【摘 要】 在电站锅炉运行中，锅炉结焦是个长期存在并且一直困扰电站锅炉运行人员的主要问题，它的存在不紧影响了锅炉的经济性，并且对锅炉的安全运行也造成一定的影响。本文主要探讨了锅炉结焦原因及其预防措施。
【关键词】 锅炉结焦 原因 预防措施
中图分类号： TM621 文献标识码： Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2016）11-0075-02
锅炉结焦是燃煤工业锅炉运行中比较普遍的现象。它会破坏正常燃烧工况，减少锅炉出力，破坏正常水循环，造成爆管事故，严重时还会使炉膛出口堵塞而被迫停炉。
一、锅炉结焦的原因
1、煤质因素
煤在燃烧时，其灰分熔融特性温度用变形温度t1、软化温度t2、和熔化温度t3数值表示。软化温度t2的高低是判断煤灰是否容易结焦的主要指标。灰的成分不同，其熔点也不同。煤中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量大时，灰熔点低，就容易结焦；煤中的氧化硅、氧化铝含量大时，灰熔点高，就不易结焦。煤的灰熔点一般在1250～1500℃(高于锅炉炉膛受热面的设计温度)，而有些煤的灰熔点则低于1100℃，燃用了这种煤非常容易结成焦块。
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、操作使用
如果送引风量太大，进行强化燃烧，炉温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。沸腾燃烧锅炉比较容易出现"低温结焦"就是这个缘故。
4、清渣打焦
打焦清渣不及时，把灰渣和红火混在一起，会加剧焦渣形成。
二、锅炉结焦的危害
1 锅炉热效率下降：
受热面结渣后，使传热恶化、排烟温度升高，锅炉热效率下降；燃烧器出口结渣，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失增大；焦块还会使锅炉通风阻力增大，厂用电量上升。
2 影响锅炉出力：
水冷壁结渣后，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。
3 影响锅炉运行的安全性：
结渣后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；结渣往往是不均匀的，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；炉膛上部结渣块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，使燃烧不稳定甚至灭火；大焦块掉落，还发生过造成大量人员伤忘的恶性事件。
三、应对及预防锅炉结焦的措施
1降低低灰熔点煤燃烧区域的温度水平
控制炉膛温度水平能够有效的减少锅炉结焦，试验表明结渣率随炉内温度升高呈指数升高，当炉内温度下降50℃时结渣率约降低5倍。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般通过加大过量空气系数，采用均等配风以及采用合理的燃烧器运行方式，来防止局部热负荷过高及降低锅炉出口烟温，必要时也可采取降负荷运行的方式。
2改进炉膛结构
改进炉膛结构的目的是要控制炉膛容积大小和烟温，防止结焦通常要将炉膛出口烟温控制在煤灰变形温度t1以下50～100℃，最好在900～1000℃。要控制炉膛出口烟温，就要选取适当的炉排热负荷和炉膛热负荷。
炉膛容积热负荷的高低还取决于炉膛内水冷壁布置的多少。水冷壁太少，炉膛容积热负荷过高，就会严重结焦。特别是炉膛出口的捕渣管不要布置得太密，否则容易挂渣堵死。
降低炉膛热负荷和烟温的措施是改进炉膛结构。如将拱石旋里的暗管改为明管或拆除部分卫燃带；炉膛两侧增加水冷壁或防焦联箱；以及煤粉炉适当加高炉膛，增大炉膛容积，改进燃烧器喷粉角度等。
3选择合适的煤粉细度
煤粉颗粒较大，具有的动量更大，在惯性作用会直接冲刷受热面。再则，颗粒较大的煤粉燃烧后的温度较细粉高，所以熔化比例高，冲墙后更容易引起结焦。但是，煤粉太细也会带来一些问题，例如制粉系统电耗升高，系统出力可能受到影响等。所以电厂应该根据实际情况确定合适的煤粉细度。
4防止超负荷运行
超负荷运行会引起结焦。对于裕量较大的风机来说，超负荷时就要较大幅度调大风量，提高送引风和二次风风速及烟速，增加过剩空气量。这种强化燃烧的结果使火焰偏高，烟气里携带大量熔融状态的煤粒煤灰粘结在炉膛出口捕渣管上，此处平均温度很快高于灰熔点，形成结焦。
5喷液态除焦剂
除焦机理的主要成分是硝酸盐水溶液，锅炉除焦剂的工作原理是提高焦层共熔物的熔点，使之二次燃烧。在400℃的温度下,会与焦层中的有机物发生自燃。在700℃的温度时，在气流的作用下，与焦层中的炭沫、硫磺和其它可燃物质碰撞、摩擦会发生燃烧和微爆现象，使焦层松化。除焦剂深入焦层内部，改变焦层的晶格，使焦层的晶体由坚硬的钠长石和钙长石，改变为疏松的石英和莫来石等。
6采用防结焦抑制剂。
防结焦抑制剂主要从化学和物理两方面防止结焦：
化学作用机理是和炉膛的飞灰混合，与灰中的低熔点成分起化学反应，形成高熔点物质，以提高其熔点。弱化其沉积结构，增加沉积物的松散性，容易掉落，不易粘结，不因形成大而重的焦块掉落而损坏设备。
物理作用机理是一种活化硅技术。它通过与灰形成物理作用，改变灰的稳定结构，它和离开炉膛的飞灰混合，并粘附在这些半融化的灰上。在温度大于600℃时，这种含镁、铝的硅化粉末会解羟并膨胀15倍（称为热化硅），在结焦内部形成膨胀裂纹，从而降低结焦的强度，并很容易被吹灰器吹掉。
7打焦注意事项
打焦应注意以下几点：
(1)要有足够数量的看火孔和打焦孔，位置和内扩角要适当。
(2)打焦人员要佩带劳动防护用品，最好在锅炉负荷较低、燃烧稳定时打焦，且炉膛负压应控制在50～70Pa。燃烧不正常时，应禁止打焦和除灰。
(3)做好打焦吹灰记录。打焦吹灰时，不得开送风机或停引风机，不得启动给煤设备和油枪。
(4)加强吹灰工作。用手动空*头(压力为0.6～0.8MPa)吹灰。对于炉膛内较硬的焦块，可采用0.7～1.5MPa水压打焦，使焦块破裂脱落，但要防止直接喷到受热面或砖墙上。
总之，在实际生产中，影响其结焦的因素比较复杂，所带来的安全风险也比较大，只有针对结焦的原因采取有针对性的技术手段才能使锅炉结焦得以真正的解决。结焦现象虽然不能完全避免，但是只要我们将其控制在一定的范围内，就能够保证机组的安全运行，这也是我们努力的方向。
参考文献：
[1]赵和权;浅析锅炉结焦[J];黑龙江电力;1987年02期
[2]王宇;苏国利;电厂锅炉结焦问题的原因分析及预防探讨[J];内蒙古石油化工;2008年17期
[3]段小云;广州珠江电厂锅炉结焦原因分析及防止措施[J];重庆电力高等专科学校学报;2006年04期
论文作者:王立涛
论文发表刊物:《科学教育前沿》2016年11期
论文发表时间:2016/12/7
标签：结焦论文; 炉膛论文; 锅炉论文; 熔点论文; 温度论文; 水冷论文; 负荷论文; 《科学教育前沿》2016年11期论文;