电厂锅炉结焦原因分析及预防措施

电厂锅炉结焦原因分析及预防措施

韩晓龙

大唐临清热电有限公司 山东省聊城市临清市 252600

摘要：在火力发电过程中，主要通过锅炉燃煤提供动力。锅炉结焦会导致炉膛内温度升高，风室压力异常，影响锅炉的运行效率，增加发电成本。严重时，结焦还会引发锅炉爆炸等安全事故，给发电厂带来巨大的损失。因此，解决锅炉结焦问题对于提高发电效率、降低成本、保障安全至关重要。

关键词：电厂锅炉；结焦原因；预防措施

近年来，我国科技发展不断加快，各行业都取得了显著进步，特别是电力行业，取得了飞速发展。燃煤电厂每年需要使用大量煤炭资源作为燃料，电厂锅炉在日常运行中受不同煤质影响，如果不能完全燃烧或燃烧不良，会导致大量结焦。因此，相关技术人员需要根据不同煤质对锅炉燃烧进行相应调整，提高其燃烧率，但是相关预防性措施，只是对锅炉结焦问题起到了一定的缓解作用，并不能从根本上避免这一问题。因此，需要从煤质变化、锅炉结构及温度分布上进行全方位分析，从源头上解决锅炉结焦。

1锅炉结焦的危害

1.1 可对锅炉正常运行造成影响

锅炉结焦后会使锅炉内部的过热器、再热气处烟气温度升高，进而使管壁温度远远超出设计温度，导致锅炉正常运行造成影响。同时，在实践中发现，管壁温度长期高于设计温度容易引发爆管事故，使得电厂受到巨大经济损失。当锅炉炉膛出现局部结焦情况时，结焦部位的水冷壁吸热量降低，使得锅炉水循环的热偏差、安全性受到影响，严重时可导致水冷壁爆管。若锅炉炉膛出现大面积掉焦现象时，极有可能对水冷壁、除渣设备造成损伤，且焦块落入捞渣就会产生蒸汽，蒸汽会对捞渣机的水封造成破坏，导致大量冷风从炉底渗入锅炉内部，使燃烧器区域火焰着火状况恶化，炉膛负压产生较为强烈的波动，进而引起锅炉灭火。

1.2 可使锅炉出力降低

水冷壁结焦会使蒸发量降低，锅炉出口烟的温度、过热器温度、再热器温度升高。在此情况下，为使锅炉正常运行，相应的减温水用量会增大，进而对锅炉的出力造成不良影响。此外，锅炉出口烟温升高后会增加锅炉排烟损失、引风机电耗，可对锅炉运行效率造成影响，进而降低电厂的经济效益。

2 锅炉结焦的原因

2.1燃料性质变化原因

锅炉燃烧使用的燃料，经常性选择混合煤，不同煤炭资源燃烧性质有所不同，其结焦倾向也各不相同。选择燃料时，未合理评定燃料燃烧性质，对结焦倾向、灰沾污能力、着火稳定性等检验不完整，甚至没有做出科学化检验。如遇煤炭资源的固定含碳量减少，并且其低热值相比较于试运期间低出约500k J/kg，甚至更多，而挥发分又较标准煤高出不少，那么在燃烧的时候，由于煤质的变化，可磨系数的变化，配风又未能合理地变化，煤炭燃烧的火焰中心将会发生偏移现象，普遍出现着火提前及燃尽推迟，火焰中心朝向炉膛的上方移动，尤其在高负荷，此时锅炉内部的温度值也相对较高，更加剧了结焦的可能性。

2.2炉膛内温度

通过研究发现，燃烧器区域温度与锅炉结焦息息相关。当燃烧器区域温度越高时，灰就越容易软化、熔融，锅炉结焦就越有可能出现。具体而言，在一般炉膛温度下，某些灰熔点中等的煤并不会结焦，但热负荷集中于燃烧器区域壁面且火焰温度较高时，灰熔点中等的煤有可能结焦。因为炉膛内温度升高时，煤中含有的容易挥发的物质就会发生强烈的气化反应。比如，当炉膛出口温度较高时，极易使炉膛上部因屏式受热面、高温产生结焦现象。又如，当炉膛出口烟温不均匀时，会使温度较高的部分结渣。

2.3负荷升速率过快原因

分析对比锅炉内部掉落的大块结焦物质前期阶段的运行参数值，一般情况下，结焦物质的发生时间段固定在白天升负荷时和高负荷后的运行阶段，此时锅炉内部的温度较高，并且在此之前，负荷升速率大约在每分钟10MW左右。升负荷速度较快，将会造成炉内燃烧剧烈，伴随着磨煤机出力增加，煤粉细度难以保证，加剧了燃烧的推迟，分隔屏出现结焦现象，这将会在最短时间内大量结焦，继而出现炉膛出口温度升高过多结焦更为恶劣的恶性循环。

3 锅炉结焦应对措施

3.1重视燃煤管理

（1）燃煤采购。煤质不达标是锅炉结焦的根本原因，因此，电厂在购入燃煤时需严格把关，根据锅炉设计煤种特性进行采购。当燃煤与要求不符时，采购人员需尽可能选择成分稳定且含灰、含石量少的煤。如此，才可避免因煤质不好而造成的锅炉结焦。（2）入厂煤管理。购入燃煤后，电厂需做好管理工作，将煤矿点、煤种当作依据，按照优、劣标准原则进行燃煤堆放。此外，在燃煤入厂之前，相关人员要进行严格检查、化验，将与电厂锅炉燃烧要求不符的燃煤拒收。（3）合理掺烧。优质煤、标准煤数量较少，如果在锅炉燃烧时只考虑煤质，将会出现资源浪费的情况，电厂经济效益也会受到影响。因此，相关工作人员需基于煤种特性按照锅炉需求进行合理掺烧。

3.2建立锅炉辅机联锁保护系统

(1）风烟系统。锅炉在运行期间的氧量，主要是还原性气氛或者是氧化气氛，其对于锅炉结焦有着很大的影响。若是在锅炉运行期间，其氧量比较低，那么将会增加炉内的还原性气氛，造成煤炭的灰熔点降低，致使锅炉发生结焦问题。含铁量与灰熔点之间呈现出反比关系，若是铁量增加，灰熔点将会下降，若是不能对铁量做好严格控制，还将会对锅炉内部的气体性质产生不良影响。在锅炉内部的氧化性气氛当中，铁物质基本上以三氧化二铁的方式存在，若是在锅炉内部的氧气含量不足，将会影响还原性气氛，使得三氧化二铁发生还原反应，形成一氧化铁，灰熔点也会随之在最短时间内下降。一氧化铁与灰焦之中的氧化硅比较容易发生反应，由此形成低熔点的共晶体，此时的灰熔点将会到达165℃。如遇燃烧期间使用的煤炭质量出现变动，运行人员将不能以实际情况作为依据进行调整，导致锅炉在燃烧期间，其所选择的配风方式难以达到最优状态。

(2）吹灰系统。吹灰系统的主要作用是对锅炉内的灰尘进行吹扫，并且完成除渣工作。在运行吹灰系统时，要根据区域范围内的结焦严重度作出综合性判断，强化吹灰的次数，保证最大限度地将结焦物质清理干净。在锅炉中的主要结焦位置集中在燃烧器侧水冷壁和炉膛出口，若不及时清理，将会导致结焦聚集板结严重，直接影响炉内换热，使温度进一步升高，结焦可能性进一步增加的恶性循环。所以要在运行期间，利用吹灰系统降低结焦可能性。

3.3降低炉膛热负荷

在实践中发现，提高锅炉运行热效率可将同负荷燃料量降低，可使炉膛热负荷降低。在此情况下，燃料停留在锅炉内的时间就会延长，燃料的燃烧也会较为完全。而这可将锅炉结焦现象减少。此外，工作人员需使给水在较高温度下运行，借助其降低燃料的入炉量。

3.4 禁止长期超负荷运行

锅炉长期超负荷运行会造成气温超限，进而导致锅炉出现结焦现象。因此，电厂需要尽可能禁止长期超负荷运行。具体而言，工作人员需要定期对磨煤机风压情况进行观察、记录，并基于其变化趋势采取相应措施。比如，当发现异常情况的时候，工作人员需要即刻对风管温度进行检查、实测；当温度偏低的时候，工作人员要立刻停运，并对设备进行吹扫工作；当某一次风管温度呈现正常状态，但是，其他参与没有异常变化时，工作人员需要及时与热控人员进行联系，对粉管测点进行检查。

结论

电厂锅炉结焦问题比较常见，带来的危害也较大，不但会影响锅炉的正常运行，降低锅炉的运行效率，还会给锅炉运行带来一定的安全风险隐患，严重时导致锅炉运行停机，从而造成重大经济损失。因此，应加强对电厂锅炉问题分析，了解锅炉结焦的原因。同时，应结合相关的原因采取一些锅炉结焦预防措施，从而有效解决结焦问题，预防结焦问题再次出现，降低结焦带来的危害与影响，进一步提升锅炉燃烧发电性能，降低锅炉燃烧的成本，从而更好地推动发电厂稳定安全生产。

参考文献：

[1]张新才,董海恩.浅析电厂锅炉结焦原因及防治措施[J].电力学报,2020,026(001):81-84.

[2]赵洪波.对火电厂锅炉结焦现象及防治措施探讨[J].科技创业家,2019,000(011):123.