摘要：当前国内发电企业仍以燃煤的火电为主。燃煤锅炉是火电厂正常运行的重要设备，其在长时间的工作运行中，若准备工作不充分便会出现炉内结焦。燃煤锅炉一旦出现结焦情况，势必会对燃煤锅炉内壁造成腐蚀，从而影响燃煤锅炉的正常使用。若结焦问题过于严重还会导致管壁破裂。因此，在燃煤锅炉运行的过程中，防止结焦问题的产生便成为锅炉安全及质量管理的一个重要问题。鉴于此，文章首先分析了锅炉结焦的主要现象及原因，然后提出了具体的防控措施，以供参考。
关键词：锅炉结焦；原因分析；防控措施
1锅炉结焦主要现象
锅炉结焦对于锅炉的稳定运行会造成一定的影响，相关工作人员需要及时对锅炉的运行情况进行观察，及时发现锅炉的结焦问题并及时进行处理。通常情况下，锅炉结焦的具体现象主要表现在以下几方面：
（1）锅炉水冷壁局部、燃烧器周围、冷灰斗等处有焦渣聚集。
（2）锅炉煤水比降低，锅炉效率降低，锅炉管壁温度局部超温，锅炉出口温度、过热器、再热器出口或沿程蒸汽温度出现明显偏差，一、二级过热器减温水调门不正常升高或降低。
（3）燃烧器结焦严重时，易造成燃烧不稳定或掉焦时负压波动，炉膛出现明显热负荷不均，各受热面金属温度偏差增大。
（4）锅炉排渣量增大，掉大焦等，底渣出现较多的大块渣极易造成捞渣系统卡涩，同时有可能造成渣斗堵渣。
2锅炉结焦的原因及危害分析
2.1锅炉结焦的原因
2.1.1煤质因素影响
煤的质量对锅炉结焦与否有直接的影响，如果燃烧用煤的煤质优良，则其较易完全燃烧且燃烧后不易遗留大量煤渣，会大大降低锅炉内部的煤灰含量，进而降低锅炉内部结焦的可能。如果煤质低劣，难么煤炭中会含有大量的灰份，导致煤炭发热量低，燃烧不完全，一方面导致锅炉内部燃烧不稳定、不充分，另一方面会在锅炉内部遗留大量的煤灰并造成大量的浪费。这些遗留在锅炉内部的煤灰如果不能被及时清理，长期在锅炉内部沉积，随着时间的推移就会形成锅炉结焦。另外，在锅炉运行过程中，煤粉的粗细程度对煤炭燃烧程度也有一定的影响，通常来说，较粗的煤粉燃烧时间会较长，但却不容易燃尽，且在燃烧过程中往往会拉长火焰，使火焰中心上移，导致锅炉炉膛出口处温度升高，从而形成炉内结焦。
2.1.2炉膛温度及熔点影响
锅炉结焦还会受到炉膛内温度的影响，如果燃烧器内温度不断的升高，煤灰达到熔点融化后就较易形成锅炉结焦。一般来说，锅炉炉膛内的温度会受到多方面因素的影响，例如炉内燃烧材料的化学成分、物体周围的介质等，锅炉内炉灰的熔点与锅炉结焦息息相关，炉灰的熔点越高，其越不容易发生结焦，反之，炉灰的熔点越低就越容易产生结焦。对于炉灰熔点来说，根据以往的经验总结出以下结论，如果煤粉在燃烧过程中生成大量的氧化铁、氧化钠或者氧化钾就会在一定程度上降低煤灰的熔点，而如果在燃烧过程中生成三氧化二铝或者二氧化硅等化合物则会提升煤灰的熔点，可以降低锅炉的结焦率。其次，锅炉内部煤灰的密度对灰熔点也有一定的影响，举例来说，如果在燃烧过程中灰分之间接触面积增大，就会明显的提升煤灰的燃烧程度，反之如果煤灰密度较小，灰分接触面积减少，就会降低煤灰的燃烧程度。
2.1.3操作使用因素的影响
锅炉操作使用因素也会对炉内燃烧产生影响，当锅炉燃烧时，如果出现不合理的调整，导致风速或者风压过低都会导致煤粉气流与锅炉之间产生摩擦，久而久之形成锅炉结焦。其次，在锅炉燃烧过程中如果配风用量不适当或者配风用量不足，会使锅炉内的含氧量下降，当锅炉内部出现具有还原性气体时，锅炉内部气温会急速下降，从而产生大量结焦。反之如果锅炉燃烧时，锅炉内部的配风量过多时，锅炉内部气温上升，极易出现高温结焦。
2.2锅炉结焦的分类
（1）高温结焦，是指整体床温过高，在流化正常时形成的结焦，此类结焦现象面积较大，甚至会覆盖整个炉体；（2）低温结焦，是指整体床温较低，在低于灰渣变形温度时，因局部高温或低温烧结而形成的结焦情况。此类结焦现象通常在启动和压火的床层中出现，并且还有可能出现在返料器和换热器中；（3）渐进性结焦，是指因布风系统的设计存有缺陷，或安装出现漏洞，从而使相关参数超出设计数值，风帽错装等情况引发的结焦现象，其在实际运行过程中，较难发现。
2.3锅炉结焦的危害
首先，锅炉结焦会导致锅炉出力下降，分析原因为：锅炉的蒸汽出口温度如果过高，锅炉炉膛出口的温度相应也会升高，炉膛出口温度升高通风顺畅程度就受到一定的影响，同时管壁温度增高也会对锅炉处理造成一定的阻碍。其次，锅炉如果出现结焦会对锅炉的热效率造成影响，因为一旦锅炉的受力面产生结焦就会导致排烟的温度有所提升，大量的热能排出之后，锅炉的热效率无疑将受到严重的影响。另外，如果锅炉的燃烧口出现结焦现象，燃烧口的气流容易产生偏斜进而造成锅炉内气体恶化，在这种情况下锅炉较易发生机械风险，燃料为完全燃烧也会形成一定的风险隐患。最后，锅炉出现结焦会导致锅炉运行安全程度下降，主要原因为当锅炉出现结焦现象时，锅炉过热器处的气温和烟温会同时升高，一方面会使锅炉管壁温度超标，另一方面结焦的部分存在较大的温度不均匀性，造成锅炉过热器存在较大的温差对锅炉自然循环和水循环的安全性产生影响。对于锅炉结焦问题，如果处理解决时间较长，会使锅炉炉膛发生较严重的漏风问题，从而引发锅炉燃烧不稳或者突然灭火。
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3预防锅炉结焦的措施
3.1提高燃煤质量
燃煤质量与煤炭种类在很大程度上决定了锅炉的结焦程度，如果煤种质量较高，锅炉产生结焦的概率就较小，但是近年来，我国对环保要求较高，各种电厂用煤量极度紧张，厂内采购压力激增，使电厂实际煤炭使用量与计划使用量有较大的差异，因此为了保证煤炭的质量，采购人员应该对煤炭进行取样、检验，确保煤炭质量符合相关使用标准才能加以进厂使用，如果煤炭质量不符合要求坚决予以退回。另外，对于采购的煤炭应该根据不同的种类和不同的用途进行分类存放，使用时应该按照具体用煤标准按规定比例进行调配。
3.2保持适当的炉膛热负荷
对锅炉燃烧应该进行整体上的优化，对于锅炉炉膛口的温度应该进行严格的控制，根据实际要求进行实时监测并对锅炉燃烧过程中的各项参数进行正确设定，一旦出现异常，必须及时与专业技术人员沟通，确保参数恢复正常后再继续使用。另外，在锅炉燃烧时，应该对锅炉一次风和二次风风门开放程度进行调整，这样能够通过风门开放程度对锅炉内含氧量进行控制，进而保证锅炉炉膛口的温度要稍低于燃煤灰的熔点，降低锅炉结焦程度。第三还可以提升燃料煤的燃烧效率，达到降低锅炉结焦概率的目的。
3.3加强锅炉运行中参数的分析
运行人员应定期检查锅炉的结渣情况，尤其在燃用低熔点煤质期间，应加强检查次数。当发现有明显结渣情况时，应及时向锅炉专业工程师汇报处理。应经常分析锅炉运行参数，重点分析排烟温度，减温水量的变化，分析过热器、再热器管壁温度变化情况。对比历史曲线发现锅炉在相同负荷工况下，若减温水量异常变大和过热器、再热器管壁超温等情况发生，应适当降低锅炉负荷运行，并加强锅炉吹灰。
3.4加强锅炉运行调整
在燃煤锅炉日常运行过程中，管理人员需要密切关注锅炉运行过程中的炉渣和飞灰的含碳量等指标，构建完善的日化验台账，做好每日数据分析，对于燃烧过程进行适当的调整，以便于进一步优化锅炉运行方式。全部打开炉膛铁壁，依据锅炉的不同负荷来对风门的开度予以调整，不仅要确保燃烧器火焰不贴壁，还要确保煤粉在炉内得到充分的燃烧，直至燃尽。确保锅炉内部的过剩空气系数处于最佳状态，锅炉的排烟温度得到最佳控制，最大限度降低排烟损失。合理运用现代化技术，采用机组自动化控制策略，确保锅炉的相关设备始终保持在最佳的运行状态中，一旦出现异常，及时发出报警并予以调整，最终实现能源消耗的有效降低。
3.5防止缺氧燃烧
锅炉燃烧时，内部含氧量的多少对锅炉结焦也有直接的影响，锅炉运行过程中，如果氧气含量不足，锅炉内部就会产生大量的还原性气体，煤灰熔点也会随之下降。为了防止这一现象在运行过程中应该尽量增加锅炉内的含氧量，例如可以对炉内进行吹灰处理或者进行二次风挡板维护，对于重点区域应该加大吹灰次数。另外，根据经验判断，通常情况下锅炉结焦易发生在炉膛出口处，炉膛出口出现结焦又极易引发烟道堵塞，烟道一旦被堵塞就会加大烟气的阻力，导致引风机出力不足，因此增加锅炉内部还原性气体是解决锅炉结焦的有效措施。
3.6保持适当的煤粉细度
煤粉的细度对锅炉结焦程度也有一定的影响，因此应该对煤粉粗细程度进行适当调整，将煤粉粗细程度控制在科学合理的范围内。如果煤粉过粗则会加长火炬，导致燃烧温度高于煤烟温度，增加煤灰融化程度引起锅炉结焦。反之如果煤粉过细则会导致烟温过高而出现结焦。总之，对煤粉粗细程度加以控制，一方面能够提升锅炉燃烧的效率，一方面能够有效降低锅炉结焦的发生。
3.7注重对锅炉的运行维护
（1）定期将连续使用的锅炉设备进行交换使用。一般情况下，一些小型的锅炉是可以和软水箱进行串联，但是需要注意的是，该软水箱的供水系统必须能够持续维持24个小时。而通过交换两台连续使用的锅炉设备，可以保障水中的杂质以及硬度会较少，并且即使进行充分的燃烧之后，并不会出现太多硬质成分。
（2）保障锅炉给水蒸气的品质。在进行供给水的时候，要保障供给水的质量符合当前的需求，并且可以在其中增加适量的纯碱或者烧碱，改善水质的pH值，使其最好可以在9到11之间。因为如果水质的pH值比7小的时候，便有可能会使锅炉管之中的水侧被腐蚀。除此之外，如果水中所含有的离子含量已经超过了当前的指标，便有可能会导致热汽受热面出现结垢现象。
（3）定期检查锅炉水位调节器的功能。对锅炉水调节器要定时进行检查，保障其功能没有出现异常的情况，可以正常的进行工作。这便需要工作人员对于水位表经常进行冲洗，保障玻璃处于清洁状态，并且要定时对一些污垢进行清除，从而维持锅炉正常的运行工作。除此之外，工作人员还要对于燃烧器的控制系统进行定时的检查，保障螺栓没有出现松动的情况，安全阀门也在正常的工作之中，对于排烟道中的污垢残留物质也要进行经常处理。
结语
综上所述，结焦直接影响着锅炉机组的安全、经济、稳定运行，是当前火电厂普遍存在的难题。因此，保证锅炉运行中受热面清洁，通过对锅炉运行中参数的不断分析，总结出合理有效的运行控制措施，控制并解决锅炉结焦的产生，将能有效地保证火电厂生产成本，对锅炉长期安全经济运行有着重要意义。
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论文作者:刘爽
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
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