因煤粉锅炉燃料的特殊性，所以在锅炉运行过程中，很容易出现炉内结渣
现象。炉内结渣会直接降低受热面的传热效率，锅炉整体热效率降低，在排烟中的含量增加，严重的情况下，会导致恶性事故的发生，对煤粉锅炉运行的安全性存在极大的威胁。炉内结渣会对整个机组的运行产生影响，所以一定要减少炉内结渣现象的出现。
一、煤粉锅炉炉内结渣的原因
1.煤质特性。由于煤粉锅炉使用的燃料为煤粉，经过制粉厂集中磨制后统一供应，所以炉内主要是以煤粉的形式进行燃烧。而煤粉的成分含量是影响结渣的重要因素，因为炉内结渣就是烟气温度超过灰熔点，从而导致其粘结在炉内受热面上，所以煤粉的质量尤为关键。现阶段，燃煤供应比较紧张，所以对煤质的控制比较困难，一般很难达到锅炉在煤种设计时的标准，所以导致炉内结渣现象的发生。煤粉的质量特性中，影响结渣的成分主要有硫、铁、钾、硅、铝等物质，如果煤粉中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾以及氧化钠等成分含量较多时，因为灰熔点较低，所以比较容易出现结渣。煤粉中氧化硅、氧化铝成分含量较多时，灰熔点较高，所以不易结渣。
2.炉膛结构设计不合理。炉膛作为煤粉锅炉的重要组成部分，其设计的结构形式对结渣有直接影响。炉膛作为主要的燃烧场所，不仅要保证燃料能够得到完全燃烧，同时还要确保各个位置的温度能够合理控制在规定范围内，所以在进行炉膛结构设计时应该综合考虑各项因素。在炉膛的中心位置为了保证充分燃烧，其温度一般会达到1500°-1600°，此时的煤粉灰基本处于熔化的状态。而越是靠近炉膛出口以及水冷壁附近的温度应该越低，一方面保证受热面有足够的传热性，另一方面使熔化状态的煤粉灰能够凝结为固态，从而降低其粘结在受热面形成渣。但是在实际运行操作的过程中，由于炉膛的结构设计或者运行参数设计不合理，会导致接近与炉膛出口以及水冷壁附近的烟温过高，导致处于熔化状态的煤粉灰直接粘结在受热面上，如此往复，受热面上结渣的面积会逐渐加大，受热面传热性逐渐降低，在炉膛内部形成恶性循环，极易导致爆管、泄漏等安全事故的发生，造成严重的经济损失以及人员伤亡。
3.炉膛出口温度高，空气量不稳定。当炉膛出口烟温过高时，是炉膛上部结渣的重要原因，一般为燃烧控制或者炉膛热强度过高导致的。在炉膛中的空气量不稳定也是导致结渣的原因之一，在过剩空气量较大时，烟气量就会随之增加，火焰中心就会提升，炉膛出口的烟温随之提升。过剩空气量较小时，煤粉不能够得到充分燃烧，煤粉灰的含量增加，结渣现象会明显增加。
二、炉内结渣的危害
煤粉锅炉炉内结渣所产生的危害十分巨大，直接影响到锅炉运行的安全性和经济性。当炉内受热面结渣较多时，由于灰污的热阻较大，所以水冷壁导热效率降低，在热量传导降低的情况下，就会提高排烟温度，造成排烟热损失。为了保证锅炉的满负荷运行，还需要继续投入煤粉，炉内高温导致结渣愈加严重，从而引发恶性循环，在没有得到及时处理的情况下，就会导致过热器、省煤器管束堵灰、爆管、出渣系统堵死等现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆火力发电厂在发电的过程中,其煤粉锅炉内部的温度可达到15 00摄氏度以上,这种温度往往可以使大多数的煤灰融化,同时一般的发电锅炉炉膛都具有一定的冷却功能这使得融化后的煤灰很容易在炉膛附近受到冷却,使得其温度达到其凝固点并使之再次凝固,理想条件下融化后的煤灰在炉膛出口附近就应该己经凝固了,不应该粘载在炉壁上形成炉渣,但是实际的炉膛的冷却效果并不是很好再加上管理者操作的一些原因就会使得熔化的煤灰不能及时凝固,碰到炉壁后才能凝固,这便导致了炉渣的形成,一旦形成炉渣又会进一步降低炉膛的冷却能力,如此循环作用,炉渣就会越积越多,这是一个不受控制的恶性循环过程。对锅炉安全有很大的威胁。炉膛结渣会降低炉壁的吸热效果,使得炉膛出口的水汽温度异常升高,很容易引起发电厂的超负荷运行,引发严重后果,再则,炉内结渣脱落的时候很容易破坏锅炉,从而引发很大的电力事故,因此必须妥善的防止炉渣的形成。
三、防止煤粉锅炉炉内结渣的改善策略
1.改善煤种。为了避免因为燃煤成分含量而造成的结渣，应该对煤种的选择进行严格的控制。一般都会对煤质进行优化设计，以确保其能够符合燃烧发热量，并且减少结渣现象的发生。在能够控制煤种的情况下，尽量控制质量。如果设计煤种的供应紧张，可以通过掺烧不易结渣的煤种来解决，既能够保证发热量，又可以减少结渣。此外，还可以根据煤种以及炉膛结构的不同，使用除渣剂来提高煤粉的灰熔点。
2.优化炉膛结构设计。在优化炉膛结构设计的过程中，除了炉膛容积热强度、炉膛断面热强度外，还有燃烧器区域的热强度、炉膛辐射受热面热强度、最上层燃烧器中心距分隔屏式过热器底部的高度、以及最下层燃烧器中心距冷灰斗上沿的高度等一系列指标。加入这些指标的目的是不仅要满足炉膛燃烧和传热的要求，还要保证炉膛运行安全可靠。设计燃烧器和选择假想切圆的原则应是在保证一次风射流引射和卷吸高温烟气，使其迅速着火和燃烧稳定的前提下，提高射流速度，减少偏转，避免出现在炉墙附近燃烧，尤其不能出现射流贴墙燃烧。
3.控制炉膛出口烟温，保持适当的空气量。合理配风的唯一标准应是风、粉混合均匀，着火迅速和燃烧稳定，迅速、完全，炉膛出口烟温就会降低。提高锅炉效率可减少燃料消耗，保证给水参数，减少锅炉饱和蒸汽的用量等均可达到降低炉膛热强度的目的。为避免炉膛热强度过大，应禁止锅炉在较大的超负荷工况下运行。在燃烧器设计时，可降低火焰中心，然后降低炉膛出口烟温。在不同负荷下使炉膛燃烧工况均处于氧化性气氛中，可人为破坏煤灰组成化合物在燃烧过程中共熔而降低灰熔点的条件，防止炉内生成过多的还原性气体，保持合适的炉内空气动力特性，避免炉内过量空气系数太低，特别是防止水冷壁等受热面附近出现还原性气氛，防止锅炉结渣。
4.加强对锅炉的检查和维护:由于锅炉结渣现象要受许多因素的影响往往具有很大的不确定性,因此必须加强平时对锅炉的管理,定期对其进行检查,如果发现结渣要及时的处理以免造成严重的后果。检查锅炉时,可以根据炉火的情况来判别是否有结渣产生,当炉火气流有冲刷炉壁的趋势时证明炉内很可能有结渣,同时要注意观测汽温的变化,如果发生异常要及时检查锅炉,在第一时间内发现结渣并进行处理。
总之，煤粉锅炉的运行特征是节能高效、起停简单，但是由于炉膛结构设计、运行参数设计以及煤种等因素的影响，在运行的过程中会在炉内产生结渣现象，严重影响到锅炉运行的热效率和安全性。经过对煤粉锅炉运行中炉内结渣的原因进行分析后，有针对性的提出了改善措施。随着科学技术的发展和创新的设计理念,在改善炉内结渣的设计水平将继续提高,降低炉内结渣现象的发生尽可能提高煤粉锅炉的运行效率创造有利条件。
参考文献：
[1]邓晓祥，浅谈煤粉锅炉运行中防止炉内结渣的措施.2017.
[2]陈宏洋，煤粉锅炉运行中炉内结渣原因及改善措施分析.2018.
论文作者:高喜平
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/12/9
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