摘要：本文围绕330MW煤粉锅炉结焦相关议题进行了研究探讨，概述了330MW煤粉锅炉设备的运行和使用状况，分析了煤粉锅炉出现结焦问题的可能原因，并提出恶劣煤粉锅炉结焦问题的防治对策和积极建议，供相关人士参考。
关键词：煤粉锅炉、结焦问题、防治策略、原因分析
1、引言
锅炉是电厂生产系统中的常用设备，其运行工况的优劣直接关系到电厂日常生产的质量和效率。煤粉锅炉结焦现象对于锅炉运行的安全性和经济性至关重要，因而对煤粉锅炉结焦原因分析分析和研究并探索和制定有效的防治措施是十分必要且十分重要的。本文结合自身经验，以330MW煤粉锅炉系统为例，对锅炉结焦现象的成因以及解决防治策略进行了总结，给业内人士一些思路和启发。
2 、330MW煤粉锅炉设备概况
330MW煤粉锅炉由上海锅炉厂制造，型号为SG-1025/18.3-M836，锅炉形式为亚临界中间再热控制循环汽包炉，燃烧方式为四角切向燃烧，通风方式为平衡通风。汽轮机为亚临界一次中间再热两缸两排气凝气式汽轮机，型号为N330-16.7/538/538。锅炉系统装置流程如图所示（图1）。原料煤在磨煤机内磨成煤粉后进入煤粉仓内储存，通过空气预热器将预热的空气在吹风装置作用下将煤粉吹入炉膛。煤粉经过燃烧后产生的烟气流经烟道，过程中放热，最后经过除尘器将其中的灰分分离，净化后的烟气通过引风装置由烟囱排放到大气中。
图1-330MW煤粉锅炉系统装置流程图
3 、330MW煤粉锅炉结焦原因分析
锅炉结焦问题的产生原因是多方面的，分别对可能的原因进行检测和分析，结果如下：
锅炉煤质分析：锅炉燃烧采用四磨投运的磨煤燃烧方式。燃烧煤种主要为平庄煤，该煤种类型灰熔点较低，分别对燃煤的灰软化温度、氧化硅和氧化铝比率、煤粉结渣特性指数进行了检测和计算，结果发现，灰软化温度在1265℃～1395℃之间，氧化硅和氧化铝比率在1.90～2.68之间，煤粉结渣指数在1.75～2.50之间。将上述指标数据与设计煤种的相关指数进行比较发现，实际数值均高于设计的标准，因此属于中度或严重结焦性煤种。这种情况会大大增加灰渣量，给锅炉结焦提供了便利条件。
煤粉颗粒度分析：对煤粉的颗粒度进行检测发现，煤粉颗粒度设计值为36%，煤粉过细一方面会增加反应的接触表面积，快速提升热效率，另一方面会导致煤粉气流的着火点更加靠近燃烧器口附近，导致燃烧器口周围结渣。此外，对煤粉颗粒度的均匀性进行了检测，发现同一煤种情况下，不同的磨煤机存在生产质量上的差异性，虽然采用的是中间储仓式煤粉输送方式，但是磨煤机产生的煤粉颗粒度较大差异条件下仍然会影响到入炉煤粉颗粒度的稳定性，如果入炉煤粉颗粒度产生较大的波动，不仅导致锅炉热效率不稳定，同时也容易因灰渣量变化而诱发锅炉结焦现象。
锅炉进风系统：一次进风率的设计值为30.5%，实际检测到的一次进风率偏低，为26.8%。由于一次进风率达不到设计值，因此影响到煤粉气流的着火点，导致煤粉气流的着火点后退，容易因煤粉气流贴壁而造成炉内壁区域结焦现象。工作人员对一次进风速率进行了检测，发现不同位置上的进风速率存在偏差，偏差最大值达到16.5%，一次进风不均匀造成炉内燃烧火焰中心位置发生偏移，加剧了炉内煤粉贴壁现象，引发结焦问题。另外，周界风装置的开度设置值较低，不到10%，这样就导致在机组高负荷运行时，一次进风下的煤粉射流强度达不到理想的燃烧效率，同时因煤粉射流方向偏移而引发煤粉贴壁现象，尤其是强结焦性煤种情况下，引发严重的结焦问题。
4 、330MW煤粉锅炉结焦防治措施
针对上述分析结论，针对330MW煤粉锅炉结焦问题采取以下防治和解决对策。
严格检测煤质，科学优化煤种。针对市场上燃煤质量参差不齐的现状，电厂煤质检验人员要严格做好入场煤的质量检验。对于常见的汽车混煤情况，严格确保抽样的数量并确保抽样方法的科学性，尽量使煤质检测尽可能覆盖到更大范围的燃煤原料。另外，对于一些严重不符合入炉质量标准的燃料，应通过合理掺烧的方式来调整和改善入煤质量，减少对锅炉热效率的影响以及锅炉结焦问题所造成的设备危险和设备损伤。
调整和改善煤粉颗粒度。对磨煤机进行检查，严格控制参数，确保不同磨煤机生产的煤粉质量均能够符合设计的标准值，使煤粉混合后的颗粒度更贴合理论设计值，提高燃烧效率，降低能耗，同时避免结焦问题出现。
优化进风系统。首先，对煤粉喷口装置的流速进行调节，使每一台磨煤机的喷口处流速能够在合理的范围内，为实现进风工况的平衡和统一奠定基础。其次，对一次进风速率进行调整，提高到理论设计值，同时缩小不同进风装置的一次进风速率偏差，使炉内燃烧火焰中心位置不发生较大程度的偏离。其三，根据电厂煤粉锅炉的运行工况，在高负荷情况下灵活提高一次风口周界风开度值，当机组运行负荷较低时将一次进风周界风的开度设置为60%～75%，当机组负荷超过200mw时将开度提高到75%～90%。通过改变周界风开度来保持一次进风具备较好的刚性，避免煤粉射流的偏移造成的结焦问题发生，同时也较好地避免风口装置变形，延长了设备的寿命。
5、结语
总之，通过对330MW煤粉锅炉结焦问题进行分析，制定并采取了多项改善和解决措施，锅炉结焦现象得到有效改善，为电厂生产安全性、高效性和经济性目标的实现奠定了有利保障。
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论文作者:周泽琪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：结焦论文; 锅炉论文; 煤粉论文; 原因论文; 颗粒论文; 煤质论文; 装置论文; 《电力设备》2018年第32期论文;