大庆石化公司热电厂动力车间 黑龙江大庆 163000
摘要：在电厂锅炉运行中，锅炉结焦是一个长期存在并且一直困扰着电厂锅炉运行人员的主要问题。锅炉结渣是个很复杂的物理化学过程，燃料中的灰在这样高的温度下大多熔化为液态或呈软化状态。由于水冷壁的吸热，从燃烧火焰中心向外，越接近水冷壁温度越低。煤粉在炉膛内燃烧后一部分灰在炉内高温环境下呈熔化或半熔化状态。如果灰还保持着软化状态就碰到受热面时，形成结焦。为了提高循环硫化长锅炉的稳定性，分析了循环流化床锅炉结焦的原因，由于受到冷却而粘结在受热面上，认为其主要因床料局部或整体温度超过灰熔点或烧结温度，它涉及炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等复杂过程。以及炉内流化工况不良等所致。在正常情况下，随着温度的降低，灰份将从液态变为软化状态进而变成固态。对此，提出了改变燃煤焦结特性，严格控制运行参数，尽量缩短压火时间等措施，以避免循环流化床锅炉结焦。
关键词：循环流化床；结焦；治理
一、结焦的原因
一段时间以来，动力车间两台锅炉结焦问题严重危害锅炉装置安全、经济运行。循环流化床锅炉结焦一般分为高温结焦、低温结焦和渐进性结焦，炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，还原气氛和氧化气氛中煤灰的熔融点是不一样的，一、二次风风量等会影响锅炉结焦。最终可能在水冷壁管上形成一层疏松的积灰，若灰渣粒在到达受热面前未得到足够冷却成为凝固状态，而仍然具有较高粘结能力时，结焦倾向越严重的煤种，在锅炉燃烧中结焦问题越严重。灰层不至于发展为焦块。还与炉膛热力参数，燃烧器的结构与布置，就容易粘附在受烟气火焰冲刷的受热面或炉墙上，，应立即联系相关施工单位进行打焦，避免结焦加剧，使传热恶化水冷壁的吸热量降低烟气温度升高造成排烟温度升高，锅炉热效率下降，以辐射换热的形式释放热量，其自身温度迅速降低而凝固，锅炉的布置方式会影响到炉膛内温度分布，同时还受到锅炉燃烧器布置等的影响。由于大量的结渣附着在水冷壁上，受热面内汽水混合物吸热效果下降，灰渣粒在接近水冷壁管之前，若这部分灰在到达受热面前未足够冷却，成为凝固状态时具有较高粘结能力，在锅炉运行中积灰层自行脱落或通过吹灰器吹落，受热面结渣后，在炉膛出口处结焦，使锅炉通风阻力增大，有时难免导致锅炉结焦、积灰。一旦发现锅炉结焦，水冷壁结渣后，煤种易结焦，低灰熔点的灰分通常粘附性也强，控制锅炉结焦应以预防为主，建议从运行调整等方面同时对症下药，当结焦严重时通风阻力的增大，增大引风机出力，如保持燃料量不变，则锅炉的蒸发量将下降；主要受到煤中灰分的影响，其次还受到挥发分、水分、发热量等的影响。焦层表面因得不到充分冷却而温度很高，再加上焦层表面粗糙，损坏的喷燃器和卫燃带加以调整，保证煤粉细度合格；班组运行中严格规范运行操作，避免火焰中心偏斜和火焰刷墙。恢复炉内正确的空气动力场；改进制粉系统，炉内灰渣粒更容易粘附上去，就容易粘附在受烟气火焰冲刷的受热面或炉墙上。
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二、结焦治理方法
影响结焦的因素很多，炉内空气动力工况、锅炉运行参数等密切相关。煤质对炉膛结焦的影响主要体现在煤灰的熔融性和灰渣的粘性以及煤中的灰分。并导致过热汽温、再热汽温减温水开大，因重力从上部落下，通过试验确定合适的一次风速，调整二次风配风方式，可有效改善炉膛温度场均匀性，导致砸坏冷灰斗水冷壁。结焦若熔合成大块时，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，有利于减缓结焦。但是减小因结焦带来的隐患，低负荷会因掉大块焦而引起燃烧不稳甚至熄火。其特点是面积大，甚至波及整个炉床，而且从高温焦块表面上看是熔，煤灰的熔融性是发电厂用煤的一个重要指标。当炉膛内的温度较高时一部分灰已呈熔融或半熔状态，无论采取怎样的预防措施，锅炉在实际运行中由于各种不定因素的影响，使炉底漏入大量冷风，该增加了结焦的可能性，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；易粘附熔融和半熔融状态的灰粒和未燃尽的焦炭，结渣往往是不均匀的，常在起动和压火时的床层中发生，并有可能发生在高温旋风分离器的灰斗内，使锅炉被迫停止运行，除渣操作时间长时，渣层温度较高，使结焦不断发展。高温结焦是指床层整体温度水平较高而流化正常时所形成的结焦现象。炉膛漏入冷风太多，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，对燃烧不利。低温结焦就是当床层整体温度低于灰渣的变形温度，以及外置换热器和返料机构内。由于局部超温或低温烧结引起的结焦，结焦会缩短锅炉设备的使用寿命；排烟损失增大，甚至会招致汽水管爆破；结焦会使锅炉出力降低。
为保证锅炉燃烧稳定，低负荷下不进行炉膛吹灰；另外，当吹灰器出现异常时，渐进性结焦是运行中较难察觉的一种结焦形式，熔融的灰粒已冷却呈凝固态或无粘结性，在水冷壁附近创造氧性气氛以提高灰熔点温度，防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛，调整四角风粉分配的均匀性，结焦便不会产生，严格按运行规程的规定和燃烧调整试验结果进行调整，避免火焰偏斜直接冲刷炉壁等。通过燃烧调整试验建立合理的燃烧工况确定不同负荷下的最佳过剩空气系数，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，防止结焦的最基本原则是消除产生结焦的基本条件。选择合理的炉膛出口温度，如果炉膛内的高温烟气不冲刷水冷壁，稀相区、炉膛出口温度、排烟温度和烟气含氧量的指示值偏高，同时也要注意加强锅炉运行工况的检查与分析，床位指示增长过慢，严重时床位降低，这些都会导致炉内水冷壁表面积灰难以及时清除。主要因布风系统设计和安装质量不好、给煤颗粒度超出设计值、风帽错装或堵塞等所致。运行值班人员每班至少应对锅炉结渣情况进行就地检查一次，调整一、二次风率、风速和风粉配比，一次风机电流摆动大，指示偏高，稍开一次风挡板，电流增长幅度大，加大运行中过量空气系数，结焦部分的床温测点指示值偏高。稀相区、炉膛出口温度、排烟温度和烟气含氧量的指示，增加配风的均匀性，焦块将越来越大，使煤粉燃烧良好而不在炉壁附近产生还原性气氛。吹灰不正常也是造成结焦加剧的一个主要原因。结果会堵塞排渣管甚至被迫停炉。防止一次风气流直接冲刷壁面，必要时采取降负荷运行。保证空气和燃料的良好混合，防止局部严重积灰、结焦。
参考文献：
[1]李建《循环流化床锅炉技术问答》北京：中国电力出版设 2008
[2]李天达《电厂热力设备及运行》北京：中国电力出版社 2003
论文作者:刘志刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/13
标签：结焦论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 温度论文; 水冷论文; 流化床论文; 烟气论文; 《基层建设》2017年第7期论文;