热电厂锅炉结焦问题及处理措施探析

热电厂锅炉结焦问题及处理措施探析

周佳良

哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂，黑龙江哈尔滨， 150030

摘要：我国火力发电厂以煤炭为主要燃料，但是由于煤炭的质量、燃烧的环境等因素的影响，火力发电厂锅炉运行过程中常常出现结焦的问题。锅炉结焦会严重影响机组运行的安全性和热电厂的经济效益，虽然行业已经就锅炉的结焦问题采取了一系列措施，使得锅炉的结焦问题得到了一定的改善，但结焦问题并没有从根本上得到解决。因此，有必要对锅炉结焦问题产生的原因进行进一步的研究，以期帮助热电厂采取更有效的处理措施。

关键词： 热电厂；锅炉结焦；原因；处理措施

国内热电厂所使用的锅炉和大部分的工业锅炉基本上都是以煤为主要燃料，锅炉用煤普遍存在燃烧时易造成受热面的结焦、积灰和腐蚀等问题。当锅炉结焦和积灰后，锅炉蒸发量将会降低，排烟温度和烟气阻力将会上升。锅炉结焦对发电厂锅炉的安全运行造成不利影响。其危害性因结焦部位不同而异，如受热面结焦会减弱传热性能，工质的吸热量减少；炉膛水冷壁结焦会引起炉膛出口烟气温度升高和再热器壁面超温，甚至发生受热面爆管的严重事故；喷燃器出口结焦会影响煤粉气流的正常流动状态和炉内燃烧过程， 严重时结焦可能堵塞喷燃器出口，引起锅炉灭火。此外，炉膛上部积大焦掉落时还可能砸坏下部的水冷壁、 堵塞排渣口使锅炉被迫停运。因此，防止锅炉结焦是保障锅炉高效运行的一项重要任务。

1 分析热电厂锅炉结焦的原因

1.1 燃用煤的煤质因素

燃用煤种的煤质直接影响着热电厂锅炉结焦的产生。一般来讲，燃用煤煤种的灰熔点越低，煤的结焦性就越严重。锅炉在高负荷下运行时，炉膛温度很高，烟气流速较快，煤粉的灰粒处于熔融状态，极易造成炉膛等位置出现结焦。

1.2 燃用煤煤粉细度因素

煤粉较粗时其燃烧时间也较长，但当燃用煤中粗煤粉的比例过大时，则不利于燃料的充分燃烧，甚至会导致火焰拉长，造成炉膛出口处的灰在较高的温度下发生软化或熔化的反应，在炉膛出口处出现结焦的状况。

1.3 锅炉吹灰系统因素

如果锅炉的吹灰器布置的不合理，将导致锅炉的部分受热面不能进行有效吹灰而引起锅炉结焦。或者检修人员未能及时发现吹灰系统的故障，导致锅炉在高负荷运行下长时间未能进行有效吹灰。

1.4 炉膛温度和灰熔点因素

锅炉在运行过程中，随着燃烧器内温度的不断升高，当燃烧器内温度达到煤灰的熔点时煤灰开始熔化，此时锅炉内就有可能发生自然结焦。燃烧器内的温度受锅炉断面的热负荷、燃料的发热量以及燃料的水分含量等多种因素影响。结焦的本质是熔化状态的灰尘沉积在受热面上形成的。结焦的主要原因就在于会受到灰熔点的高低影响，灰的熔点和锅炉受热面的结焦程度是成反比的关系。周围的烟气中如果含有一氧化碳、氢气等还原性的气体时，就会使灰的熔点降低200℃左右。这些还原性气体存在的原因是灰成分中熔点比较高的三氧化二铁被还原成氧化铁所引起的，这二者的熔点大约相差250℃。除此之外，灰的熔点还与其在烟气中的浓度存在一定联系，排除其他干扰因素的影响，煤中的含灰量不同，其熔点也会不一样，这其中主要原因是由于灰中的不同成分在收到加热过程影响时，此时分子运动剧烈，分子之间的相互接触变得更为频繁，由此可能导致了灰的熔点逐渐降低。

2 防止锅炉结焦的策略

2.1 调整煤质

可以考虑将不同煤种的掺烧比例进行调整。比如在将小东沟的煤与小煤窑煤进行掺烧时，由于小煤窑的灰熔点较高，含灰分、水分、硫份也较大，因此若是在掺烧中使用小东沟的煤比例大，就会导致锅炉容易出现结焦现象；如果掺烧时加入小煤窑的比例偏大，就会导致锅炉燃效效率不高，运行负荷始终不能达到理想状态。通过采取不同掺烧比发现，小东沟与小煤窑的比例为7:3 时，锅炉出现的结焦现象较少，且运行负荷也可以维持的很好。

2.2 煤粉细度确保合适

煤粉粗，火焰就要相对拖长，粗粉会因为受到惯性作用而直接冲刷受热面。再则，粗煤粉的燃烧温度与烟温相比要明显高出很多，熔化比例也较高，所以在冲刷后墙时比较容易引起结焦。但是，如果煤粉太细又会导致制粉系统出力不能达到要求，而且还会造成炉膛出口温度变高，也将会引起结焦现象的出现。此外，制粉系统电耗增加也是由于煤粉太细所导致的。因此通常应保证锅炉中的煤粉细度始终保持控制在R90=20%左右。运行人员在实际生产操作中要随时根据煤粉细度进行调整、控制风压，检修人员凭借运行人员调整风压情况以及煤粉细度情况以后再及时调整折向挡板。

2.3 定期完成吹灰工作

为了更好的保持锅炉受热面清洁干净、防止锅炉中的灰渣大量沉积，可以考虑使用吹灰器，将其安置在发电厂锅炉的受热面上，定期对该锅炉受热面完成吹扫工。从表面上看吹灰器能够发挥出良好的清洁效果，但是从实质上来看，定期吹灰工作只是暂时有效的控制结焦程度的大小，吹灰器并没有在根本上解决结焦问题。而且吹灰器存在一个明显缺点，不能达到全方位吹灰的目的，在结焦现象比较严重的地方，比如喷燃器区这种属于死角的位置，是不能完成吹灰任务的，并且在进行吹风时，还会对锅炉的燃烧工况造成影响，比如含氧量升高。所以在布置和使用吹灰器的过程中，务必要首先掌握锅炉燃烧煤种的结焦倾向性，这样才能够确保锅炉受热面的积灰清理工作得到及时有效的解决。

2.4 控制炉膛出口的烟气温度

炉膛出口的烟气温度必须保持在920℃以下，前屏出口管壁温度、后屏出口管壁温度、对流过热器进出口管壁温度以及再热器进出口管壁温度严格不允许超过规程规定值，一旦发现问题需要迅速调整处理：如果经过调整处理依然不能将以上温度降低到合理范围时，此刻就应采用降低锅炉符合的方式进行处理。

2.5 合理选用除焦剂

除焦剂属于一种化学药剂，它能够同锅炉内的焦渣发生一定的化学反应，从而使焦渣变的疏松软化。当前来看因为它的作用范围较为广泛，对从炉膛到烟道的各级受热面都具有很好的效用，并且这种除焦方法见效的时间还比较长，因此对于那些不容易吹扫而且还比较硬的结焦，选择采用合适的除焦剂，就能使灰渣变得更为疏松一些，对后续的清扫工作来说也将变得更为容易。

3 结束语

在现阶段的发展过程中，虽然对于许多热电厂来说，锅炉结焦运行问题还有待进一步的解决，但是针对这一问题，我国热电厂为了找出合理的解决策略始终在进行着研究与分析工作。热电厂的未来发展对于我国整体的发展与建设起到重要的作用，我国相关技术水平的提高将很好地带动国家许多其他项目的进一步发展，这将使我国未来的发展前景更为广阔。

参考文献
[1]李彦林.燃烧锅炉积灰结渣试验研究与工程应用.石油工业出版社.

[2]张勇.针对发电厂锅炉结焦运行的全面探讨[J].科技创新导报,2016,13(12):64-65.

[3]贺云龙.关于发电厂锅炉结焦的原因分析及对策[J].电力系统装备，2018,(12):156.