摘要：本文首先分析了电厂锅炉结焦主要与煤质、炉膛内温度、炉内燃烧的气流偏离、设计安装有关；其次介绍了锅炉结焦的危害。解决电厂锅炉结焦问题，需要提高燃煤质量，保证合理的炉膛出口温度，进行化学除焦，定期吹灰，为电厂锅炉的安全运行提高良好的基础。
关键词：锅炉结焦；原因；危害；对策
火电厂是我国电力供应中的主要企业，在电厂中需要锅炉的运行来提供能量。在锅炉运行中，需要燃烧大量的煤炭，而煤炭是一种特殊的物质，经过燃烧会生成大量的灰粒及硫、氮等氧化物，这些物质极容易结焦，危害到锅炉的安全运行，从而影响到电厂的运行效率。锅炉结焦是电厂面临的重要问题，所以需要对其进行原因分析，然后制定出解决的措施，提升电厂锅炉的运行效率，为电厂创造更大的经济效益。
1 电厂锅炉结焦的原因
电厂锅炉结焦的原因有很多，主要与煤质、炉膛内温度、炉内燃烧的气流偏离、设计安装有关。下面本文将一一进行分析。
1.1 煤质
煤的质量对锅炉结焦具有直接影响，如果煤质恶劣，就会灰分大、发热量低、挥发分低、水分高，不但会导致锅炉燃烧不稳定，也就容易出现锅炉内火放炮事故，同时在燃烧过程中也需进行投油助燃，容易引发严重可浪费问题。另外劣质煤在燃烧过程中，也会产生大量飞灰，长期在炉壁沉积也就会出现锅炉结焦，导致燃煤煤质变差，同时也会导致煤粉着火时间变长，炉内煤粉燃尽时间也会延长，在此情况下就会导致火焰中心上移，导致炉膛出口烟温过高，从而形成炉内结焦。优质燃煤灰熔点通常为1250℃～1500℃，但劣质燃煤则在1100℃以下，因此劣质燃煤则更容易出现炉内结焦。
1.2 炉膛内温度
越高的燃烧器区域温度，灰就越容易到达软化状态，越有可能产生结焦。部分煤的灰为中等熔点，其在炉膛内为一般温度时不会结焦，而当火焰温度特别高或热负荷过分集中时，也有可能发生结焦现象。同时，在炉膛出口的温度升高时，炉膛上部尤其是对流受热面或屏式受热面会出现结焦。此外，有时虽然煤灰变形温度要高于炉膛出口的温度，但因飞灰有着不均匀的化学组成，某些易熔颗粒呈半熔融或熔融状态，可能于受热面粘结形成结焦。
1.3 炉内燃烧的气流偏离
影响气流偏离的重要因素是燃烧器出口气流在炉膛内所形成的假想切圆直径及炉膛形状，切向燃烧方式是以整个炉膛为单元来组织燃烧的，所以燃烧器的燃烧工况和整个炉膛空气动力特性密切相关。切向燃烧可能造成气流的偏离，气流在适当程度上的偏离是组织切向燃烧所需要的。气流旋转直径增大，使上邻角过来的火焰更靠近射流根部，对着火有利，对混合也有好处，炉膛充满度也好。实际的切圆直径总是大于假想切圆直径，切圆直径过大，一次风煤粉气流可能偏转贴壁，以至引起结焦。因此，较小假想切圆直径是减少气流偏离，避免气流冲刷水冷壁的重要方法。
1.4 设计安装
由于炉膛设计不合理或锅炉不适当的超出力运行，而造成了炉膛容积热负荷过大，使炉膛温度过高，灰粒到达水冷壁面和炉膛出口时，不能得到足够的冷却，从而造成结焦。若燃烧器安装角度有偏斜、燃烧器本身存在缺陷，燃烧器切圆过大，煤粉气流发生偏斜擦墙，往往会导致锅炉严重结焦。
2 锅炉结焦的危害
首先，锅炉结焦会使锅炉出力降低，严重时造成被迫停炉；结焦会缩短锅炉设备的使用寿命；排烟损失增大，锅炉效率降低；引风机消耗电量增加；由于结焦往往是不均匀的，因而水冷壁结渣会对强制循环锅炉水冷壁的热偏差带来不利影响。
其次，结焦易成灰渣大块，使捞渣机、碎渣机运输困难，有时会过载跳闸，严重时使渣沟受堵，不得不降负荷运行。锅炉的大焦块掉在捞渣机后，瞬间产生大量的水蒸气，破坏捞渣机的水封，同时使炉底漏入大量冷风，造成燃烧器区域煤粉火焰着火状况的严重恶化，使炉膛负压产生剧烈波动而引起锅炉灭火。
第三，锅炉结焦会造成锅炉热效率下降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一旦受热面出现结焦情况，则会引发传热恶化导致排烟温度有显著提高，随之也就出现锅炉热效率下降；一旦燃烧器喷口出现结焦情况，则容易出现气流偏斜从而导致燃烧恶化，在这种情况下也就容易增加机械和化学未完全燃烧风险出现；结焦情况会加大锅炉通风阻力，随之会提高用电量。
3 锅炉结焦解决对策
3.1 提高燃煤质量
燃煤的质量对于结焦有很大的影响，燃煤中的含灰量、含石量和水分等都对结焦有重要影响，所以要对燃煤的质量进行严格把关。从燃煤的采购环节开始，就要选择优质的燃煤，在经过检测合格后才能够确定购买。燃煤进场前，还应该对其质量进行检查，发现不合格燃煤严禁进场。在燃煤进场后，要做好存放保管工作，避免因为外界因素而改变燃煤的特性。在掺烧的过程中，应该根据每种燃煤的特性进行合理的掺烧，掌握好掺烧比例，详细记录入炉的化验数据，防止锅炉结焦现象的产生。
3.2 保证合理的炉膛出口温度
整体优化锅炉燃烧，首先需对炉膛出口烟温或者高温受热面触动温度实时进行测量，观察各项参数是否出现异常变动，且要对一次风和二次风的风门开度进行合理调整，有效控制运行氧量，确保炉膛出口烟温要比燃煤灰熔点明显偏低，以此对蒸汽质量提供保障，以降低炉膛出口处结焦情况。炉膛内热负荷降低，同时显著提高锅炉燃烧效率，也就是说在相同负荷下则需减少燃煤，以此有效实现燃烧充分。总之，有效检测炉膛出口处烟温、锅炉负荷及运行氧量等相关指标，不但能显著降低炉膛内结焦问题的出现，同时还能显著提高锅炉使用效率
3.3 进行化学除焦
从本质上来看，结焦的出现是未完全燃烧的杂质附着于空气预热器、管壁上形成的，再发生腐蚀的同时，造成了热交换效率的降低。这时就可应用锅炉除焦剂来进行除焦，其工作原理是同焦块发生化学反应，松化焦块并使其完全燃烧，从而能够于最后化作轻灰，于烟道排出去。从除焦剂的设计应用来看，其是一种较为可靠、合理的除焦方法，虽然难以将受热面上的焦块完全去除，但却在很大程度上保证了机组的正常运行。但显然，化学试剂的应用会使得发电成本大幅增加，在严格控制发电煤耗、追求最大化利润的现代社会，这一方式在防止锅炉结焦的应用上就需要加以权衡。
3.4 定期吹灰
通过布置在锅炉受热面的吹灰器定期对受热面进行吹扫，可以保持受热面的清洁，防止灰渣大量积聚。吹灰器特点是吹灰力度较大，见效快，但不能根治结焦，只能控制结焦程度。使用吹灰器存在吹灰不全面，喷燃器区域结焦最严重处往往吹不到，还对燃烧工况产生扰动，较硬的焦渣也难以吹掉。因此吹灰器的布置和使用必须与燃用煤种的结焦倾向性相适应，使受热面的积灰能及时得到清扫。
4 结语
结焦是锅炉运行中比较普遍的现象，直接影响着锅炉机组的安全、经济、稳定运行，需要每位运行人员高度重视，随时调整，需要不断摸索和总结，达到预期的效果。在科学技术快速发展的形势下，对于锅炉结焦将会有更好的办法来解决，提高锅炉的运行效率，为提高电厂的经济效益创造有利的基础。
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论文作者:赵磊,徐浩敏,杜杰,苗春东,武妮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/17
标签：结焦论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 电厂论文; 燃煤论文; 气流论文; 温度论文; 《电力设备》2018年第15期论文;