淺析電廠鍋爐結焦問題原因

周森 劉賀玲

摘要：煤炭是電廠鍋爐的主要燃料，煤炭在燃燒的過程中會釋放很多的灰粒、硫和氮的氧化物和其他物質。在鍋爐運行過程中，有時這些物質會沉積在表面受熱從而造成表面的結焦。這種現象有很大的危害，它會損壞設備、甚至發生人身傷害事故，從而導致鍋爐運行的經濟性降低，進而影響鍋爐的安全運行。本文對此問題的原因和危害進行了分析，并提出了科學合理的解決措施。

關鍵詞：電廠鍋爐結焦 產生原因 危害 解決措施

中圖分類號：TM6文獻標識碼： A 文章編號：

引言

中國是世界上最大的煤炭生產和煤炭消費國，在中國的能源結構中，占主導地位的仍然是煤炭。火電依然在中國的占據主要的電力供應，這種情況不會在短期內改變。煤炭具有特殊的品質，它在燃燒的過程中會釋放大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物質、這些物質容易沉積，進而造成結焦。鍋爐的結焦是電廠運行中較為常見的問題，也會工作人員急需解決的問題。然而解決鍋爐的結焦問題，必須找到它的成因，才能有的放矢，科學快速的解決問題。從而保證電廠經濟有效地運行，保證資源的節約利用，保證人民的生命財產安全。可見，我們極其有必要對電廠鍋爐結焦問題進行探析。

一、 什么是鍋爐結焦及其分類

鍋爐結焦是電廠運行中十分常見的現象。煤炭在燃燒的過程中會釋放很多的灰粒、硫和氮的氧化物等物質。這些物質會隨著煙氣一起運動，飛到爐膛水冷壁被冷卻進而凝固，最后形成一層疏松的灰層。灰層凝結粘附在煙氣沖刷的受熱面或爐墻上以及飛灰顆粒表面，最終導致電廠鍋爐結焦。

根據其結焦原因的分析，鍋爐結焦可以分為兩類，即高溫結焦和鍋爐積灰。鍋爐結渣指的是煤炭中的灰分受到爐膛燃燒火焰的極高的溫度變為液體，然后又在爐膛內水冷壁冷卻的作用下從液態狀態逐漸變為固態粘結在受熱面上，就形成了結渣。鍋爐積灰指的是在鍋爐中煤炭不完全燃燒時，很多碳顆粒未燃盡，然后在吸收其他煙氣形成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽受冷凝結在受熱面管壁上形成水泥狀的堵灰。同時，硫酸蒸汽流到熱面管束時，也可能受到靜電或者摩擦阻力的影響，形成鍋爐積灰。

二、鍋爐結焦的原因

鍋爐結焦的原因有很多種，比如說爐膛內溫度高低、鍋爐爐膛結構、煤質特性等等。下面本文將一一進行探討。

（一）鍋爐爐膛溫度及其結構

一般來說，鍋爐爐膛的溫度越高，產導致結焦的機會就會越大。因為在高溫下，煤炭燃燒產生的飛灰就越容易從固體達到軟化狀態。同時，煤粉燃燒產生的易揮發的氣化，如硫和氮等也越強烈。這就會為鍋爐結焦創造前提。

鍋爐爐膛結構對鍋爐結焦也有很大的的影響。比如說，鍋爐鍋爐爐膛的尺寸、容積熱負荷、斷面熱負荷等，都會影響鍋爐的結焦。我們應當選用爐膛尺寸和截面積較大的鍋爐，因為這樣可以有效增加爐膛的吸熱量，使得煙氣的溫度不至于過高，這樣水冷壁就不容易結焦。對于鍋爐的選型設計選擇，應當選用較低的爐膛容積熱負荷，可以起到防止鍋爐結焦的作用。因為當鍋爐高負荷連續運行時，爐膛容積熱負荷增加，迅速升高的溫度，使的灰粒不容易冷卻，容易在吹灰器吹不到的區域產生積灰，當熔融的積灰粘結在上面時，會造成大面積的結渣。

（二）煤粉的特性

煤粉的特性對于結焦的影響是起主要作用的。煤粉在燃燒時的軟化溫度是煤灰是否容易結焦的主要指標。當煤粉中堿性氧化物含量大時，容易結焦；而當煤粉中氧化硅和氧化鋁含量比較大時，鍋爐就不容易結焦。同時煤粉不能過粗，煤粉過粗會導致燃燒中心的上移，更接近爐膛口，導致受熱面被煙氣直接沖刷。從而在爐膛口處容易出現結焦。反之，煤粉太過細的話，燃燒中心前移，噴燃器口附近容易結焦。因此應當選擇粗細合適的煤粉。

（三）灰分熔點

造成鍋爐結焦的本質原因在于，處于熔化或軟化狀態下的飛灰沉積在了受熱面之上。如果能夠降低飛灰的熔點就能有效解決鍋爐結焦的問題。化學組成決定成分灰分的熔點。因此應當減少灰分中熔點較高的物質，增加熔點較低的物質。比如可以通過增加煤中FeS2的含量，就可以降低灰分的熔點。其次，可以增加CO2、H2等還原氣體，改變周圍的介質，還原灰分中的高價化合物，來降低灰分的熔點。最后，可以燃燒含灰濃度低的煤炭，也可以有效降低結渣。

三、鍋爐結焦的危害

鍋爐結焦危害很大主要表現在以下方面。

汽水管會因結焦會引起的過熱汽溫以及再熱汽溫而爆破。同時會降低鍋爐出力，造成被迫停爐的嚴重后果，降低鍋爐效率，增加引風機耗電量會，這些都會使設備的使用壽命大大縮短鍋爐。

結焦造成的大塊灰渣，存在運輸困難的問題。嚴重的時候，會過載導致跳閘，堵塞渣溝。有時這些大塊的灰渣會從鍋爐脫落，砸壞水冷壁。若水冷壁全面結焦，不得不停工進行人為清理。如果大塊灰渣掉在撈渣機，則撈渣機會因產生的大量水蒸汽受到破環，引起燃燒器附近嚴重的煤粉著火，進而造成鍋爐滅火。

四、結焦的防治措施

要解決鍋爐結焦的問題最重要的是做好結焦的防治，做好結焦的防治應當從電廠的各個環節做起。

（一）首先做好燃煤管理

燃煤管理包括采購、進場管理、摻燒等環節。

預防鍋爐結焦的第一步是燃煤采購。電廠在組織燃料采購時應嚴格把關煤種的質量，比如選擇灰分、灰熔點、水分等主要特性好的煤種。煤的成分比較穩定、含灰量以及含石量要少。 對于燃煤的進場管理，應當嚴格把關入場煤的質量，杜絕不符合電廠鍋爐燃燒要求的劣質煤進場，維護鍋爐的有效運行。在摻燒這一環節，應當在充分了解各種煤的主要特性的基礎上，合理摻燒不同煤種。準確地記錄好各煤種的入爐化驗數據分析，防止鍋爐結焦的產生。

（二）做好燃燒工作

做好燃燒工作，首先冷態動力場要確保是沒有問題的。組織進行反復的檢查、調整。在線監視對爐膛出口煙溫（或高溫受熱面管壁溫度）。保證爐內各角風量基本平衡、擋板位置最佳、配風方式合理。在運行過程中，調整好熱態運行的燃燒，合理調配各一次風和二次風的運行風門開度以及運行氧量。保證煤粉燃燒完全。確保、穩定、安全的運行鍋爐。

確定煤粉粗細度

不同的煤粉混合摻燒，要合理確定煤粉的粗細度以及煤粉的塊大小粒以及均勻度。使煤粉充分燃燒，避免導致結焦的不良后果。在煤粉細度選擇的選擇過程中,應綜合考慮多種因素，比如煤粉是否能夠穩燃、是否會出現爐膛及爐膛口受熱面結焦、不完全燃燒的機械損失、因制粉產生的電耗等。同時，如果煤質出現問題，比如煤的灰熔點比較低，可以通過配煤的渠道來解決這個問題。

（三）定期的檢查

輸渣皮帶的運行情況應經常檢查，在發現運行皮帶上無渣的情況下，應立即匯報到上級。其次，渣斗缺水時會導致的結大焦現問題，因此渣斗的水位要確保正常。定期觀察爐膛底部灰斗落渣情況，及時聯系檢修處理。定期維護撈渣機，檢修碎渣機。在運行時因為燃燒的煤種發熱量較高，下層火咀的運行要盡可能的保持，火焰中心要盡可能的降低。防止過熱器處出現結焦的現象。加強監視和調整爐膛負壓的，防止大焦塊導致滅火的事故。嚴格的監視入口煙溫度的過高，嚴格控制，防止出現煙道受熱面的結焦。

五、結論

由于中國國情的原因，中國在未來的一段時間仍然會繼續使用以煤炭為主要燃料的火電廠。本文仔細分析了電廠鍋爐結焦的問題，提出了鍋爐燃燒應采用調整措施,為保證鍋爐安全運行提出了寶貴的的意見。為了防止出現鍋爐結焦的問題，我們應當弄清電廠鍋爐結焦問題產生的原因，嚴格執行各項防焦技術措施，這樣才能有效地預防鍋爐出現結焦，優化鍋爐運行的狀況，極大地提高鍋爐運行的科學性、安全性和以及經濟性。

參考文獻：

1、趙和權;淺析鍋爐結焦[J];黑龍江電力;1987年02期

2、王宇;蘇國利;電廠鍋爐結焦問題的原因分析及預防探討[J];內蒙古石油化工;2008年17期

3、段小云;廣州珠江電廠鍋爐結焦原因分析及防止措施[J];重慶電力高等專科學校學報;2006年04期

4、禹小明;我廠余熱電站及CPC鍋爐結焦的原因和處理[A];2004年晉冀魯豫鄂蒙川云貴甘滬十一省市區機械工程學會學術年會論文集（河南分冊）[C];2004年

5、鄭旭;;鍋爐結焦的危害、原因及預防措施[J];內蒙古石油化工;2010年19期

6、洪日生;電廠鍋爐結焦問題的原因分析[J];黑龍江科技信息;2009年36期

7、王梅;劉素蘭;胡小鋒;彭坤;;廢渣添加劑對型煤理化指標影響的實驗研究[A];2004年全國冶金物理化學學術會議專輯[C];2004年

8、房倚天;程中虎;馬小云;黃戒介;王洋;;加壓灰熔聚流化床粉煤氣化技術進展及加壓流態化基礎研究[A];中國顆粒學會2006年年會暨海峽兩岸顆粒技術研討會論文集[C];2006年

9、鄭旭;鍋爐結焦的危害、原因及預防措施[J];內蒙古石油化工;2010年19期

10、羅曉;鍋爐結焦的原因分析與預防[J];石油化工安全技術;2001年06期

11、唐軍生;;淺談鍋爐結焦及防治[J];廣西電業;2005年11期

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。