淺談防止鍋爐結焦運行控制措施

馮 磊

福建省鴻山熱電有限責任公司,福建 石獅 362712

當前國內發電企業仍以燃煤的火電為主，而鍋爐在燃燒過程中，受熱面經常會出現不同程度結焦問題，造成傳熱熱阻增加，排煙損失增加，嚴重結焦會造成機組被迫停運，使機組效率降低，可用率降低，嚴重威脅著機組的經濟運行。本文針對福建省鴻山熱電有限責任公司（以下簡稱鴻山熱電廠）的實際運行狀況，全面分析鍋爐結焦的主要原因，并進行深入分析，通過有效的控制應對措施，對同類鍋爐的安全運行具有較好的參考價值。

1 設備概況

該鍋爐型號為HG-1962/25.4-YM3。鍋爐燃燒方式為前、后墻各3層（每層各有5只）對沖燃燒。在燃燒器上方布置1層燃燼風，其中前、后墻各5只，兩側墻各3只，共16只燃燼風口，用來補充燃燒后期所需要的空氣，同時實現分級燃燒，降低爐內平均溫度，減少 NOx的生成[1]。

2 鍋爐結焦原因分析

（1）煤質因素。軟化溫度的高低是判別煤灰是否易結焦的重要指標，煤的灰熔點低于1100℃，則這種煤非常容易結成焦塊。本研究中設計煤種為神華煙煤，其軟化溫度為1150℃，也是易結焦煤種。

（2）安裝偏離設計因素的影響。鍋爐容積及鍋爐長期超負荷運行，造成爐膛局部熱負荷偏高；爐膛受熱面管壁布置不當，水冷壁管距間安裝偏離設計值，造成吸熱不均；爐膛左右側熱負荷偏差大，出口煙溫偏離設計值過高；爐膛燃用中火焰中心過高等因素，都可能鍋爐結焦可能因素，如鴻山熱電廠兩臺機組鍋爐同型號，但運行中1號機組明顯較2號機組更能適應低灰熔點煤質。

（3）燃燒調整不當影響因素。 爐溫超過燃煤灰熔點溫度時，會造成高溫結焦。如果配風不當，煤燃燒不完全，會降低灰熔點(300～350℃)，雖然爐膛出口煙溫低于燃煤的軟化溫度，但仍會造成結焦的可能。

（4）清焦不及時。渣倉積渣、看火孔積焦、鍋爐受熱面結焦等未及時清理均有可能造成鍋爐大面積結焦。

（5）爐膛配風不合理或火焰中心偏斜貼壁。燃燒器損壞、一次風粉速度過低、燃料風開度過小（剛性不足）、空氣動力場不合格等因素易造成煤粉氣流刷墻結焦。

（6）鍋爐長時間高負荷或過負荷運行。

（7）制粉系統運行方式不合理，或鍋爐燃燒配風調整不當，造成爐內局部熱負荷過高。磨煤機運行參數控制超規范，如出口溫度過高、一次風率過低、分離器轉速過高造成煤粉調整過細使著火點提前，造成噴燃器口結焦。

（8）鍋爐運行中送風量偏低，氧量設置過低，造成鍋爐低氧運行而產生結焦。

（9）鍋爐吹灰器長期不能正常投入，短吹影響水冷壁，而長吹主要影響屏過，大量掛焦將嚴重影響鍋爐安全運行。

（10）磨煤機出口風粉溫度偏低。使火焰中心上移，造成爐膛出口處及其后部的受熱面結渣。

3 鍋爐結焦主要現象

（1）鍋爐水冷壁局部、燃燒器周圍、冷灰斗等處有焦渣聚集。

（2）鍋爐煤水比降低，鍋爐效率降低，鍋爐管壁溫度局部超溫，鍋爐出口溫度、過熱器、再熱器出口或沿程蒸汽溫度出現明顯偏差，一、二級過熱器減溫水調門不正常升高或降低。

（3）燃燒器結焦嚴重時，易造成燃燒不穩定或掉焦時負壓波動，爐膛出現明顯熱負荷不均，各受熱面金屬溫度偏差增大。

（4）鍋爐排渣量增大，掉大焦等，底渣出現較多的大塊渣極易造成撈渣系統卡澀，同時有可能造成渣斗堵渣。

4 防止鍋爐結焦控制措施

（1）各值長每班應安排專人按防止鍋爐結焦檢查標準進行兩次檢查，發現積灰、結焦現象應及時清理，如無法清理，匯報值長組織人員清理。

（2）加強鍋爐運行中參數的分析。運行人員應定期檢查鍋爐的結渣情況，尤其在燃用低熔點煤質期間，應加強檢查次數。當發現有明顯結渣情況時，應及時向鍋爐專業工程師匯報處理。應經常分析鍋爐運行參數，重點分析排煙溫度，減溫水量的變化，分析過熱器、再熱器管壁溫度變化情況。對比歷史曲線發現鍋爐在相同負荷工況下，若減溫水量異常變大和過熱器、再熱器管壁超溫等情況發生，應適當降低鍋爐負荷運行，并加強鍋爐吹灰。

（3）鍋爐有結焦現象時，應及時聯系燃料專業人員調整配煤方式，降低鍋爐結焦可能性。

（4）無特殊情況時，應嚴格執行鍋爐吹灰規定，不得擅自更改吹灰順序，保證鍋爐受熱面清潔；同時應根據鍋爐的掉焦、結焦情況和爐膛出口煙溫變化，及時調整吹灰的方式和吹灰器投運數量和頻率。運行中發現再熱器兩側氣溫出現明顯偏差時，除調整鍋爐燃燒外，應增加過熱器和再熱器吹灰器投運數量。運行人員也可以結合鍋爐負荷情況，增減吹灰器的投入數量。

（5）運行中應特別加強對制粉系統運行參數的監視和分析，保證磨煤機的出口溫度、一次風量和煤粉細度在正常范圍內。如果發現燃燒器口附近結焦，應適當降低磨煤機分離器轉速，降低煤粉細度、降低出口溫度、適當增加一次風率或者適當降低對應的磨煤機出力，將其出力轉移，推遲燃燒器著火點。

（6）加強爐膛二次風風箱差壓的控制調整。二次風可控制燃燒器的旋流強度，而風箱差壓可以直接反映，它對CO濃度和控制貼壁氧量有重要影響。運行中應適度降低爐膛風箱壓差，從而控制爐膛四周貼壁的CO濃度，減少還原性氣氛的生產，對減輕結渣非常有利。

（7）控制合適的煤粉細度。調整煤粉細度可有效地控制噴燃器口的著火點，如提升煤粉系統能有效地縮短火焰行程，控制火焰中心高度，降低爐膛出口煙溫，使爐膛內主燃區燃燒增強，從而降低燃燼區的火焰強度，對抑制燃燼區的還原性氣氛有利，減少分隔屏和部位結渣傾向。

（8）合理調整制粉系統的運行方式，在保證鍋爐燃燒安全的前提下盡量分散對稱投運。避免鍋爐局部熱負荷偏高，造成爐膛內管壁局部高溫腐蝕或出現結焦的可能。同時應努力調整制粉系統的運行方式，盡量燃用下層磨煤機，盡可能地降低爐膛出口溫度。

（9）如果燃燒區域結焦，通過看火孔是否因一次風粉剛性不足，煤粉流刷墻所致，可適當提高一次風速及二次風電動調節擋板開度，避免火焰刷墻結焦。

（10）鍋爐有結焦現象時，應及時調整燃燒方式。適當增加總風量提高氧量運行，抑制還原性氣氛的產生（省煤器出口含氧量在450～600 MW，可提高至4.5%～5.5%）；提高一次風率推遲著火點位置，防止燃燒器和爐膛結渣（但不能太高否則易造成脫火或沖墻，建議單臺磨最大風量不大于105 t/h）。

（11）根據電網要求采取變負荷運行有利于控制掉渣，但升降負荷過程不宜太快，以免大面積掉渣導致渣倉堵死。

（12）鍋爐結焦嚴重時，應及時加強鍋爐煙道吹灰，可適當降低風箱與爐膛差壓，適當降低燃盡風量并增加整體爐膛的過量空氣系數運行。

（13）如果渣倉渣量較多時，應通知除灰專業人員，利用爐底渣系統的關斷門進行擠壓，并組織人員清焦，經采取措施無效后，應申請降低鍋爐負荷。

（14）如底渣系統故障在50 min內無法處理好時，應匯報生產副廠長并申請降負荷處理，組織人員進行撈渣；如果底渣系統故障運行中無法處理時，應申請停爐處理；底渣系統故障處理過程若積渣滿至渣倉上部入孔門處，應經主管生產副總經理批準后申請停爐處理。

（15）除上述措施外，鍋爐運行中可使用除焦劑對緩解鍋爐結焦、防止鍋爐掉大焦起到較好的效果。在鍋爐結焦情況明顯時，應視情況添加除焦劑。

5 防止鍋爐結焦檢查項目

（1）確認鍋爐各受熱面及爐墻情況是否正常，保溫完好，各受熱面壁溫正常。

（2）檢查鍋爐各看火孔、入孔門確已關好，減少漏風對燃燒的影響。

（3）逐個打開爐各看火孔檢查煤粉燃燒情況，火焰是否有偏斜、沖刷水冷壁，回火、卷吸、著火是否正常（注意正火面與背火面燃燒情況）。

（4）逐個檢查各噴燃器口結焦情況，并應及時清理。

（5）通過CRT顯示器畫面判斷火檢、煤檢是否正常，有無焦擋住。

（6）檢查就地火焰觀察孔是否有結焦。

（7）檢查爐底干渣機系統是否運行正常。

（8）檢查撈渣機內出渣情況，看是否有大塊的焦塊。

（9）定期檢查相同負荷下的分離器出口溫度及燃料情況，可以輔助判定水冷壁是否有結焦發生，升、降負荷工況應到撈渣機處理檢查是否有掉焦。

6 結語

結焦直接影響著鍋爐機組的安全、經濟、穩定運行，是當前火電廠普遍存在的難題。因此，保證鍋爐運行中受熱面清潔，通過對鍋爐運行中參數的不斷分析，總結出合理有效的運行控制措施，控制并解決鍋爐結焦的產生，將能有效地保證火電廠生產成本，對鍋爐長期安全經濟運行有著重要意義。