電廠鍋爐結焦的原因及防治措施分析

徐錫貴

摘要：直流鍋爐結焦主要原因是實際燃燒煤種較大程度地偏離設計煤種，爐膛界面熱負荷較小，當煤質波動時增加了爐膛出口結焦的機會;燃燒含硫量大于0.8%的煤時增加了結焦的可能性;在燃燒方面，高負荷時爐膛出口含氧量偏低、燃燒器的配風或多或少存在缺陷、鍋爐長期低負荷運行無法全面吹灰等因素都會加劇結焦;鍋爐吹灰器的布置存在不合理的地方，使結焦不能及時清除。

關鍵詞：電廠鍋爐;結焦;原因;防治措施

鍋爐由東方鍋爐（集團）股份有限公司獨立設計，為單爐膛、超臨界、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、露天布置、全鋼構架懸吊結構Π型結構，變壓運行直流鍋爐。鍋爐燃燒系統采用東方鍋爐自行設計的外濃內淡型低NOX旋流煤粉燃燒器，采用對沖式燃燒，滿足燃燒穩定、高效、可靠、低NOX的要求。點火及助燃油采用0#輕柴油，鍋爐采用兩級點火，即高能點火器點燃輕柴油，輕柴油點燃煤粉。2015年9月神華國華孟津發電有限責任公司進行#1鍋爐氣化微油點火技術改造工程，#1鍋爐8臺（A/C層）燃燒器氣化微油點火技術改造，內容包括冷風蒸汽加熱系統、鍋爐改造煤粉燃燒器及油槍及油系統管路閥門、配風系統管路閥門、火檢及控制系統部分。

1、設備內容

在大型火力發電廠中主要采用直流爐，它的主要特點是鍋爐給水靠給水泵的壓頭，一次通過鍋爐各受熱面產生蒸汽，直流鍋爐隊負荷變化比較敏感，鍋爐工作壓力變化較快，如果燃料、給水等比例失調，會影響穩定燃燒。同時直流路以燃煤的參數臨界點，通過改變壓力的方式來運行鍋爐，不僅使得鍋爐能夠處于一個良好的燃燒環境，還能夠使其受到保護。

2、對結焦中存在的問題進行研究考察

2.1煤里所含的種類比較多，熔點降低，容易結焦

在對煤進行燃燒的時候會發現不同性質的煤的軟化溫度不是一樣的，經過一系列的混合后的熔點也不是簡單的對其進行簡單的相加，它會發生相應的變化，性質相差越多的煤它的變化程度就會越大，很難判斷。除此之外，含有馬克煤的燃煤的熔點會更低，這就使得出現結焦的現象更加常見。

2.2煤中含有較多的堿金屬，使得鍋爐結渣

經過分析鍋爐的結渣問題會發現其主要原因就是因為燃煤中有過多的堿金屬。常見的廣匯煤中就含有較多數量的Na，在受熱時Na會揮發，進而會形成一些沉積物，時間久了就會使得鍋爐不能正常的傳熱，這樣就會出現結渣的現象。

2.3沒有足夠的吹灰器

經過實驗我們發現吹灰器是一個很重要的設備，它可以在一定程度內改善鍋爐結焦的現象，實際上吹灰器的工作原理是在一個特定的容器內對空氣和燃氣進行混合，之后通過一系列的步驟使得其能夠發生爆燃，這樣就會有高溫、高壓的氣體生成，以特定的形式進入鍋爐里，之后會對鍋爐表面的灰塵進行清理，將其帶出爐外，因此在條件運允許的情況下可以增加吹灰器的數量，這樣就可以在一定程度上降低出現結焦的現象。

3、對燃燒進行合理調整

調整燃燒的進行可以通過以下幾個方面來進行：一是對一次風的均勻性進行調整，對風管進行一定的調整，這樣會改善風量的均勻程度，不會出現很大的誤差;二是對煤粉進行調整控制，研究表明，采用很細的煤粉可以有效地降低結焦問題的發生，調整后可以使得煤粉能夠充分的燃燒，這樣就不會有大量的沉積物;三是改變煤種的混合比例，在對煤進行摻雜的時候一定要保證廣匯煤的質量不超過總質量的一半，過高成分的硫會加大出現結焦的可能;四就是改善鍋爐漏風的現象，有些結焦比較嚴重的鍋爐，人們往往會選擇以人工的方式進行清除，這樣會使得漏風量加大，在處理的過程中會使得火焰集中在中心區域進行燃燒，這樣會加大結焦現象的發生，相應的部門，可以通過對鍋爐進行改裝，減緩清理口的漏風現象，這樣就可以有效地降低出現結焦地問題。

4、對出現結焦的現象進行分析

4.1煤質因素

煤質因素是導致鍋爐結焦的重要原因。以孟津電廠為例，他主要以錦界煤和義馬煤為主要摻燒煤種，錦界煤發熱量一般在5000kcal/kg以上，義馬煤在4000kcal/kg～5000 kcal/kg之間，錦界煤根據燃料庫存和特殊的運行方式會調整不同的摻燒比例，特別是近年來摻燒比例變化頻繁，鍋爐不能在某一個煤質下保持長期運行，在一定程度上促進了鍋爐結焦的發生。

4.2一次風配風不均

在鍋爐正常運行中應定期進行燃燒調整試驗，測量一次風配風情況是否均勻，如果實際磨煤機出口一次風管道風速偏差較大，同層一次風速偏差最高達20%以上，一次風速不均直接造成爐內空氣動力場組織混亂，從而導致燃燒器火焰嚴重偏斜，從而發生嚴重結焦。

4.3煤粉細度不合理

為確保鍋爐燃燒的安全性和經濟性，應每月對煤粉細度進行化驗和調整（10%≤R90≤20%）;定期對飛灰、底渣進行取樣分析（含碳量≤3%），定期對鍋爐爐膛測溫，分析爐內熱負荷分布情況，及時調整燃燒。如果煤粉偏細，導致著火提前，燃燒器區域熱負荷驟增，容易發生結焦。將煤粉細度適當調粗后，結焦狀況有所減輕。

4.4一次風量偏大

鍋爐總風量等于鍋爐兩次二次風量和一次風量之和，如果磨煤機入口一次風量實際嚴重偏高，一方面影響磨煤機出口溫度，同時鍋爐為了維持鍋爐總風量不變，則會減少二次風量，由于一次次風量過大，二次風量就會相應減少，二次風剛性就會減弱，一、二次風比例嚴重失衡，容易導致水冷壁結焦。

4.5爐底嚴重漏風

直流爐一般配置濕式撈渣機系統，爐底采用兩級水封，如果水封水位控制不當或者鍋爐掉大焦導致撈渣機漏水，使得水封破壞，造成鍋爐漏風，這樣將導致大量冷風冷灰斗處進入爐膛，鍋爐無組織漏風增大，二次風量減少，除了造成排煙溫度升高，同時火焰中心也將上移，上層燃燒器區域熱負荷升高，也將加劇鍋爐發生嚴重結焦。

5、解決對策

5.1鍋爐受熱面改造

通過在末級過熱器上增加受熱面管長度來增加換熱面積，達到冷卻爐膛出口煙氣、防止受熱面結焦的目的。孟津電廠#1爐增加了低溫省煤器和高溫省煤器，#2爐增加了高溫省煤器，在一定程度上減緩了鍋爐結焦的發生。

5.2燃煤的摻燒

當燃用煤的灰熔點比設計灰熔點低時，灰粒很容易達到軟化狀態而發生結渣，堵塞燃燒器噴嘴。因此要根據鍋爐的燃燒特性，制定合理的燃煤摻燒措施，并密切關注鍋爐燃燒的情況，如果鍋爐燃燒不好或鍋爐頻繁掉焦，應及時調整上煤比例，確保鍋爐安全穩定運行。

5.3優化鍋爐吹灰措施

根據鍋爐長期運行的情況，優化吹灰器布置，合理增加吹灰器數量，每次吹灰時保證吹灰蒸汽參數和吹灰時間符合規定。積累不同煤質摻燒比例下的鍋爐燃燒特性經驗，根據不同摻燒比例制定特定的鍋爐吹灰措施。利用停爐時機檢查爐內各個受熱面的結焦情況，便于對后續的吹灰進行優化。合理的吹灰能夠在很大程度上壁溫鍋爐結焦的發生。

6、結論

通過上文我們可以發現使用混煤燃燒的方法會對鍋爐帶來一定的副作用，使其不能正常運行，會有很大可能出現結焦或者降低負荷能力的現象，如果可以采取有效的技術加以改正，控制好煤的燃燒比例，對設備進行零件的改裝，這樣就可以在一定程度上提高鍋爐的性能，降低出現結焦的可能性，這樣就能幫助鍋爐的使用周期增強。

參考文獻

[1]王傳奇.超臨界直流鍋爐燃燒優化調整試驗研究[J].華東電力，2017，40（10）：1855-1857.

（作者單位：神華國華孟津發電有限責任公司）