（华能上安电厂 河北省石家庄市井陉县#33信箱 050310）
摘要：电厂锅炉出现结焦问题会给安全经济运行带来很大影响，文章对某厂二期东锅设计制造的锅炉在燃烧过程中结焦产生的原因进行分析，并探讨在运行中如何调整防止锅炉结焦。
关键词：锅炉；结焦原因；防范措施
引言
电厂锅炉在运行过程中受多种因素的影响产生结焦现象，其危害性随结焦部位不同而异，如受热面结焦而热阻增加，工质吸热量减少，为了维持出力就要供给更多燃料，使经济性下降；如炉膛水冷壁发生结焦会引起炉膛出口烟气温度升高，过热器、再热器壁温超限，甚至发生受热面爆管的严重事故；如燃烧器喷口结焦会影响煤粉气流流动及炉内燃烧过程，甚至发生灭火事故；炉膛上部大面积结焦脱落时会引起灭火、砸坏水冷壁、影响排渣而被迫停运，因此运行中如何控制调整防止结焦是至关重要的。
1 锅炉介绍
1.1 锅炉简介
某厂二期锅炉为东方锅炉厂设计制造的 DG1025 / 18.2 - Ⅱ7型，亚临界压力、一次中间再热、自然循环、双拱型单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢构架、悬吊结构、尾部双烟道、“Ｗ”型火焰、燃煤锅炉。
1.2 燃烧器简介
采用分离式煤粉浓缩器，燃烧器拱上布置，采用直流式煤粉燃烧器，在煤粉燃烧器两侧后位置布置分离式拱上二次风喷口；乏气喷口布置于锅炉垂直墙中部，垂直墙下部布置拱下二次风喷口，上炉膛下部布置燃尽风喷口。整台锅炉共配有4台双进双出磨煤机，24个煤粉燃烧器，每台磨煤机带6只煤粉燃烧器。24只煤粉燃烧器顺列布置在炉膛前后拱上，前拱12只、后拱12只。煤粉浓缩器独立布置于燃烧器前，一次风粉混合物经过煤粉浓缩器，利用其中心挡块和旋流叶片分离煤粉气流，使煤粉气流分成中心的淡粉气流和外围的浓粉气流，分别引入乏气喷口和燃烧器一次风喷口，浓粉气流的煤粉浓度超过1（kg煤粉/kg空气），主煤粉喷口的一次风率得到降低，从而降低了煤粉着火所需热量。
燃烧器布置
2 锅炉结焦原理
锅炉内的温度较高，火焰中心的温度能够到达1 500～1 700℃，煤粉颗粒本身燃烧时要比炉内温度高200～300℃，一般在过程中，燃料中的灰大多融化为液态或呈软化状态，越接近水冷壁温度越低，灰分将从液态变为软化状态进而变为固态，由于灰颗粒运动速度快，冷却效果差，还保持着软化状态就碰到受热面时受到冷却而粘结在受热面上形成结焦。经过一定时间的积聚形成一定厚度的焦渣在锅炉内表面这就形成了锅炉结焦现象。
3 锅炉结焦的原因
3.1 燃煤掺烧掺配
某厂二期锅炉设计煤种为50%阳泉无烟煤+50%寿阳贫煤，由于燃料市场的变化，以及出于经济性的考虑，来煤比例中无烟煤比例份额较大，贫煤、烟煤量不足，配煤困难，增加了二单元无烟煤的掺配比例，掺烧后混煤的灰熔点趋向降低，而炉膛温度趋向无烟煤，炉膛温度较高，熔融的灰粒撞击到水冷壁造成结焦。
3.2 缺氧燃烧
低氮燃烧改造后，主燃烧区域不完全燃烧，以及运行中为降低液氨消耗，锅炉欠氧燃烧，产生大量一氧化碳，还原性气体的增加，降低了灰熔点，这使更多的煤灰呈融化状态加剧了结焦。
3.3 炉膛局部热负荷不均
锅炉受热不均导致的局部受热面热负荷高于锅炉的其他部位，熔融状态下的灰渣的数量增加远高于其他部位，这就导致了受热面的周围灰渣的颗粒数量的增加。炉内空气动力场不良燃烧中心偏离、燃烧器堵塞偏斜、一二次风配比不佳、不按规定倒磨都可能会导致热负荷不均。
3.4 其他原因
合理的煤粉细度，实践中煤粉细度的选择应兼顾稳燃、结焦、机械不完全损失、制粉电耗等因素考虑；定期吹灰，保证吹灰器的投入率，防止传热恶化，炉膛温度升高进一步加剧结焦；漏风，破坏了炉内空气动力场，使火焰中心上移，促使受热面结焦。
4 结焦积灰种类
4.1 熔渣
水冷壁辐射受热面上的积灰主要是熔渣，燃料灰中含有易熔的碱性金属氧化物和硫酸盐，在高温下发生升华或形成易熔的共晶体，遇到较冷受热面管壁即冷凝下来形成内灰层，其外表面温度随灰的厚度不断增加而升高，使灰层达到融化状态，覆盖管壁且具有粘性，熔渣不断累积。
4.2 高温积灰
在高温烟气环境中飞灰沉积在管束外表面，过热器、再热器管外积灰既属于高温积灰，根据其易熔程度可分为三部分：低熔灰、中熔灰、高熔灰。
4.3 松散灰
松散灰是物理沉积，灰粒之间呈松散状态。在烟气温度低于600～700℃的烟道内，低温受热面管子表面形成的积灰为松散灰。
4.4 粘结灰
燃料中的硫分燃烧后一部分形成SO3，并和烟气中的水蒸气形成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽可在较高温度下冷凝，使烟气露点温度升高。当低于露点温度时硫酸蒸汽凝结吸附灰粒，并与逃逸的氨气反应生成硫酸氰胺，有较强粘结性加剧积灰，不易清除甚至发生堵灰。尾部受热面积灰包括松散灰和低温粘结灰两种。
5 防范锅炉结焦措施探讨
5.1 燃料要求
燃煤要求：全仓掺配煤方式下，煤种（无烟煤比例40-50%+贫煤比例60-50%），硫份（平均不高于1.5%，同时单一煤种硫份不高于2.0%），热值（平均值为5100±100kcal/kg），新采购煤种暂停在该型锅炉试烧。
5.2 定期工作
5.2.1 每日白班进行停运磨组粉管检查：旁路方式逐一打开停运磨组摆阀进行冷风通风，风量明显偏低粉管，保持8-10t/h风量吹管10分钟。
5.2.2?每班针对运行磨组开旁路风挡板10-20%开度进行吹管一次，如果吹管期间炉膛压力反正，即说明该磨粉管有煤粉沉积，应保留该磨组旁路挡板适当开度10～15%吹扫10分钟。
5.2.3 本班时段内，磨组连续运行时间超一周，机组降负荷时优先停运该磨组。
5.2.4 每日白班，当主汽流量>500T/H时，执行锅炉本体短杆吹灰1次。
5.3 燃烧调整
5.3.1 升负荷阶段，由于AGC控制速率要求，CO超限后，机组务必及时调节锅炉供风，不允许锅炉长期处于欠氧燃烧，要求负荷稳定20分钟后CO浓度不大于300mg/m3。
5.3.2?机组高负荷（280—330MW）期间，炉膛出口NOX浓度控制目标为不小700mg/m3。
5.3.3 锅炉运行中配风方式参照如下开度执行，燃尽风维持250MW以上负荷限开25%的要求，以确保高负荷阶段炉膛下部供风；氧量依据脱硝入口CO精细控制。
燃烧系统手动挡板及运行氧量开度
5.3.4 参数分析每班比对锅炉超温、减温水、炉膛出口温度等参数；按要求控制各磨组分离器开度或转速；加强空预器差压、排烟温度等参数的监视。
5.4 变负荷扰动
5.4.1目标要求
锅炉每周最少两次掉焦。
5.4.2 掉焦判断
运行锅炉两小时间隔内发生以下任一情况视为一次掉焦，A）灰斗因焦块排灰受阻，检修人员实施了捅焦；B）炉膛负压波动超出±300Pa）。
5.4.3 落焦方法
负荷连续稳定运行期间，通过升、降负荷扰动，促进炉内焦块脱落。判定依据：机组运行期间，24小时内负荷变动幅值大于100MW且时长≥2小时。
5.4.4 掉焦统计
每周一、四白班除灰值班员及机组人员按统计本周内掉焦、捅焦次数并汇报值长，如果掉焦频次不能满足“每周两次（统计7天内累计不少于2次）”要求，当班值长负责联系调度实施变负荷波动落焦，并做好记录。
5.5 除焦剂除焦
使用锅炉除焦剂和锅炉内壁的焦层进行反应是粘附在表面的焦层在高温作用中松化并发生燃烧，并随着正常的煤灰或清灰排出锅炉，采取这种方法能够有效减少对锅炉的损害并且能够减少后续结焦的产生。
5.6 技改方面
除去部分炉膛卫燃带，降低炉膛温度，特别是水冷壁附近温度，使熔融的灰粒得到冷却，减少结焦的几率。
6 结束语
结焦是锅炉运行过程中的常见多发问题，是影响着锅炉安全运行和经济运行的阻碍，因此在实际的运行过程中对锅炉结焦的防治必须给予重视。在运行调整方面要根据不同入炉煤种进行有针对性的调整，对防止锅炉结焦具有重要意义。
参考文献：
[1]黄新元.《电站锅炉运行与燃烧调整》[M]（第二版）. 北京：中国电力出版社，2007年2月.
[2]焦传宝． W 型火焰锅炉结焦原因及对策［J］． 江苏电机工程，2006，25（3）：61-63．
[3]许贺.燃用准东高钠煤锅炉结焦问题分析与改进研究[D].吉林：东北电力大学，2015.
论文作者:李放
论文发表刊物:《河南电力》2018年8期
论文发表时间:2018/10/17
标签：结焦论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 煤粉论文; 温度论文; 负荷论文; 燃烧器论文; 《河南电力》2018年8期论文;