发电厂锅炉结焦问题优化

发电厂锅炉结焦问题优化

郭新宏

(内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司内蒙古霍林郭勒029200)

摘要：电厂锅炉燃烧产物中含有大量的硫和氮的氧化物等物质，这些物质在锅炉运行过程中，有时会以各种形式沉积在受热面的表面，造成受热面的结焦。锅炉结焦，不仅会降低锅炉运行的热经济性，甚至会影响锅炉的安全运行，严重时还会发生设备损坏以及人身伤害事故。因此，锅炉的结焦和防治问题，一直以来都是电厂锅炉工作人员致力于研究和解决的问题。本文主要就发电厂锅炉结焦问题进行讨论分析，并提出一定的个人观点，以供参考。

关键词：电厂锅炉结焦原因分析措施

1结焦的形成

1.1锅炉结渣

在煤粉炉中，炉膛燃烧火焰中心温度在1500~1700℃之间，燃煤中的灰分在这样高的温度下，熔化为液态或软化状态。由于炉膛内水冷壁的吸热，火焰温度靠近水冷壁的部分越来越低，随着火焰温度变化，燃煤中的灰分也从液态或软化状态逐渐变为固态，而当灰分在软化状态时就碰到受热面时，由于受到冷却而粘结在受热面上，就形成了结渣，也称高温结焦。

1.2锅炉积灰

锅炉受热面上的积灰有粘结性和疏松性积灰两种。煤粉在锅炉中不完全燃烧时，烟气中含有很多未燃烬的碳颗粒，这些碳粒子对烟气中的CO2、SO2发挥吸附作用，进而形成硫酸蒸汽。当烟气流经处于低温区域的锅炉尾部受热面时，如果烟气中的硫酸蒸汽及受热面金属壁温度低于烟气露点，则烟气中的硫酸蒸汽就会凝结在受热面管壁上,由于其具有很强的粘性，粘住灰粒，并形成水泥状的堵灰。

2结焦的原因

2.1灰分特性

燃煤中熔化状态下的灰沉积在受热面上，是造成结焦的根本原因，因此，燃煤中灰的特性对电厂锅炉的结焦有着根本的影响，而灰的熔点则是其中的关键。当煤中FeS2等含量较多时，也会使灰熔点下降。其次灰的熔点与其周围介质因素有关，实践证明，当周围介质性质改变时，会使灰熔点发生变化。例如，当有CO2、H2等还原气体存在时，会使熔点降低。这是由于还原性气体能使灰分中的Fe2O3还原，产生低熔点的FeO的缘故。第三，灰的熔点与其浓度有关，当煤中含灰量不同时，熔点也会发生变化，烧多灰分的煤容易结渣。

2.2锅炉炉膛结构影响

锅炉炉膛的结构、几何尺寸、炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷对锅炉结焦有直接关系。炉膛容积热负荷设计值的选取不但影响煤的燃尽，更重要的是影响炉膛温度和炉膛出口温度。特别对于灰熔点低的煤种，选取较大的炉膛容积和截面积是必然的，炉膛呈矮胖型，增加辐射吸热量，降低烟气温度，有效防止水冷壁结焦，否则炉膛上部及炉膛受热面将结焦。但当煤质发生变化，煤粉燃尽性变差时，就对防止炉膛出口受热面结渣很不利。2.3煤粉细度

对于低挥发份煤,如果煤粉过粗,会造成燃烧中心上移,使炉膛出口温度升高,由于烟气直接冲刷受热面,很容易在炉膛出口处结焦;但高挥发份的煤,如煤粉太细,则会因着火点前移,使喷燃器出口及其附近区域结焦，此时,如一次风速偏低,则有可能发生回火,使喷燃器结焦甚至烧坏。

2.4炉内燃烧组织状况

若一次风门与二次风门调节不当，会使炉膛内煤粉与空气混合不好，造成煤粉在炉内燃烧不良、烟气温度不均匀。在烟气温度高的地方，管壁温度高，未燃尽的煤粉颗粒一旦粘结在上面继续燃烧，将形成灰的粘附。在空气少的地方，容易形成燃烧不完全，产生大量的CO，使灰熔点降低，导致结焦。此外,因炉内动力工况不良而造成的燃烧切圆过大或燃烧中心偏斜,也会造成高温烟气流冲刷水冷壁面,使熔渣在接触壁面前无法凝固而结焦。

2.5炉膛热负荷

当锅炉高负荷连续运行，特别是超负荷运行时，炉膛热负荷增加，温度升高，灰粒得不到冷却，在吹灰器吹不到的地方易形成积灰，如不及时吹灰，当熔融软化的灰粘结在上面时会形成大面积结渣。特别是在煤粉喷燃器区域，由于断面热负荷过高，喷燃器出口很容易结焦，严重时会引起喷燃器喷口堵塞。

3结焦的防治措施

3.1做好燃煤管理

3.1.1燃煤采购

燃煤采购是保证燃煤质量、预防锅炉结焦的第一关。因此，电厂应严格根据锅炉设计煤种的主要特性来组织燃料采购。在无法满足要求时,应尽可能选用成分比较稳定、含灰量、含石量少的煤。

3.1.2入场煤管理

在当前煤炭卖方市场条件下，以及电厂从综合经济效益方面考虑，按照锅炉设计煤种采购燃煤存在很多困难，所采购的煤种、煤质各有不同，甚至差异很大，因此必须切实做好入场煤的管理，根据来煤矿点、煤种不同，对采购的优质煤、劣质煤、标准燃煤分类堆放，并做好入场煤的化验工作。严格入场煤的检质，坚决杜绝严重不符合电厂锅炉燃烧要求的燃煤进场，否则将造成锅炉严重结焦、燃烧恶化等影响锅炉安全稳定运行的后果。

3.1.3合理掺烧

根据入场煤化验数据，掌握各种煤的主要特性，包括挥发份、灰分、水分等，了解各煤种特性，按照锅炉燃烧要求将不同煤种进行科学搭配、合理掺烧。同时，每天及时准确地做好入炉煤的化验分析，为运行人员提供参考，以便针对性地调整入炉煤配比和上煤方式，建立起适合掺烧煤种的运行工况,以达到充分燃烧并防止结焦的目的。

3.2合理调整燃烧

3.2.1组织炉内空气动力场试验

确保冷态动力场良好，是保证燃烧稳定、预防结焦的基础。利用锅炉检修后、启动前的机会，组织进行炉内空气动力场试验，通过反复的检查、调整，实现炉内各角风量基本平衡、充满程度良好、不出现切圆偏斜现象；各喷燃器出口风速(风压)适当，其出口气流有足够刚度、没有刷墙现象。通过试验，要找出燃烧器合理的配风方式和最佳的调节挡板位置，使炉内建立起良好的空气动力工况，确保锅炉的安全、稳定、经济运行。

3.2.2做好热态运行的燃烧调整

锅炉运行过程中，要加强对炉内燃烧工况的观察和调整,保持合理的送、引风配合，维持适当的炉膛负压，火焰中心高度适中；要保持合理的一、二次风速配比，避免火焰偏斜直接冲刷炉壁，保证着火迅速、燃烧良好；要保持合理的风粉配比，保证炉内适当的过剩空气量，使氧量供应充足、燃烧完全，避免在炉壁附近产生还原性气氛。

3.3确定煤粉细度

根据煤种情况,可以通过对分离器及系统通风量的调整,保持合适的煤粉细度和均匀度，使煤粉适时着火、燃烧，避免造成结焦。实际生产中,煤粉细度的选择,应兼顾稳燃、炉膛及炉膛出口受热面是否结焦、机械不完全燃烧损失、制粉电耗等多种因素综合考虑确定。

3.4降低炉膛热负荷

积极提高锅炉运行热效率，在效率提高的情况下，同样的负荷燃用的燃料量减少，炉膛热负荷降低，在炉膛容积一定的条件下，燃料在炉内的停留时间就会延长一些，燃烧比较完全，有利于减少结焦现象；要维持给水在较高温度下运行，以减少送入炉内的燃料量。此外,还要避免长期或较大的超负荷运行。

结束语：

电厂锅炉结焦存在设计、运行等多方面的主客观原因，在综合分析各种因素的基础上，针对性制定有效的对策，严格执行各项防焦技术措施，可以有效地预防锅炉结焦，优化锅炉运行工况，提高锅炉运行的安全性和经济性。

参考文献：

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