350MW超臨界直流鍋爐結焦原因分析與改進

林樹亮　李建軍

摘 要：本文對超臨界直流鍋爐進行了分析，發現其在運行過程中的問題，比如冷壁結焦以及工作電荷不穩定等情況，之后分析了出現這些問題的原因，對控制燃燒的方法來解決鍋爐的運行情況進行了深入分析，還對一些鍋爐進行了改造，進而達到預期的管理目標。

關鍵詞：鍋爐；結焦；控制；燃燒；經濟性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.141

1 目前鍋爐各個方面存在的問題

（1）設備內容。有的電子廠會投入一些新型的鍋爐，比如說直流爐，它的主要特點就是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）鍋爐設備中出現的問題。2013年前后，我國的煤出產率較小、價格高，是在新疆的一些地方，煤的購買價就相對低一些，可以選用這些地區的煤來進行燃燒，鍋爐能達到工作的最好狀態就是將負荷的范圍控制在二百四十兆瓦，還不會出現太多結焦的問題。但是，如果在冬季，該鍋爐的耗用額度就會上升，并且還需要加大煤的投入力度，這就會使得在今后的過程中發現結焦的問題，出現結焦的原因主要是因為鍋爐的出口處的溫度高，并且還有大量的溫水會導致使得各個環節的進行時間受到限制，就發現了這個問題。要想在根本上解決這些結焦時出現的問題，就要保證運行的負荷程度不高于二百五十兆瓦，這樣才會使得電廠掌握生產的主動性。

2 對結焦中存在的問題進行研究考察

（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）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。

（3）各種煤在摻燒時候的比例不確定。在實際的工作中，要想真正的把煤進行合理的摻燒是很難實現的，這主要是因為在場的工作人員不夠有責任，不能準確的對所需煤量進行嚴格的把控，如果在摻燒的時候不能對煤進行合理的管控就會使得鍋爐出現結焦的問題。

（4）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。

（5）相應的工作人員對電廠的了解不足。一般地來說，有些工作人員都是第一次接觸這種直流式的鍋爐，對鍋爐的運行原理不是很了解，這樣就會增大鍋爐出現問題的可能性，再出現問題的時候不能及時進行調整，最后會使得問題越來越嚴重，最后不得不停止鍋爐的工作。

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

（1）煤質因素。機組從整套啟動開始至168小時試運結束，均采用汽運煤，煤源較雜，煤質差異性較大，低位發熱量在2 800～3 000 kcal/kg，機組正常投入運行后，原煤均為附近煤礦由輸煤皮帶直接運至鍋爐，煤質基本能夠保持穩定，熱值也有所提高，低位發熱量在3 200～3 400 kcal/kg，煤質因素是導致鍋爐結焦的重要原因。

（2）一次風配風不均。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，從而導致切圓嚴重偏斜，從而發生嚴重結焦。

（3）煤粉細度不合理。磨煤機實際煤粉細度R90基本在30%～35%左右，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）一次風量偏大。實際一次風量嚴重偏高，額定負荷下實際熱一次風溫約320℃，比額定負荷下設計值365℃低了約45℃，由于熱一次風溫偏低，導致在相同給煤量下，為了保證磨煤機出口溫度（實際為55～60℃），實際運行中不得不提高一次風量，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。

（5）爐底嚴重漏風。當結焦量較大時，為了清理渣塊，不得不打開干排渣機清渣口人工清理焦渣，這樣將導致大量冷風從清渣口進入爐膛，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 結束語

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]袁鎮福，劉志敏.電站鍋爐原理[M].中國電力出版社，1997.

[2]黃新元.電站鍋爐運行與燃燒調整[M].中國電力出版社，2003.

[3]祁清福.關于鍋爐摻燒高揮發分、易結焦煙煤調試的探討[J].中國電業，2012.

作者簡介：林樹亮（1989-），男，助理工程師，內蒙古呼和浩特人，從事350MW超臨界直流鍋爐發電生產工作。