電廠鍋爐結焦原因及預防處理措施

張瑩銀 張偉寧

（北方聯合電力海勃灣發電廠，內蒙古 烏海 016000）

循環流化床鍋爐以其燃料適應性廣，污染物排放量低符合環保要求等優點，自它問世以來得到迅速發展，近幾年在我國也得到廣泛應用。但在設計制造和運行維護等方面都缺乏必要的經驗，因此運行中難免出現一些問題，而結焦對流化床鍋爐來說是一個最常見又較難處理的問題。

1 結焦的原理

煤在燃燒后殘存的灰分是由各種礦物成分組成的混合物，它沒有固定的由固相轉變為液相的熔融溫度。煤灰的融化過程需要經歷一個較寬的溫度區間。煤灰在高溫灼燒時某些低熔點組分開始熔融，并與另外一些組分發生反應形成復合晶體，此時它們的熔融溫度將更低。煤灰的熔融特性是判鍋爐運行中是否會結焦的主要因素之一。但實際上，影響灰熔融性的因素是多方面的。首先是煤的化學成分，這些物質在純凈狀態下熔點大都較高。但煤灰是多種復合化合物的混合物，燃燒時將結合為熔點更低的某種共熔體。其次，煤灰周圍介質的性質對灰熔融性有較大影響。當爐內處于氧化性氣氛時，灰中的鐵成氧化狀態，熔點較高。在還原性氣氛和半還原性氣氛中，Fe2O3會還原成FeO，并可能與其他氧化物形成共熔體，灰熔點隨含鐵量的增加而迅速下降。因此介質氣氛不同，會使熔點變化200℃～300℃。

2 鍋爐結焦的原因分析

結焦無論點火或正常運行中都可能發生，原因也有多種。表面上看，結焦的直接原因是局部或整體溫度超過灰熔點或燒結溫度面而粘結成塊。依此標準，常將結焦分為高溫結焦和低溫結焦兩種。當床層整體溫度低于灰渣變形溫度而由于局部超溫或低溫燒結而引起的結焦叫低溫結焦，它不僅會在啟動過程或壓火時出現在床內，也有可能出現在爐膛以外如高溫旋風分離器的灰斗內，返料機構內，灰渣中堿金屬鉀、鈉含量較高時較易發生。要避免低溫結焦，最好的辦法是保證易發地帶流化良好，顆粒混合迅速均勻或處于正常的流化狀態，這樣溫度均勻，防止結焦。

高溫結焦是指床層整體溫度水平較高而流化正常時所形成的結焦現象。當床料中含碳量過高時，如未能適時調整風量或返料量抑平床溫，就有可能出現結焦。與疏松的帶有許多嵌入的未燒結顆粒的低溫焦塊不同，從高溫焦塊表面上看基本上是熔融的，冷卻后呈深褐色并夾雜少量氣孔。無論高溫焦還是低溫焦都常在點火過程中出現，一旦生長就會迅速增長。由于燒結是個自動加劇的過程，因此焦塊長大的速度往往越來越快。另一種較難察覺的結焦是運行中的漸進性結焦，此時床溫和觀察到的流化質量都正常，這時焦塊是緩慢長大的。

2.1 漸進性結焦的主要原因有

2.1.1 布風系統制造和安裝質量不好

2.1.2 給煤中存在大塊

2.1.3 運行參數控制不當等，新建機組投運初期，應檢查風帽及風帽小孔有無錯裝或堵塞，爐內分隔墻和耐火層邊角處和頂角設計是否適當。為保證安全穩定運行，應在點火過程中注意布風均勻性，保證流化質量達到規定的要求，并注意在點火過程后期適時放渣。運行中的漸進性結焦在掌握操作技能，控制入爐顆粒大小尺寸后，也是可以避免的。

2.2 運行中結焦原因分析

2.2.1 燃煤的灰熔點低，在床溫較低水平下就可導致結焦。

2.2.2 一次風過小，低于臨界流化風量，物料流化率極低。

2.2.3 風帽損壞，造成布風板布風不均，部分料層不流化。

2.2.4 返料風過小造成返料器返料不正常或返料器堵塞，返料無法正常返至爐內，造成床溫過高而結焦。

2.2.5 床溫表失準。

2.2.6 對床溫監視不嚴造成超溫。

3 鍋爐結焦的現象

3.1 床溫各測點偏差大，部分測點嚴重超溫，床溫上漲極其迅速，中部床溫與對應的底部床溫偏差大。

3.2 結焦初期（局部）料層差壓下降，結焦嚴重時，料差急劇增加。

3.3 氧量快速下降，幾乎近于零。

3.4 爐膛負壓增大，一次風量，風室風壓波動大。

3.5 負荷、壓力、汽溫均下降。

3.6 放渣口放不出渣（嚴重結焦）或放渣中有疏松多孔燒結性焦塊（局部結焦）。

4 結焦的預防處理

4.1 結焦預防

4.1.1 一定要保證良好而穩定的入爐煤質，特別是粒度、細度、熔點等指標一定要嚴格控制改變燃煤的焦結特性。

4.1.2 點火前一定要認真做好平料試驗，就地觀察底料流化情況及厚度、可燃質含量等，確保合格，點火過程中嚴格控制進煤量。

4.1.3 鍋爐啟動期間，返料裝置必須充滿灰后方可投入，否則風會反竄。保證床內有料，否則，床溫將難以控制。在返料投入的情況下應經常檢查返料是否暢通，防止因返料故障而造成結焦。

4.1.4 投煤應遵循少量間斷的原則

煤的投放量要根據氧量床溫的變化來進行，不能一次投太多，投放的次數也不能間隔太快。

4.1.5 根據床溫上升情況，及時細調、微調風量及給煤量，保持流化良好，控制床溫漲幅不得過快。避免床溫大幅度變化，造成惡性循環。

4.1.6 如床溫幾點極不平衡或個別點極高，應及時聯系處理，有可能流化不良，局部溫度相當高，這是一個很危險的工況，床溫控制應根據媒質情況。

4.1.7 控制好運行中料層差壓來控制料層厚度

放渣的原則應連續、均勻、穩定，是勤放、少放，一次放渣太多，將會影響鍋爐的穩定運行、出力和效率。低于下限，則停止放渣。檢查排出的爐渣是否有渣塊，

4.1.8 嚴格控制好床溫

床溫其主要控制手段是調整風煤配比及返料量，另料層厚度、排渣量及一、二次配比等諸多因素也會影響床溫。床溫波動時,首先要仔細分析原因，果斷采取措施，消除根源。判斷煤是否過多過少，煤質是否發生變化。煤過多過少，煤質下降，風量過大過小，都會使燃燒惡化，床溫下降；一定范圍內，適當增加煤量，減少風量會使床水平有所提高，反之亦然。認真監測床底部和床中部溫差，如果溫差超出正常范圍，說明流化不正常，下部有沉積或結渣，此時，可短時開大一次風，吹散焦塊，并打開冷渣管排渣；如不能清除，應立即停爐檢修。

低負荷運行時，如發現床溫突然下降，除了斷煤外，很可能是床料沉積，這時若增大給煤量，反而會加劇沉積，使沸騰床的流化質量變差，造成局部結焦。當判明是床料沉積時，應打開冷渣排放管放渣，待床溫正常后，應適當調節至較高負荷下運行。

4.2 結焦處理

由于結焦是個自動加劇的過程，焦塊長大速度往往越來越快。這樣，及早發現結焦并予以清除是必須掌握的原則。

4.2.1 床溫飛速上漲應立即停煤，同時快速大幅度增大一次風量，抑止床溫上漲幅度。

4.2.2 若床溫仍無法控制，且已出現前述結焦現象時，應緊急停爐，停止風機運行，關嚴各孔門擋板，否則，將引起結焦加劇的嚴重后果。

4.2.3 停爐后放掉循環灰，盡量放掉爐膛內爐渣。

4.2.4 如結焦嚴重，則待爐內冷卻后徹底清除。

4.2.5 如發現床層輕微結焦，應降低床溫，加大一次風量，加大結焦側爐膛排渣。

結語

鍋爐結焦對發電廠鍋爐的安全經濟運行有非常重要意義。高效、低耗、安全是鍋爐運行中追求的目標。因此，維持鍋爐受熱面清潔、防止鍋爐結焦是鍋爐運行調整的一項重要任務，應該受到廣大工作人員和技術人員的重視。

[1]馮明馳.鍋爐設備運行技術問答[M].中國電力出版社，2004.

[2]王青峰.300MW燃煤鍋爐一次風優化研究[D].華南理工大學（廣州）2010.

[3]300MW鍋爐運行說明書[Z].中國東方鍋爐股份有限公司.