摘要：在我国的长期发展中，电厂成为保证我国社会经济快速向前发展的重要企业，在火力发电厂中，为应对各种煤质的特点，各种形式的锅炉应运而生，因适合燃烧无烟煤，W型火焰锅炉逐步被应用到火电厂的设计中。但是掺烧无烟煤以来，因为掉焦问题而多次出现炉膛灭火现象，造成设备的停运。本文首先阐述了W型火焰的特点，然后详细讲述了锅炉结焦因素及危害，最后提出了解决W火焰锅炉炉膛结焦和垮焦的技术措施，望对业界人士提供有效的参考意见。
关键词：W型火焰；锅炉炉膛结焦；垮焦；措施
前言：在众多电厂W型火焰锅炉的日常运行中，常用的是发热量低，灰分高的燃烧性能差的无烟煤和贫煤，其灰熔点较低，而大型火电厂锅炉炉膛温度较高，使得灰渣呈现熔融状态。当熔融状态的灰渣与锅炉水冷壁相接触时，温度降低，灰渣就会附着在水冷壁上，在受热壁面上熔灰不断积累汇集的过程中就是结焦，整个物理过程较为复杂，且涉及到复杂的流体力学过程。当水冷壁上出现的结焦大到一定程度时，大焦会因无足够的支撑点，而在重力作用下掉落，大焦的掉落，会对锅炉的负压造成严重的影响，严重者会造成炉膛灭火，严重影响了电厂的安全运营。所以，对W型火焰锅炉的结焦和垮焦问题要提起高度的重视，并采取相关的措施改善，具有积极意义。
1、W型火焰锅炉特点
我国燃用低挥发燃料的主要炉型就是W型火焰锅炉。通过该炉型的使用，可以有效地降低污染物排放量，并且解决了低反应煤种的着火、稳燃和燃尽问题，为电厂的高效发展奠定了良好的基础。下文将阐述W型火焰锅炉的特点。
（1）W型火焰锅炉广泛适用于中速磨直吹系统、钢球磨中储式热风送粉系统、双进双出磨煤机正压直吹系统，适用性较广。
（2）依据炉内煤质的着火特点，可以选择适用效果最佳的旋流燃烧器，具有很强燃煤适应性。
（3）采用双拱半绝热炉膛，下炉膛具有良好的火焰充满度。
（4）合理的卫燃带敷设区域和面积，可达到较高的燃烧效率。
（5）可合理组织燃烧并有效避免炉内结焦及高温腐蚀，并达到低 排放要求。
2、锅炉结焦因素及危害
2.1锅炉结焦因素
（1）在电厂的W型火焰锅炉的燃烧过程中，其炉内结焦是一个炉内传热传质和含灰气流的流动的过程，且也是一个极为复杂的物理化学过程。
空气动力场特性、锅炉的运行管理、锅炉设计特性参数、煤质特性是影响锅炉结焦的四个主要因素，且在结焦形成的过程中是因为多种因素综合作用下产生的。在这四种因素的影响中，煤质特性具有最大的影响力。
（2）煤质灰熔点的变化
熔化温度和灰质成分是锅炉结焦的内在原因。其中SiO2、和Al2O3作为灰质中的酸性成分，其熔融温度较高，对于提高灰熔点的作用，其不同成分起到的影响作用不同。灰质中若含有比例较大的SiO2，会在锅炉内产生数量较多的玻璃体，可以增加灰质的粘度，与某些碱性氧化物形成低熔点共熔体。
可以有效降低灰熔点，溶解难熔的复合化合物。Al2O3起着阻碍熔体变形的支持性骨架作用，Al2O3含量的增加会导致灰的熔融温度逐渐上升，但是软化温度和灰的熔融温度的差值会缩小。比如、、、碱性氧化物在特定环境下具有较强的结焦性。Fe2O3和 等碱性氧化物作为低熔点共熔体的组成成分，在特定条件下极易形成低灰熔点的共熔体，且与灰的沾污特性具有直接关系，且具有降低灰熔点的作用。让熔体变得稀薄，酸性氧化物能够提升灰的粘度和熔点，且两者组分的多少会严重影响灰熔点。
（3）W炉燃烧器布置型式
燃烧器的入口管处进入一次风粉混合物，然后进入均分器，风粉混合物分为两股并进入2个分别为顺时针和逆时针旋转的旋风分离器的筒体。虽然这种布置方式具有一定的意义，但是因为部分飞灰在高温烟气中始终处于循环状态，使得飞灰熔化、贴壁、结焦的概率更高。
（4）煤质呈现了较大的变化状态，与当初的设计意图相背离，且既定的卫燃带面积不符合燃炉实际情况。
2.2结焦危害
（1）导致传热过程呈现恶化状态，造成结焦现象更加严重。
（2）若是水冷壁结焦，就会严重影响换热效果，降低锅炉的运行效率；受热面出现结焦问题时，烟温升高，排烟损失会逐步上升，尤其是在燃烧室出口会出现结焦问题，会严重堵塞通道，会造成锅炉通风欠缺。此类结焦问题会导致气流偏斜，导致锅炉内不完全燃烧损失呈现逐步增加的趋势，严重影响过滤的热效率。
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（3）当锅炉内的结焦严重时，会脱落成为垮焦，严重损坏水冷壁，甚至会引发锅炉运行事故。水冷壁若出现积渣、结焦问题，会导致锅炉各个部分受热会逐渐不均匀，导致水循环状态恶化或者不同位置膨胀不均，严重损坏管子。炉内结焦、积渣不匀，炉膛出口烟温升高都会造成严重的热偏差，导致过热器的过早损坏，缩短了使用寿命。
3、防止火焰锅炉炉膛结焦和垮焦的技术措施
3.1控制入炉煤质
针对W型火焰锅炉已经入炉的燃煤已经明显具有结焦特征时，比如灰分高、发热量低、硫分高等现象，应该强化对锅炉各段烟温、结焦厚度、侧墙温度的检查，在机组负荷能够承受的范围内，有计划地进行掺配，提升燃烧效率。
3.2减缓锅炉炉膛结焦
为了有效的改善与设计煤种偏离的问题，相关工作人员要改造翼墙和锅炉炉膛卫燃带面积。预计最低不投油稳燃负荷<40%BMCR；为了更好地防止翼墙结焦，我们在翼墙处开二次风口。打掉55%左右的侧墙卫燃带，打掉66%左右的上炉膛卫燃带；在翼墙的纵向和横向上分别开一、二个风口，将卫燃带划分为4个区域，有效降低大面积的结焦连接成为一体，通风量大约相当于总风量的1 /7 0。
3.3防止缺氧燃烧
（1）W型火焰锅炉在启动之前，确认测量氧量装置能够正常使用，相关工作人员经过检查不存在故障报警。在机组运行过程中，要分析工况变化和氧量指标的对应关系。
（2）为了更好地防止锅炉发生缺氧燃烧，相关工作人员要及时调整配风。W火焰锅炉，炉膛氧量应控制在3%--6%，当锅炉处于较低负荷运行时，其氧量应上调，根据燃烧和结焦情况，控制氧量在5%左右；机组高负荷运行时，锅炉燃烧稳定，燃尽效果好，其氧量应控制在3%。若是炉内易发生结焦或者燃烧的是结焦煤种，相关人员就要适当提升炉内氧量，减缓结焦速度。
（3）强化管理和维护锅炉燃烧监视调整设备，比如二次风门、风量测量装置、氧量计等，保证其正确的指示，运行正常，有效防止炉内形成局部或者整体还原性气体，降低炉膛结焦的概率。
3.4保持受热面清洁
（1）在保证低负荷吹灰的前提下严格落实定期吹灰制度；
（2）当炉膛的结焦现象较为严重时，可以强化折焰角、炉膛的吹灰力度；
（3）当机组停运后，针对锅炉的翼墙、侧墙、二次风口、炉内燃烧器区域进行定期的检查，及时发现结焦严重区域，并借助专业器械进行清除。
3.5改善炉内空气动力场
为了更好地解决磨煤机出力和一次风速过低所呈现的不平衡现象引起炉拱区域结焦问题，相关工作人员要严格按照规定进行查漏风、堵漏风工作，一次风调平。
3.6增加侧墙送风，停运靠边的四个燃烧器
现有条件下，考虑开大前后墙上靠结焦严重侧墙的燃烧器F挡板，降低此处炉膛温度，减轻烟气携带未燃尽煤粉在还原性环境中冲刷侧墙的程度。
结束语：
综上所述，为了更好地保证电厂的W型火焰锅炉的安全及燃烧效率，就必须要重视锅炉的结焦、垮焦问题，要针对运行安全隐患进行排查，找到根源性原因，提升对结焦、垮焦的处理效率，为电力工程的向前发展助力，为我国的长期稳定发展提供坚实的技术支持。
参考文献：
[1]焦传宝，南波.W型火焰锅炉煤种适应性及防结焦研究[J].电力建设，2013，34（09）：86-91.
[2]白洪森，郭金城，胡桢.某电厂350 MW锅炉燃烧试验调整和防结焦试验研究[J].华电技术，2017，39（07）：28-31+35+78.
[3]陈飞云，姚昌模，邱明.”W”型火焰锅炉掺烧烟煤结焦原因分析及对策[J].锅炉技术，2015，46（06）：52-55.
[4]吕哲.防止炉膛结焦和垮大焦[J].价值工程，2015，34（19）：137-139.
[5]张贤忠，王琰清.锅炉结焦原因分析及对策[J].中国新技术新产品，2011（21）：122.
[6]刘晓智.浅谈W型火焰锅炉炉膛结焦和垮焦的防止途径[J].中国新技术新产品，2015（23）：98-99.
[7]王永陈.防止W型火焰锅炉炉膛结焦和垮焦的措施[J].中国电业（技术版），2013（05）：51-54.
论文作者:史海涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：结焦论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 火焰论文; 熔点论文; 煤质论文; 水冷论文; 《电力设备》2018年第34期论文;