关键词：锅炉燃烧；结焦；防范措施
一、引言
锅炉结焦作为大行火力发电厂的共性问题，一直影响着锅炉的安全经济运行，近年由于锅炉受热面结焦现象造成重大损失事件时有发生。2018年10月我公司曾因由高负荷降至低负荷后由于锅炉结焦塌落，砸坏锅炉底部螺旋水冷壁，致使锅炉设备损坏，造成机组被迫停运的事故。
二、锅炉设备简介
我公司为4台660MW超临界燃煤空冷发电机组。锅炉由哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产。锅炉型号：HG-2110/25.4-HM15，型式是超临界参数、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、紧身封闭岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、切圆燃烧方式、Π型锅炉。设计煤质和校核煤质均是内蒙古霍林河露天矿业股份有限公司生产的褐煤。采用中速磨直吹式制粉系统，每炉配有7台MPS225HP-II中速磨煤机，燃用设计煤种时6台运行1台备用可满足额定工况要求。l
三、锅炉结焦的原因及影响
形成结焦的原因有很多，主要的有以下几点。
3.1煤种及煤质的影响
结焦的形成，与煤种有直接的关系。煤的质量不好，灰分较大，就容易形成结焦。我公司燃用煤种为霍林河地区产的褐煤，灰熔点低是本地煤的特性，也是造成锅炉结焦较为重要的原因。
3.2煤粉质量的影响
磨煤机为直吹式制粉系统、中速磨煤机，由于分离器的转速等因素的影响，导致磨煤机碾磨出力的降低。同时磨煤机出口可调缩孔调整不当煤粉细度不够，使煤粉不能完全燃尽，使燃尽时间增长，便会使炉膛长时间的保持很高的温度，使灰分有机会软化液化，为结焦创造了有利条件。
3.3炉膛内温度的影响
炉膛燃烧器区域中的温度越高，灰分就越容易达到软化状态，或者达到熔融状态。这就给结焦制造了源头。形成结焦的可能性也就越大。燃烧区域内的温度越高，煤粉中容易挥发的那部分物质的气化也就越强烈。也为结焦由创造了条件。
3.4空气动力场特性的影响
在锅炉的炉膛内。如果燃烧器喷口安装的角度不正确，配风不合理，就会导致炉内的空气动力工况呈不良状态。这样就会造成燃烧的切圆过大，使燃烧中心偏离。高温的烟气便会冲刷水冷壁面。烟气中的熔渣在未得到凝固前就接触水冷壁，瞬时硬化面而形成结焦。
3.6热负荷的影响
炉膛容积的热负荷、炉膛断面的热负荷、燃烧器区域的热负荷、炉膛的几何尺寸都对锅炉结焦有影响。
3.6吹灰器的影响
锅炉的吹灰器长期不投入使用。受热面上的积灰会逐渐增多，也会被高温缺氧而软态和液态，从而导致结焦。
3.7.结焦与灰熔点有关
结焦的根本原因是熔化状态下的灰沉积在受热面上。可见，灰的熔点是结焦的关键。可用灰熔点温度及灰的主要成分来判断煤灰的结渣指标。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，灰的熔点与灰的化学成分、灰周围的介质性质及灰分浓度有关。灰的化学成分以及各成分含量比例决定灰熔点的高低。灰熔点比其混合物中最低熔点还要低。灰熔点越低，锅炉受热面越容易结焦。灰熔点与灰周围的介质性质有关。当烟气中有CO、H2等还原性气体存在时，灰熔点降低大约200℃。这是因为还原性气体能使灰分中高熔点的Fe2O3还原成低熔点的FeO的缘故，二者熔化温度相差200～300℃。灰熔点还与烟气中灰的浓度有关。在其他条件相同的情况下，煤中含灰量不同，灰熔点也会发生变化。这是因为灰分中各成分在加热过程中，相互接触越频繁，则产生化合、分解、助熔的机会也多，则熔点降低的可能性越大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
四、锅炉结焦的危害
结焦对锅炉汽水系统的影响：
4.1结焦会引起蒸汽温度偏高：
在炉膛大面积结焦时会使炉膛吸热大大减少，炉膛出口烟温过高，使过热器传热强化，造成过热蒸汽温度偏高，导致过热器管超温。
4.2破坏水循环：
炉膛局部结焦以后，使结焦部分水冷壁吸热量减少，循环流速下降，严重时会使循环停滞而造成水冷壁管爆破事故。
4.3降低锅炉出力：
水冷壁结渣后，会使蒸发量下降,成为限制出力的因素。
4.4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，使锅炉通风阻力增大，有可能烧坏燃烧器。
4.5影响锅炉出力：
水冷壁结焦后，会使蒸发量下降;炉膛出口烟温升高，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。
4.6 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;结焦通常是不均匀的，结果会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;炉膛上部结焦块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，并且结焦容易形成大量大块焦块，大块焦渣掉落在冷渣斗内堆积不能及时运走使锅炉被迫停运。
五、防止炉膛水冷壁结焦的主要措施
5.1提高入炉煤掺混的均匀性，降低灰熔点，从源头上控制锅炉受热面结焦。
5.2控制省煤器出口的氧量系数在2.8%-3.5%之间，使燃料在富氧条件下燃烧，延长煤粉的燃烧时间，使燃烧更加充分.同时调整制粉系统的组合方式，调节磨煤机出口分离器摆角，通过调整煤粉细度控制结焦。
5.3风煤配比的调整
5.3.1周界风能够调节着火距离、保护火嘴及为燃烧初期补氧,但过量的周界风会在煤粉气流和高温烟气之间形成“屏蔽”,反而阻碍了煤粉的着火燃烧。
5.3.2 SOFA风调整
变燃尽风试验在660MW负荷进行50FA风门开度分别自上而下关小，灰渣平均可燃物含量分别为1.94%、1.12%、1.86%、1.18%。实测锅炉效率分别为93.18%、94.08%、93.97%.94.84%.脱硝人口NOx浓度均未超出限定值350mg/m
5.3.3 由于SOFA风在二次风中所占比例较大(占总风量的30%,二次风量的约40%)，喷口截面设计较大，为保证主燃烧区二次风的充足供应，同时提高SOFA风刚性.压住火焰使其不致上飘。因此在控制脱硝人门 NOx浓度不超过限定值的前提下.可将原设计4层SOFA风自上而下逐步关小，使用1~3层SOFA风，并呈锥形配置。
5.4利用机组停运期间对炉内空气动力场特性进行重新测定，使一，二次风配比更合适，可有效降低水冷壁的结焦。让有燃烧调整经验的单位进行一次风速，二次风速测定，将炉膛模拟切圆做好，使燃烧不发生偏斜，对结焦能有相当的抑制作用。
6.适当提高锅炉吹灰用汽的压力，我公司将原有的屏式过热器出口气源由再热冷段引出，机组启动初期由辅汽提供空气预热器吹灰，其余各工况都能满足吹灰需要。原有吹灰器源可作为一路备用汽，从而改善吹灰，对锅炉受热面起到一定的预防作用。
7.对于我公司锅炉而言减少最上层磨煤机的使用不锅炉受热面结焦也可以对锅炉结焦能起到改善作用。
结语
根据炉膛热负荷的分布情况合理掺配煤,正确进行锅炉燃烧调整对锅炉结焦也有着重要影响保证锅炉燃烧的合理配风选取合理的SOFA风旋流强度，祸炉结焦的问题得到有效控制;我公司的负荷扰动除焦措施有效除去燃烧器、水冷壁区域挂焦，减少机组掉大焦的风险切实保证了锅炉的安全经济运行。
参考文献：
[1]李德.对冲燃烧锅炉热负荷分配对炉内燃烧影响的试验研究[J].电力与能源,2018,3(05):686-689.
[2]姜鸿起.关于火电厂锅炉燃烧调整的思考[J].科技创新与应用,2018(14):117-118.
[3]胡凯.浅析某燃煤电厂锅炉燃烧结焦原因及解决办法[J].中国科技纵横,2017,(20):161-162,164.
[4]张漆玺.浅谈锅炉结焦原因危害以及预防措施[J].山东工业技术,2017(24):28.
[5]冯建.电站锅炉结焦问题分析及措施研究[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(22):115-116.
论文作者:孔祥宇
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年13期
论文发表时间:2019/11/8
标签：结焦论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 熔点论文; 水冷论文; 灰分论文; 负荷论文; 《当代电力文化》2019年13期论文;