防止结焦的作用。
3.2确定煤粉细度
确定煤粉细度需要结合煤种的特性，通过调整系统通风量或者分离器来保障煤粉的均匀度和细度，进而使煤粉得到充分的燃烧，避免产生结焦。除此之外，选择煤粉的细度还应考虑到制粉电耗、稳燃等因素，这样才能确保选择的煤粉细度更具科学性，进而达到防止结焦的目的。
3.3及时清焦吹灰
要按照相关要求做好锅炉的吹灰工作，这样才能保证锅炉受热面的清洁。一旦发现锅炉有结焦或积灰现象，应及时进行清理。结焦和积灰在短时间内很容易进行清理，如果没有进行及时的清理会使结焦加剧，增加清理的难度。除此之外，还应定期对锅炉的运行工况进行的分析，要密切关注过热器以及再热器管壁温度的变化状况。如果发现锅炉结焦严重，应根据实际情况适当做出调整，减低锅炉的运行负荷，并加强吹灰。
结束语：电厂锅炉结焦的原因比较复杂，并且锅炉结焦带来的危害较大，因此，电厂应高度重视锅炉结焦问题，要对锅炉结焦问题产生的原因进行全面的分析，并针对产生锅炉结焦问题的原因采取有效措施加以解决，进而确保电厂锅炉运行的稳定性和安全性。
参考文献：
[1]黄文锋.湛江电厂GD—1025/18.2—Ⅱ型锅炉严重结焦的原因及防止措施[J].黑龙江电力，2008，No.16701：59-61.
[2]董安宁.新疆准东地区强结焦性煤种在电站锅炉燃烧应用研究[D].华北电力大学，2017.
[3]纪象民.燃煤电厂锅炉炉膛结焦原因分析与预防对策[J].特种设备安全技术，2016，No.21003：3-4.
[4]段小云.广州珠江电厂锅炉结焦原因分析及防止措施[J].重庆电力高等专科学校学报，2006，04：18-21+29.
论文作者:李二强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
标签：结焦论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 电厂论文; 熔点论文; 水冷论文; 温度论文; 《电力设备》2019年第3期论文;