摘要：在经济发展和人民生活水平不断提高的背景下，对公司的安全稳定运行提出了一定的要求，进而对粉状煤矿的质量提出了更高的要求。为了更深入、更详细地了解这一结焦问题，采取必要措施，防止结焦现象的发生，保证其安全、经济运行。
关键词：煤粉锅炉；结焦；原因；预防措施
在生产过程中，燃烧结焦后产生灰分。这在锅炉的运行中很常见，降低了受热面的传热能力和锅炉的热能，因此，应密切关注运行情况，调查和了解结焦过程的原因，并根据原因提出额外的预防措施。
1结焦机理与锅炉损坏
1.1磨煤机理
在固体粉状煤炉中，火焰中心温度达到1400-1600，煤粉在炉内燃烧形成灰粒，在高温环境下呈熔融或半熔融状态。在灰颗粒接近水冷壁管之前，它们会释放热量作为热量交换，降低温度并导致凝固，形成开口的灰沉积到水冷壁管中。如果灰粒在到达受热面之前没有足够的冷却，并且没有变成固体，但是具有很强的连通能力，它们很容易与烟气受热面或炉壁相连。焦炭层的传热将继续恶化，因为焦炭层是热持久的。如果冷却不充分，焦层表面由于温度高、硬度大，更容易附着在灰粒上，进一步加速结焦，形成较大的积炭块。
1.2结焦粉煤罐笼的风险
如果高炉结焦面积大，炉体吸热降低，排烟口烟气温度较高，会使炉体过热恶化，蒸汽过热温度过高，炉内局部结焦后，结焦部位降低了水冷壁的热吸收，蒸煮现象使锅炉出口温度升高，废气温度升高，废气热损失增大，锅炉热能降低，结焦也会损害锅炉的产量。影响粉煤正常喷入气流，造成气流异常，造成水冷壁管过度磨损，产生局部高温，进一步使水冷壁结焦复杂化，严重时会烧焦注入的气体或导致喷嘴因结焦而关闭。如果发生严重干扰，由于高温烟气的影响，水冷壁上的灰对管壁产生复杂的化学反应，最终引起高温腐蚀。
2结焦原因分析
2.1煤的熔融特性
当温度低于500时，结晶水消失，当温度超过1000时，硅酸盐与其他氧化物发生化学变化。在加热时会分解成难降解的化合物，或者变成固体矿物，高温加热时，灰烬会相互反应，形成优生混合物。含铁化合物在燃烧时产生氧化铁。在高温下，它们继续熔化，与具有高熔化温度的氧化物反应，并产生具有低熔化温度的盐。
2.2.锅炉结构及炉膛朝向因素
由于燃烧用煤的种类变化，其结构不能适应锅炉房的设计，进而导致局部高温，形成焦炭。结焦发生在靠近熔炉的加热点，燃烧器的位置也会影响结焦。例如，喷嘴在前壁时，火焰会向后壁冲撞而结块，喷嘴角度过大，则容易进入冷灰。如果烟气在燃烧区外上升，温度逐渐降低，仍在燃烧的颗粒物温度必须高于烟气温度，但如果颗粒物燃烧殆尽，辐射强度远高于烟气强度，其主要成分是两种原子气。因此，如果颗粒进入锅炉，温度必须低于烟气温度，这意味着烟气温度不仅等于煤灰温度，而且煤灰本身，而不是烟气，会引起焦炭。因此，锅炉受热面结焦的主要原因是煤颗粒与锅炉受热面接触时，煤自身的灰分温度高于煤灰的灰分温度。粉煤灰颗粒被注入锅炉，其自身温度甚至高于其润泽温度（即变成熔融灰颗粒）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆熔融的灰颗粒具有很强的粘性，粘在受热面上用于结焦。
2.3对进风特性的影响
锅炉烟气对结焦有很大影响。这种烟气属于氧化或还原性气体，这是最重要的因素，如果炉气是氧化的，氧化铁在高温下生成气体，然后形成熔融温度高的熔渣；如果炉气是半凝的，它会产生还原反应，半抽出式炉气的灰分熔化温度低于氧化炉气的熔化温度，有利于避免结焦。采用进风送风系统串联技术后，大部分粉煤颗粒在入锅炉都经过彻底干燥和预热，大大增加了颗粒的孔隙率和氧暴露的可能性。颗粒进入锅炉内后，可迅速点火、升温、燃烧，点火率和颗粒质量下降速度很快，精煤干燥能力明显提高，二次风和热风温度进一步提高，使验证煤的燃烧速度和燃烧速度成为显著的煤燃烧速度，在全面蓄热式加热技术的基础上，充分保证了点火和燃烧效率的提高，并随着足够的冷却时间来改变炉温，碎块煤颗粒的燃烧时间缩短排烟口温度，通过提高工艺装置的效率（包括锅炉效率和循环热），可以显著减轻甚至消除锅炉结焦。
2.4操作因素
锅炉的运行状况对结焦有很大影响。例如，运行中负荷增加，燃烧强度增加，熔化区增大，结焦范围扩大，由于煤油与燃烧带的混合物热值比低煤高，燃烧中心区温度升高。因此，与单次燃烧较小的煤相比，焦炉中煤油混合物的含量更高，要从根本上解决问题，就必须明确结焦规律和燃烧条件，及时调整炉内燃烧条件。
3预防措施
3.1加强煤灰监测
在锅炉使用过程中需要对灰分的成分进行精确分析和熔点测试。为避免高温，由灰烬相互作用而形成的低熔点煤不得混煤。高熔点灰烬应选用去除固体层的煤，并应合理混煤以减少焦炭。
3.2燃烧设备也应分层并为多用途类型
粉状的煤在某一时刻被带进后，会被加热，大量的被分离和燃烧。此时炉内气流中氧气较多，氧化或氧化反应扩散主要发生在炉内，随着温度的升高和氧含量的降低，氧化反应会逐渐减弱，如果温度上升到一定值，炉内有一化学过程还原反应，其速度快于氧化反应速度。在此温度下，在灰渣中不会产生熔点低的熔渣，但高于此值，处于不稳定状态，容易产生和结焦熔丝。粉煤可以完全燃烧，短焰不会用水冷却冲墙，火焰能充满均匀的锅炉，从而减少粉煤灰燃料的用量。
4合理调整锅炉燃烧强度
锅炉燃烧强度应根据燃烧煤的熔点和燃烧室四壁附近燃烧气体温度的测量来调整，使四壁温度等于或小于煤灰的软化温度，在实际运行中应注意，由于炉内热负荷的增加，燃烧强度不能按意愿增加，以免结焦，为避免还原炉气或半还原炉气的产生，可适当增加燃烧空气的供给量，但应注意空气量不宜太大，否则会增加热损失，影响燃煤的稳定性。
结论：在煤粉锅炉运行中，应注意结焦问题，避免降低锅炉热效率、锅炉设备故障等问题。最重要的是弄清结焦原因，科学预防日常运行，确保锅炉安全经济运行。
参考文献：
[1]杨志峰.煤粉锅炉掺烧含氧化合物结焦原因分析及应对措施[J].中氮肥，2017.
[2]徐世明.煤粉锅炉低负荷水冷壁结焦问题研究[J].上海电力学院学报，2017.
论文作者:李德慧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：结焦论文; 锅炉论文; 温度论文; 烟气论文; 颗粒论文; 水冷论文; 煤灰论文; 《基层建设》2019年第27期论文;