火力發電廠鍋爐結焦的原因及對策分析

摘 要：近年來，火力發電廠的主要燃料主要是以煤為主，但是在電廠的鍋爐運行過程中，因為媒的品質、燃燒調整等原因，常會發生結焦的狀況。鍋爐的結焦對于機組運行的安全性與經濟性都產生了極為不利的影響。雖然就鍋爐結焦問題對燃燒器進行了一定的改造，并且也在此基礎上進行了一系列的調整，使鍋爐結焦的問題得到了一定的緩解，但是隨著煤炭市場的不斷變化，致使入爐煤的質量不能保證，因此結焦問題依舊沒有得到根本上的改變。

關鍵詞：火力發電廠 鍋爐結焦 原因 防止對策

中圖分類號：TK224 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-02

鍋爐結渣問題是煤粉爐中較為普遍存在的問題之一。結焦的分布往往是不均勻的，直接導致了過熱器的熱偏差增大。如果結焦部位處在水冷壁處那樣就對自然循環鍋爐的水循環造成極為不利的影響。如果是燃燒器噴口處結焦，會對氣流的正常噴射造成影響，導致鍋爐內空氣動力工況遭到破壞，嚴重時有可能引起鍋爐的滅火，嚴重的結焦會迫使鍋爐停止運行，因此，鍋爐結焦是不容忽視的重大問題。鍋爐結焦之后首先考慮的除焦問題，但是因為除焦歷時時間較長，因此造成了爐膛底部灌進了過多的冷風，直接導致燃燒室的溫度降低，燃燒不穩定甚至滅火的情況都是極易發生的。再者，除焦工作是一項工作強度與危險性都非常高的勞動，無疑增加了除焦人員工作時的安全隱患。第三，由于過熱器處結焦，使鍋爐通風處阻力變大，直接引起用電量的增加，增加廠里的成本；結焦還會引起受熱面溫度超過普通溫度、鍋爐內通風不充足等，使機組的使用壽命降低。究于以上的因素，結合多年的實踐工作經驗，將鍋爐結焦問題以及解決對策總結如下。

1 鍋爐結焦的原因分析

鍋爐結焦的原因較多而且在煤粉爐中較為普遍存在的，其發生的主要原因是鍋爐內高溫處熔化或軟化后的灰接觸到受熱面自后，粘附在受熱面上久而久之形成的積灰。加上灰本身的導熱性能差，導致積灰內外表面的溫差大（外表面溫度升高），積灰導致了管壁面的粗糙度增加，自然軟化后更多的灰容易粘附在粗糙面上，灰渣外圍的溫度越高、覆蓋的灰越多，因此積的灰層也是越來越厚，當灰渣的溫度達到了熔點之后，灰渣會變成液體流進附近的受熱面管上，長期導致結渣的面積擴大，形成了結焦。歸結一下，鍋爐結焦主要與鍋爐的設計、燃燒器的布置、安排方式以及煤種等等因素有關，具體分析如下。

1.1 煤粉細度的影響

粗的煤粉具有燃燒時間長的優點，但是如果煤粉中粗煤粉的比例增大之后，由于煤粉過粗，則極為不利燃料的燃盡，甚至可能導致火焰拉長，直接導致的結果是爐膛出口處的灰因為處在溫度較高的環境下，發生軟化或者熔化的現象，容易造成爐膛出口處結焦的現狀。但是如果煤粉過細，雖然不存在燃料燃不盡的弊端，但是因為著火過早，極易可能破壞燃燒器，因此應該根據燃料的實際情況對煤粉的細度進行適當的調整。

1.2 爐膛溫度以及灰熔點的影響

隨著燃燒器內溫度的升高，導致煤灰非常容易達到熔化的狀態，自然結渣的可能性也就越大。鍋爐斷面的熱負荷、燃燒器區域的壁面熱程度、燃料的發熱量、水分含量等都能影響燃燒器區域的溫度水平。而結焦的根本原因就是熔化狀態下灰沉積在受熱面上。物體的熔點與組成的化學成分、物體周圍介質的性質以及物體的濃度有關。灰的熔點同樣也是這樣的道理，結焦的原因就在于灰的熔點上，灰的熔點與鍋爐受熱面結焦幾乎是成反比的關系。如果周圍的煙氣中含有一氧化碳、氫氣等還原性的氣體時，這樣會使灰的熔點降低約200 ℃，這種現象發生的原因是還原性氣體的存在是因為灰分中熔點較高的三氧化二鐵被還原成為氧化鐵，這二者的熔化溫度相差與250 ℃左右。另外，灰的熔點還與灰在煙氣中所占的濃度有關，若排出其他的干擾條件之后，煤中含灰量不相同，那灰的熔點也隨之有所變化，究其原因主要是灰中各種成分在加熱的過程中，由于分子的運動，導致相互接觸越來越頻繁，因此熔點降低的可能性也越大。

1.3 是否對鍋爐的燃燒進行了適當、合理的調整

對于現今應用較多的四角切圓燃燒方式的鍋爐，因為煤粉氣流與鄰角氣流的相互撞擊而導致了火焰貼墻是，就非常容易產生灰渣。鍋爐在實際的運行過程中，因為內外與外在各種原因的影響，導致火焰沒有按照設計中（火焰處在正中）這樣進行，會發生相應的偏移。另外，在煤種發生變化時，煤粉著火的距離會發生明顯的改變。雖然各電廠都對冷態空氣動力場進行了試驗，調試之后嚴格按照鍋爐的設計說明書進行。但是，隨著機組運行一段時間之后，隨著煤粉細度的變化、配風的變化等都會導致火焰中心發生變化。

1.4 給粉機運行狀態不穩定的影響

給粉機給粉量不平均直接導致煤粉量的變化，在此特別需要說明是的在煤粉量突然變大的情況下，配風若保持不變，這樣非常容易造成鍋爐的熄火，而且還會發生鍋爐結焦的狀況。

1.5 人為原因的影響

如果設備以及煤粉都沒有變化的情況下，那人就是結焦的關鍵性因素。很多的電廠機組都采用委托維護運行模式，這樣運行和操作人員不屬于電廠的編制，不歸電廠管理，因此在應對結焦方面，導致運行人員缺乏主動探索解決辦法的積極性與主動性，而只是被動的進行處理結焦的工作，這樣不利于結焦問題的改善。

2 解決和處理鍋爐結焦的相關措施

2.1 穩定煤種或者保持煤質均勻

實際情況煤質一般是不容易改變的，在此種情況下，電廠應想辦法解決如：配煤摻燒，在對整個機組進行技術改革的基礎上，可以在煤場額外加一條配煤帶，這樣雙皮帶供煤，這樣既可以解決配煤的問題又能從根源上解決煤質不均勻的難題。另外還可以借鑒的辦法有：煤倉落煤混合、磨煤機進行配合磨煤、交叉混粉等措施。以上種種方法可以使得四角風粉分配的均勻性良好而且能有效的減少燃燒工況的變化。另外，需要注意的是，盡可能的穩定煤種，若鍋爐燃燒用的是容易結焦的煤時，可以適當的摻上熔點高的其他煤種，但是在此需要注意的是，若煤質發生了變化，那應該在燃用之前得到煤種的化驗報告。

2.2 定期進行吹灰

在鍋爐的受熱面安裝吹灰器，定期的對受熱面進行吹掃，這樣可以有效的保持受熱面的清潔而且能較好的防止灰渣大量積聚。雖然吹灰器是具有力度較大且立竿見影的效果，但是不能從根本上治理結焦問題，定期的吹灰只能控制結焦的程度。另外因為吹灰器不能全面的進行吹灰，在結焦最嚴重的噴燃器區往往屬于“死角”，而且在吹風的過程中還對燃燒工況上升的一定的干擾。因此在吹灰器的布置與使用過程中一定要保持使用所用煤種的結焦傾向性，這樣才能使受熱面的積灰可以得到及時的

清掃。

2.3 可以相應的使用除焦劑

除焦劑本身屬于一種化學藥劑，可以與鍋爐內的焦渣發生相應的化學反應，使焦渣質地變的疏松軟化，這樣因為其作用范圍的廣泛性，這樣從爐膛到煙道各級受熱面均有效。對于不易吹掃的較硬的結焦，在加藥后灰渣會白嫩的逐漸的疏松，非常容易脫落。但是這種除焦方法的見效時間較長。

2.4 改造設備

（1）通過改造給粉機的變頻換型將燃燒器在四角上的動量分配給予一定的調整，以最終達到均勻的狀態為目的，保持高溫 火焰位于爐膛斷面的中心位置。

（2）對于運行時間較長的磨粉機而言，一定要及時的對鋼球進行檢修和更換襯板，以確保磨煤機的正常運行。

（3）在停爐時，要對鍋爐爐墻的密封性、放灰閘板、空預器進行整治，減少漏風，增強其嚴密性。在鍋爐的運行過程中藥加強檢查制粉系統的運行情況，如果發現有漏風現象要及時的將鍋爐停運檢修。

2.5 運行中需要注意的問題

（1）在每次停爐之后，必須安排專業人員而已爐內的結焦請款進行檢查并安排檢修、處理。此外，每次停爐之后風煙系統進行定位正壓，對于查找出的密閉不嚴的地方要進行進行修理。

（2）保證鍋爐在正常方式下運行。如果鍋爐超額工作，那樣會導致爐溫以及爐管的溫度均升高，灰更容易軟化和熔化，這樣導致的結果是灰更容易在受熱面沉積從而形成結焦。另外，一定注意不能長期用煤、油混燒，也是為了避免以上的結焦狀況。

（3）運行人員一定要根據燃料的具體情況及時調整煤粉的細度。煤粉過粗會導致著火延遲，不利于燃料的燃盡，浪費資源，而且一旦火焰拉長之后，那爐膛口的灰粒因為還處于高溫狀態，那極易出現爐膛口處結焦。但是如果煤粉過細，那燃料因為著火過早，燃燒器極易被燒壞，而且煤粉過細，那灰粒就是細的，灰粒就更容易粘附在受熱面上，形成結焦。因此這就要求運行人員一定要根據煤粉的細度進行精確

調整。

對于鍋爐的結焦和積灰問題，必須要在進行理論分析的基礎上，根據鍋爐的具體參數和實際的工作情況，對鍋爐的結焦問題尋找切實可行的預防措施，這樣可以從根本上控制結焦、減輕危害以最終提高鍋爐的

效率。

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