摘要：锅炉结焦是目前燃煤锅炉的长期困扰问题，它会给锅炉的安全连续生产带来严重的影响，但通过反复的运行数据分析和总结，可大致判断结焦的原因，及时采取相应的措施，大大地降低结焦的形成，从而保证锅炉生产的安全性、稳定性、经济性、连续性。
关键词：660MW超临界锅炉；结焦成因；治理措施
引言
火力发电厂燃烧器结焦与锅炉除焦是影响燃烧的重要问题，且除焦操作也是运维人员日常维护中劳动强度最大的项目之一。锅炉容量的大幅度增长导致炉膛受热面热负荷快速上升，尤其是超临界锅炉对运行中维持各部分受热面吸热均匀性提出了更高的要求。无论锅炉如何设计，每台火电厂燃煤锅炉都不可避免产生结焦现象。锅炉结焦是普遍问题，使锅炉燃烧状态恶化，破坏工质正常循环，造成过热器等设备过热损坏，严重情况会使锅炉因焦块堆积导致停炉，必须研究分析此问题，通过分析锅炉燃烧器结构、调整运行方式等，优化锅炉运行状态，保障锅炉安全平稳运行。
1锅炉结焦的机理
固态排渣煤粉炉中，火焰中心温度可达1400°C，煤粉燃烧温度较高，熔融灰渣颗粒离开火焰表面遇到水冷壁，通过冷却附着在管壁表面上的现象称为结焦。燃烧器、过热器都可能发生结焦，烟气温度与灰颗粒温度随烟气流动不断降温，如在达到受热面前冷却固体，烟气仍能带走部分灰渣。灰渣如达到炉膛受热面处于熔化状态，将粘附在接触表面形成结渣。锅炉结焦过程是复杂的过程，火焰贴近炉墙时烟气中的灰呈熔化状态，烟气直接冲刷受热面导致受热面结焦。锅炉结焦的过程涉及到煤粉加热的诸多因素，烟气中的灰分靠近炉壁是其基本条件。
锅炉受热面结焦将减少热交换，水冷壁受热面内工质吸热过程减少，导致排烟损失增大。水冷壁结焦，必须通过增加炉内燃料量以保持负荷与蒸发量相适应，这就变相地提高了风机负载，风烟系统易被堵塞，进而限制锅炉的出力。排烟温度升高导致炉膛出口温度增加，可能造成结焦。如上部炉膛结焦掉落可能会损坏水冷壁管。锅炉在局部结焦时，如不及时清理，结焦发展趋势速度很快，焦块达到一定厚度时，炉膛内温度场发生变化，焦块易破坏锅炉的炉内空气动力场使燃烧恶化。
2锅炉结焦的原因
锅炉结焦的原因有很多，主要有以下几个方面。
（1）煤质因素：软化温度t2的高低是判断煤灰是否容易结焦的主要指标，如果煤灰的熔点低于1100℃，燃用这种煤非常容易结成焦块，我厂因成本问题无法单独燃用设计煤种（霍林河褐煤：熔点在1100℃—1250℃之间，本就存在结焦风险），需要对煤种进行掺烧，掺烧煤种在很大的程度上加剧了锅炉的结焦问题。（2）设计、安装原因：炉膛容积大小或锅炉超负荷运行，造成炉膛热负荷过高；辐射受热面布置较少，水冷壁管间距过大，吸热量小；炉膛出口烟气温度选得太高；炉膛出口流通截面狭窄，火焰中心位置太高。这些都会成为锅炉在运行中产生结焦的原因。（3）燃烧调整不当：炉温严重超过煤灰粘结温度时，会形成高温结焦。如果配风不当，煤不完全燃烧，会产生大量一氧化碳及氢等气体，使灰中熔点较高的三氧化二铁还原成熔点很低的氧化铁，降低了灰熔点（可能降低300～350℃）。这时，虽然炉膛出口烟温低于煤灰的软化温度t2，但仍会形成剧烈的结焦。（4）清焦不及时：渣仓积渣、看火孔积焦、锅炉受热面结焦等未及时清理均有可能造成锅炉大面积结焦。（5）火焰偏斜，煤粉气流贴壁：燃烧器损坏、一次风粉速度过低、二次风开度过小（刚性不足）等易造成煤粉气流刷墙结焦。（6）锅炉长时间过负荷运行。（7）制粉系统运行方式不合理造成局部热负荷过高。（8）运行中氧量设置过低。（9）各部位吹灰器长期不能投入。（10）磨煤机出口温度过高、一次风量过低、煤粉调整过细、二次风量偏小造成着火点提前。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（11）炉膛配风不合理或火焰中心偏斜贴壁。（12）磨煤机出口风粉温度偏低：使火焰中心上移，造成炉膛出口处及其后部的受热面结渣。
3防止锅炉结焦措施
因锅炉结焦原因多种多样，所以防止锅炉结焦我们要从具体原因入手，分析结焦的原因，有针对性地采取措施进行预防。具体从以下措施入手：（1）按防止锅炉结焦检查项目检查表进行检查每班两次。发现积灰、结焦现象应及时清理。如无法清理，汇报值长组织人员清理。（2）加强锅炉运行工况的检查与分析。运行人员应经常检查锅炉的结渣情况，发现结渣严重应及时汇报处理；定期分析锅炉运行工况，重点分析减温水量的变化和炉膛出口烟温的变化规律，以及过热器、再热器管壁温度变化的情况。锅炉在额定工况运行时，若发现减温水量异常增大和过热器、再热器管壁超温，或喷燃器全部下倾，减温水已用足，而仍有受热面管壁超温时，应适当降低负荷运行并加强吹灰。（3）锅炉有结焦现象时，应联系燃料运行调整煤质，降低锅炉结焦可能性。（4）按炉吹灰规定进行吹灰，开展锅炉受热面的吹灰工作。锅炉的初次吹灰和正常运行吹灰操作的时间间隔控制非常关键。在沾污已较重时再去吹灰，清扫能力就大大减弱。吹灰周期不合理，或者没有吹灰周期就使水冷壁、过热器和再热器表面不够清洁，换热效果变差，造成炉膛出口烟温和受热面壁温升高，使其接收熔渣变得十分容易以致结渣。（5）保持正常的磨煤机出口温度、一次风量和煤粉细度，如果燃烧器附近结焦严重可适当降低磨煤机出口温度、适当增加一次风量、适当增加二次风风量和适当降低煤粉细度，将着火点适当延后。（6）适当降低炉膛风箱压差。炉膛风箱压差对贴壁氧量、CO浓度有影响。适当降低炉膛风箱压差，可以降低炉膛四周贴壁的CO浓度，减少还原性气氛，提高了灰熔点，因此降低炉膛风箱压差有利于减轻结渣。（7）适当调细煤粉细度。调细煤粉有利于缩短火焰行程，降低炉膛出口烟温。并且由于炉膛主燃烧区燃烧增强，相对减少了燃烬区的火焰强度，有利于抑制燃烬区的还原性气氛，提高灰熔点，减少了屏式过热器和高温再热器部位结渣倾向。（8）适当提高运行氧量和优化各层燃烧器配风。根据贴壁氧量测试数据分析，在分级燃烧状况下，提高运行氧量，适当减少各燃烧层的风量，可降低炉膛上部的屏过、高再区域烟气温度，并相应提高该处氧化性气氛，使灰熔点提高，从而避免或减轻屏过、高再部位的结渣。（9）如果燃烧区域结焦，可通过看火孔观察是否因一次风粉刚性不足，煤粉流刷墙所致，若确实为刷墙所致，可适当提高一次风速及二次风电动调节挡板开度，避免火焰刷墙结焦。（10）锅炉有结焦现象时，应及时调整燃烧方式。适当增加总风量可抑制还原性气氛，因此有利于防止炉膛结渣（省煤器出口含氧量在机组负荷在450MW～600MW可提高至4.5%～5.5%）；提高一次风风速可推迟着火点位置，防止燃烧器喷口和炉膛结渣（但不能太高否则易造成脱火或冲墙，建议不大于105t/h）。（11）调整磨煤机运行方式，分散投运燃烧器，停运中间层燃烧器运行。由于燃烧不集中，传热分散，会使炉膛温度降低，结渣缓解。
结束语
锅炉结焦是火力燃煤发电厂面临的普遍问题。锅炉大面积结焦直接影响锅炉燃烧的稳定与安全，火力发电厂的锅炉通常用煤作为燃烧动力，结焦问题处理十分棘手，研究锅炉结焦原理，了解锅炉结焦的规律，采取适当的技术手段控制结焦，对防止结焦对锅炉的危害具有重要的现实意义。
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论文作者:刘铁伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签：结焦论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 温度论文; 熔点论文; 烟气论文; 火焰论文; 《电力设备》2019年第16期论文;