鍋爐落煤口結(jié)焦問(wèn)題原因和處理辦法研究

王宏星 劉玉東 喬方浩

（河南省煤氣（集團(tuán)）有限責(zé)任公司義馬氣化廠 河南義馬 472300）

氣化廠2臺(tái)鍋爐屬于循壞硫化鍋爐，其運(yùn)行中具有以下的優(yōu)點(diǎn)。①擁有煤潔凈燃燒發(fā)電的核心技術(shù)，能夠高效地運(yùn)用灰渣進(jìn)行循環(huán)利用。②它具有高環(huán)保性和高適應(yīng)性，能夠燃燒多種形式的煤燃料。同時(shí)循環(huán)硫化鍋爐也具有較大的缺陷，即給煤系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定，給煤分布的不均勻。由此可知，鍋爐給煤系統(tǒng)的缺點(diǎn)是造成鍋爐運(yùn)行問(wèn)題的主要原因。

1 爐膛落煤口結(jié)焦具體原因分析

鍋爐結(jié)構(gòu)主要有布風(fēng)裝置、爐膛、氣固分離器、回送裝置。其中鍋爐燃燒方式是次混煤進(jìn)入爐膛內(nèi)以氣固流態(tài)方式燃燒。爐膛內(nèi)下部錐段具有大顆粒高濃度的燃料的區(qū)域?yàn)槊芟鄥^(qū)，爐膛中部具有小顆粒和低溶度的氣固兩相流區(qū)為稀相區(qū)，稀相區(qū)通常位于爐膛的二次風(fēng)碰口上。當(dāng)上升氣流將一些稀相區(qū)的微小物料帶出爐膛時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大部分的顆粒被氣固分離器收集下來(lái)，再次通過(guò)回送裝置回頭爐膛內(nèi)燃燒。最終，才會(huì)使小顆粒物體離開(kāi)分離器，進(jìn)入到排放裝置中，通過(guò)放熱或排氣使鍋爐形成一個(gè)燃燒發(fā)電的循環(huán)。

氣化廠鍋爐以爐后墻給煤方式進(jìn)行燃料添加，流化床鍋爐單爐配備的2臺(tái)給煤機(jī)4根落煤管以57°傾斜度自流到鍋爐膛中進(jìn)行燃燒發(fā)電。主要系統(tǒng)運(yùn)行情況如圖1所示。

圖1 落煤口結(jié)焦示意圖

已知燃煤在爐前墻據(jù)布風(fēng)板上1m左右的位置進(jìn)入爐膛。當(dāng)鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，鍋爐無(wú)傾斜角度，燃煤進(jìn)入鍋爐的位置發(fā)生了改變，由原本1m左右處入爐轉(zhuǎn)變由爐內(nèi)物料密相區(qū)爐內(nèi)物料稀相區(qū)之間的臨界處入爐。所以當(dāng)燃煤進(jìn)入爐膛燃燒時(shí)，大多數(shù)大顆粒的次煤都直接落入熱床料區(qū)，進(jìn)行混合燃燒。而體積小的次煤會(huì)流入爐膛口，被爐膛口的風(fēng)阻擋，使其滯留在膛口。當(dāng)爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒時(shí)，膛口滯留的小顆粒煤也會(huì)受熱燃燒。對(duì)于煤炭燃燒程度而言，其燃燒時(shí)整體溫度不具有一致性，即燃燒中局部會(huì)產(chǎn)生高溫，局部保持常溫不變，而當(dāng)高溫燃煤的溫度達(dá)到了煤整體軟化變形溫度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生高溫結(jié)焦?？傊?，入爐時(shí)由于個(gè)別因素停滯在爐口的小顆粒煤快速燃燒導(dǎo)致煤局部高溫結(jié)焦是落煤口結(jié)焦的主要原因。

2 落煤口結(jié)焦問(wèn)題處理方法

通過(guò)對(duì)鍋爐落煤口結(jié)焦情況的觀察分析可以得知，減少小顆粒煤在爐口的停滯程度是減少落煤口結(jié)焦的最主要的措施。而減少煤的停滯程度最重要的方式是改造燃煤進(jìn)入鍋爐的方式。主要改造方式如下：首先是改變?cè)凶杂陕潴w式的落煤方式，改造為風(fēng)口播散給煤的方式給鍋爐爐膛給料。風(fēng)口播散給煤方式主要是通過(guò)對(duì)落煤管的根部開(kāi)一個(gè)矩形孔，同時(shí)將壓力較強(qiáng)的風(fēng)引入矩形孔，通過(guò)扁平鴨嘴狀的噴嘴傳播風(fēng)使?fàn)t膛內(nèi)的燃煤能夠快速冷卻和均衡播散在整個(gè)爐膛中，主要設(shè)備如圖2所示。

圖2 改造后的給煤方式和相關(guān)設(shè)備

這一給煤方式的改造的主要原理如下所示：

（1）扁平鴨嘴狀噴射出的風(fēng)能夠?qū)⑦M(jìn)入爐膛內(nèi)小顆粒的燃煤吹散成停留在爐口扁平狀風(fēng)膜；同時(shí)將其他的燃煤托起并均勻播散到爐膛內(nèi)，從而改善顆粒煤在爐口停滯問(wèn)題；

（2）由于給煤口的風(fēng)主要是為了冷卻燃煤所以風(fēng)的溫度較低，所以給煤口的風(fēng)進(jìn)入爐膛內(nèi)可以有效地降低鍋爐入口的溫度，從而防止了原先燃煤局部溫度過(guò)高，阻斷了結(jié)焦的溫度條件。最終高效地避免落煤口結(jié)焦的問(wèn)題。由此可知，改造的方式具有簡(jiǎn)潔性，能夠有效地改變結(jié)焦現(xiàn)象。操作性較高。

同時(shí)，該鍋爐優(yōu)化了播煤風(fēng)設(shè)備，帶來(lái)了以下改革：

（1）改變了播煤風(fēng)的角度，促使其能夠進(jìn)行到爐內(nèi)最適合的燃燒位置，進(jìn)行充分燃燒。

（2）改變了播煤風(fēng)的風(fēng)量控制，促使其能按照燃料的大小調(diào)節(jié)風(fēng)量。

（3）改變了上下播煤風(fēng)的風(fēng)量配比，使風(fēng)能能夠在爐膛內(nèi)形成一個(gè)氣壓差，加大對(duì)煤炭的位置的控制。

3 落煤口結(jié)焦問(wèn)題處理方法的優(yōu)勢(shì)

改革后的入煤方式投入到具體操作中，顯示強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)。2臺(tái)鍋爐采用不同的給煤方式，形成了不一樣的工作強(qiáng)度和工作效益。

兩臺(tái)鍋爐，可以支持每臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行可以產(chǎn)生12000kW的電量，創(chuàng)造25萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。采用改造后的給煤方式使得鍋爐能夠正常每天運(yùn)行。工作人員每天的工作強(qiáng)度為8h。平均每個(gè)月為該單位節(jié)約了啟動(dòng)鍋爐需用的凈煤氣2萬(wàn)m3，采用的是價(jià)格2.1元/m3的凈煤氣，即共節(jié)約42000元，同時(shí)節(jié)約了啟動(dòng)鍋爐的除鹽水130余t，即鍋爐在一個(gè)月內(nèi)順暢運(yùn)行，一共節(jié)約了46000元。最終計(jì)算得出一共是節(jié)約了20余萬(wàn)左右的經(jīng)濟(jì)?？傊?，改革后的入爐方式，在無(wú)形之中創(chuàng)造20余萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)減緩了工作人員的工作強(qiáng)度。促使燃煤高效燃燒，在同等發(fā)電量中，節(jié)約使用次煤5t，節(jié)約了1萬(wàn)元?？傊?，減少停爐的次數(shù)，能夠彌補(bǔ)大量的經(jīng)濟(jì)損失。

改革使鍋爐燃煤進(jìn)入鍋爐在入爐口處易造成結(jié)焦塊的現(xiàn)象徹底消失，并且有效地避免了工作人員清理堵塞問(wèn)題時(shí)的停機(jī)問(wèn)題，保障了工作人員處理堵塞時(shí)所產(chǎn)生的生命威脅。通過(guò)落煤管進(jìn)行加裝播散風(fēng)設(shè)備后，高效地提高了次煤的分布程度，提高煤炭的燃燒程度，實(shí)現(xiàn)了徹底燃燒，避免了大量灰渣的出現(xiàn)。提高了資源的有效利用，增加了工廠的經(jīng)濟(jì)效益。減少了工作人員對(duì)落煤管的清理工作，減少對(duì)落煤管的拆卸清洗，有效地提高了落煤管的使用壽命，同時(shí)降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于改造方法采用的是加塞播散風(fēng)設(shè)備，其操作起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要高設(shè)備和技術(shù)支持，前期投入少，方便推廣。

4 結(jié)束語(yǔ)

鍋爐給煤入爐方式的改革，有效地解決了入爐口結(jié)焦的問(wèn)題，從根本上改變因?yàn)榻Y(jié)焦所產(chǎn)生的人工損失，同時(shí)使結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)停爐情況的徹底消失，減少了經(jīng)濟(jì)損失。從而保證了發(fā)電組發(fā)電的順暢和高效。總而言之，鍋爐落煤口的結(jié)焦問(wèn)題的有效解決，提高了鍋爐設(shè)備運(yùn)行的有序性和高效安全性，因而，可以在各個(gè)行業(yè)中存在同樣結(jié)焦問(wèn)題的鍋爐上進(jìn)行推廣使用，促進(jìn)鍋爐運(yùn)作的高效性。

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