摘要：本文主要对火力发电厂中的煤粉炉着手研究，并对结焦问题在其燃烧中产生的原因以及解决策略进行探究和分析。
关键词：火电厂，燃烧，结焦
前言：结焦是燃烧器在燃烧煤时在周边、冷水屏以及冷水壁设备上产生的，燃烧器的运行会因为结焦的产生对其安全性和稳定性造成不利影响，锅炉水冷系统也会在降低换热效果的基础上对锅炉工作效率降低，进而使设备在烟气温度上升的情况下加大更换和维护成本，因此火电厂需要重视这一问题并进行有效解决。
一．火电厂煤粉炉结焦概况
以某火电厂的四号炉锅为例，对其发生的结焦现象进行分析：
1.根据对火电厂的研究表明，四号炉的结焦现象在实际运行中较为严重，炉内燃烧器区域在使用质量较差的掺烧煤时就会出现严重的结焦现象，无法保障燃烧器的正常运行，锅炉负荷在加大烟温的情况下不能满足设计负荷，炉内存在较大的负压波动，就会频繁出现锅炉灭火停止运行的情况。
2.结焦现象在锅炉内产生会提高过热气温，加大了减温水和排烟损失，不利于锅炉对热效率的提高；结焦会加大烟风阻力，对引风机的运行造成一定程度的影响，加大设备的磨损程度以及电量消耗，并且不能对整套设备进行更换，从而加大了成本投入；在重力的影响下一定体积的结焦较快会在掉落时对冷灰斗水冷壁进行破坏，使其燃烧波动会在低负荷基础上使锅炉出现灭火现象；火电厂的运行维护人员因为需要对结焦进行清理从而加大了劳动强度，如果将锅炉停止运行后在进行清焦就会对火电厂造成巨大的损失。
二．煤粉炉内结焦成因的有效分析
通过在四号锅炉燃烧器运行现场对相关信息、资料以及运行情况的搜集和整理，从而对结焦现象在四号锅炉燃烧器周边出现成因的有效分析，初步总结该现象主要是因为燃烧器培风状况和喷射角度、煤质的变化以及主燃区的气氛息息相关。
1.结焦的现象很大程度上取决于煤灰自身的特性，并且在较低熔点掺烧灰煤种情况下会使结焦加剧，通过分析现场的煤质发现火电厂弱还原气氛下绝大多数的掺烧煤只有一千三百二十摄氏度的软化温度，这种情况容易引发结焦，在燃烧区域在煤粉炉通常保持在一千四百摄氏度以上的温度，一旦灰熔点低于燃烧区的温度就会在燃烧器区域出现结焦现象。现阶段SOFA空气分级燃烧系统作为四号炉的主要系统，通过抽走主燃区域百分之二十四到百分之二十八的空气将主燃区保持在还原性气氛下，从而将熔点有效降低；但这个系统具有局限性无法在燃烧区域形成优质空气动力氛围场，并使喷口风量风速的变化为结焦的产生奠定了基础。
2.配风比例在第一和第二次的燃烧器中严重失衡，空气动力场在燃烧区域没有很好进行组织，减弱的二次风刚性等情况的叠加在粉包风的形成中使用煤粉对墙进行粉刷，进而引发结焦。通过在现场的调查和了解，四号炉的送风系统是在锅炉两侧利用两台送风机送风，在利用空预器进行加热之后在二次风系统以及送粉系统中分别送入将一次风和二次风，而火电厂所使用的燃煤粒径相对较粗，例如设计四号炉燃烧器煤粉细度R90要控制在百分之十五左右，但煤粉细度R90在实际运行中却在百分之二十一以上，使煤粒的直径逐渐上升，这也就意味着需要的风量也在逐渐加大，二次风率会在一次风率逐渐加大占比的情况下减少，一次风速加大时二次风速就会减小；此外从火电厂的实际运行情况可以知道最大一次风速为每秒三十一米，平均风速是每秒二十八米，
而设计的燃烧器一次风速却没有这么高，二次风速平均速度则是每秒二十米左右，而火电厂没有有效措施去调节四号炉的一次风量，进而因为过高的一次风射流刚性使二次风刚性减弱，火焰因为粉包风的状态逐渐贴近射流底部，使喷口附近容易沉积煤灰，进而使结焦现象遍布燃烧器周边。
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3.配风比例也会因为运行低过量空气系数失衡，通过对四号炉的情况可以知道低过量空气系数在锅炉中的运行主要是为了对NOx在炉膛出口的排放量进行控制，使设计风量高于炉膛中的总风量，制粉系统对一次风率的影响使总风量不会在负荷运行的同等状态下发生变化，因此只有减少二次风量，这样也就会降低二次风率，使二次风的射流刚性发生相应的改变，进而引发结焦现象。
三．针对上述问题的有效解决措施
1.利用先进低氮分级燃烧技术自身的优势解决，例如ROFA技术可以对NOx排放量通过空气燃烧机理进行减少，并能对炉内吸收热量、分布物料以及烟气温度、CO氧化环节进行改善，从而降低结焦发生概率。
2.锅炉出口的氧气量通过对NOx排放的控制使其保持在一定的范围内，确保燃烧主区组织的顺利进行。避免使用灰熔点较低方煤，使用稳定的掺烧煤种，对煤种的性能和指标在入炉前进行收集，研究不同比例的混煤，加强对配煤的管理力度，通过对燃煤的合理混合确保炉煤的稳定。
3.通过性能试验确定制粉系统的粉管风速、最佳通风量和风粉比例、最佳磨煤机转速等细节，并对磨煤机的运行模式进行改善和优化，从而通过有效的制粉系统运行模式对煤粉细度进行提高，进而引发风包粉现象并降低结焦率。
4.对制粉系统以及炉膛等部位的漏风现象进行有效减少，例如重点检查制粉系统给煤机相关环节是否存在漏风问题，确保细粉分离器严紧的下部锁气器，从而避免炉内的烟气温度和烟气量因漏风问题进行提高，最终实现对结焦率的降低。
5.通过缩口改造二次风口的方式对二次风喷口截面进行减小，以及对二次风速的提高；使一次风率在制粉系统改善并优化的基础上进行降低，并对二次风率进提高；对分离器分离粗细粉的工作效率进行提高，从而对二次风率进行提高、对三次风带粉量以及三次风率进行降低。
6.煤种在出现结焦现象但并没有发生改变时，需要利用空气动力场试验对问题产生的原因进行分析，并对结焦现象进行清除。锅炉在经过改造燃烧器等大规模改造时需要利用空气动力场试验结焦不合理风向与风速、气流贴墙等问题进行有效解决，避免偏离以及变异现象在锅炉的燃烧切圆中发生。对配煤比例以及具体煤种的选择需要参考以往的案例，并分别对各个煤种进行燃烧调整，优化燃烧，降低结焦率，将次作为运行的指导依据，及时对煤种在运行中改变现象进行燃烧情况的调整，对煤粉细度进行有效控制，避免煤粉粒径的加大，确保均匀的煤粉浓度。
7.加强对运行过程的监督和管理，定期对设备进行吹灰，对吹灰频率通过结渣和结焦出现的具体情况进行调整。针对特殊情况可以对管子表面的结焦及时进行人工清焦，避免结焦量的加大逐渐成为半流动性，或者因为表面结焦量的加大很难进行处理，加大了工作人员的清理难度。对燃烧的具体情况通过负荷在昼夜间的变化进行调整，达到对结焦进行自动清除的目标。加大调整燃烧的力度，避免人事群殴情况变化起伏过大，对温度和气压的速度进行严格控制，避免存在较大偏差的烟气温度。
四．火电厂煤粉炉运行注意事项
火电厂需要检测炉锅的整体性能，重点是一次、二次和三次风在锅炉顺利运行时的配比率，并对在锅炉正常运行中的一次风量的最小值进行检测；对掺烧的煤质进改善，避免使用灰熔点较低的掺烧煤；对分离器分析粗细粉的工作效率进行提高，改善煤粉细度，确保煤粉细度R90符合设计的取值范围；火电厂需要制定有效措施对一次、二次和三次风进行有效调节。
结束语
结焦产生的原因有很多，掺烧煤质的多变，这就需要火电厂需要加强对其成因的研究，并通过制定有效策略、完善现有管理体系、对以往经验的总结从而对结焦现象进行提前预防和有效降低。
参考文献:
[1]廖羽;;锅炉改烧烟煤后遇到的结焦问题及改造措施分析[J];机电信息;2014年06期
[2]解其林;MPS中速磨煤机旋转式煤粉分离器的改造及应用[J];中国电力;2015年03期
[3]海琨;姚文志;刘光宇;;针对热电厂煤粉炉结焦问题的探讨[J];科技资讯;2014年11期
作者简介：冯辉；男；1990.05.06；内蒙古牙克石市免渡河镇；助理工程师。
论文作者:冯辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：结焦论文; 火电厂论文; 锅炉论文; 现象论文; 风速论文; 煤粉论文; 风量论文; 《电力设备》2019年第7期论文;