摘要：锅炉的结焦问题是比较普遍存在的，结焦对锅炉运行的经济性与安全性均带来不利影响，严重的结焦会导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。采取可靠的调整手段解决锅炉结焦对机组安全运行带来的危害
关键词：结焦问题；经济性与安全性；调整手段
建国以来，我国电力工业飞速发展。近二十年的发展更可谓突飞猛进。相应的电站锅炉不仅在数量上，技术水平也有了质的飞跃。在上世纪五十年代，主力机组仅是小容量 120t/h～230t/h、低参数3.83MPa/cm、450℃的自然循环煤 粉锅炉，在上世纪六、七十年代主力机组为高温高压（7.8MPa~14.7MPa，535℃～540℃）的125MW和200MW再热机组，并建造了一些 1000t/h的UP型直流锅炉，同时也引进了一些 300MW和500MW的低循环倍率锅炉，在燃烧技术方面也发展了液态排渣炉和小型鼓泡流化床锅炉。1978年成为一个重要的历史转折点，八十年代的改革开放加快了设备和技术的引进，300MW～600MW亚临界（18MPa、540℃）控制循环锅炉机组逐渐成为主力，设计、制造、安装和运行水平得到大幅度的提升，达到了世界先进水平。
然而，在电力发展的过程中，随着发电机组的容量不断增加，锅炉容量和参数也不断升高，锅炉受热面单位热强度也逐渐提高，锅炉在运行过程中出现的受热面结焦和积灰对锅炉整体效率的影响，就显得比较突出了。
锅炉结焦的原因：
1.锅炉结焦的原因是多方面的，涉及到锅炉的设计、燃烧器的设计布置、设计煤种以及实际运行煤种的特性及其差异。
2.燃用煤种的煤质对电厂锅炉的结焦有着根本的影响。煤种的灰熔点低；结焦的内因受灰质的组成成分和熔化温度影响。煤灰对于高温受热面沾污结焦的倾向，可用灰熔点温度及灰的主要成分来判断煤灰的结焦指标。通常可用灰成分中的钙酸比、硅铝比、铁钙比及硅值来判断其结焦倾向，用Na2O的质量分数可以判断其沾污性。
3.炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、炉膛几何尺寸对锅炉结焦有直接关系。炉膛容积热负荷设计值的选取不但影响煤的燃尽，更重要的是影响炉膛出口温度和炉膛温度，特别对于灰熔点低的煤种，选取较大的炉膛容积和截面积是必然的，否则炉膛上部及炉膛受热面容易结焦。
锅炉受热面结焦的危害：
1.锅炉热效率下降。受热面结焦后，使传热恶化排烟温度升高，锅炉热效率下降；燃烧器出口结焦，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损化学未完全燃烧热损失增大；使锅炉通风阻力增大，厂用电量上升。
2.增加锅炉系统热损失。水冷壁结焦后，会使蒸发量下降；炉膛出口烟温升高，排烟热损失增加。蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。
3.影响锅炉运行的安全性。结焦后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；形成局部过热，甚至导致锅炉爆管。结焦往往是不均匀的，结果使过热器热偏差增大，对自然循环锅炉的水循环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响。
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4.当炉膛上部大块焦渣掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行。由于渣量大，除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，可能造成燃烧不稳定甚至灭火。
防止和减少锅炉结焦的方法
1.要有合适的煤粉细度。煤粉过粗，燃烧时间和燃烧距离增长，煤粉因惯性作用会直接冲刷炉膛受热面。再则，粗煤粉燃烧温度比烟温高许多，熔化比例高，冲墙后容易引起结焦。但是，煤粉太细也会带来问题，一是电耗高，制粉出力受到影响，二是炉膛出口烟温升高，易引起结焦。
2.适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结焦。提高一次风速可推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结焦。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风气流直接冲刷壁面而产生结焦。
3.适当的一二次风配比。根据煤种的不同，制定合适的一二次风量配比。调节一次风，使火焰长度合适。调节二次风使其提供充足的氧量保证煤粉的充分燃烧。并根据煤种的品质，调整一次风温，改变煤粉气流着火距离，燃用烟煤时，由于挥发分高，适当降低一次风温，使挥发分溢出减慢，增加一次风风量，煤粉气流运动速度增快，延长煤粉着火距离。
4.组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提。当灰渣撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，易黏结附于炉壁上形成结焦，尤其是在有卫燃带的炉膛内壁，表面温度很高，又很粗糙，更易结焦，而且易成为大片焦渣的策源地。因此必须保持燃烧中心适中，防止火焰中心偏斜和贴边。
5.四角煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀。煤粉喷口煤粉量分配不均匀的状况必然造成炉膛局部缺氧和负荷分配不均匀，在燃烧空气不足的情况下，炉膛结焦状况恶化。当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平四角风量，避免缺角燃烧。
6.选择合理的炉膛出口温度。根据经济技术比较，对煤粉炉最经济的炉膛出口温度在1200~1400度之间，但实际上，为了防止对流受热面结焦，炉膛出口温度不能过高。在炉膛出口布置屏式受热面的锅炉，对一般性结焦性煤应小于1200度。
7.保证空气和燃料的良好混合。避免在水冷壁附近形成还原性环境，防止局部严重积灰、结焦。当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性环境。当煤粉炉烟气含氧量低于3时，由于局部缺氧，将会使CO含量急剧增加，从而导致水冷壁局部挂焦。
8.受热面结焦严重时，可采取人工打焦、蒸汽吹灰、声波除灰以及在燃料中添加除焦剂等方法来解决结焦对锅炉系统的影响。
结束语
锅炉燃烧调整是一项复杂而枯燥的工作，随着煤种和燃烧工况的频繁变化，燃烧调整的方法和措施也应随之更新。因此及时根据锅炉运行情况，进行合理的燃烧调整是一项持久的工作，需要技术管理人员和广大的运行工作者每时每刻的观察、调整和比较，经过无数次的反复试验从许多方法中归纳出一种较好的技术措施，从而保证机组安全、稳定、经济的运行。
作者简介
赵亮（1983.07--）；性别：男，籍贯：安徽淮南市，学历：本科，毕业于安徽理工大学；现有职称：助理工程师；研究方向：发电厂集控运行；
论文作者:赵亮
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/9
标签：结焦论文; 炉膛论文; 锅炉论文; 煤粉论文; 温度论文; 机组论文; 局部论文; 《电力设备》2019年第15期论文;