淺析煤粉鍋爐結(jié)焦的原因與防治對(duì)策

白鳳斌 呼正彪

摘 要：煤粉鍋爐是熱電廠運(yùn)行設(shè)備中的重要組成部分，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，相關(guān)行業(yè)對(duì)煤粉鍋爐的質(zhì)量提出了更高的要求。面臨全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，促進(jìn)發(fā)電廠的安全運(yùn)行，必須預(yù)防煤粉鍋爐結(jié)焦問題的發(fā)生，為發(fā)電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障。一直以來，煤粉鍋爐的結(jié)焦嚴(yán)重影響著鍋爐機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，從煤粉鍋爐結(jié)焦的機(jī)理著手，對(duì)煤粉鍋爐結(jié)焦的原因與防治對(duì)策做了簡(jiǎn)單介紹。

關(guān)鍵詞：煤粉鍋爐；結(jié)焦；原因；防治對(duì)策

煤粉鍋爐結(jié)焦對(duì)鍋爐機(jī)組的正常運(yùn)行有嚴(yán)重的影響，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)越來越注重可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤粉鍋爐的結(jié)焦問題會(huì)影響熱電廠的發(fā)展[1]。因此，行業(yè)建設(shè)者應(yīng)該針對(duì)煤粉鍋爐運(yùn)行的實(shí)際狀況，對(duì)結(jié)焦產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入研究，針對(duì)煤粉鍋爐結(jié)焦產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)措施為煤粉鍋爐的正常運(yùn)行提供安全保障。

1 煤粉鍋爐結(jié)焦機(jī)理

如果煤粉鍋爐的排渣形式以固態(tài)為主，火焰的中心溫度會(huì)達(dá)到1500°C左右。煤粉在爐膛內(nèi)經(jīng)過一段時(shí)間的燃燒后，會(huì)形成大量灰渣粒，灰渣粒受高溫影響處在融化或者半融化狀態(tài)。通常情況下，鍋爐在水冷壁處的溫度相對(duì)較低，灰渣粒和水冷壁管接觸時(shí)，會(huì)釋放出大量熱量，灰渣粒溫度降低后會(huì)處于凝固狀態(tài)，最終會(huì)在冷水壁管上形成一層積灰。積灰以疏松狀態(tài)為主，在鍋爐運(yùn)行過程中，借助吹灰器將積灰層吹落，積灰層不會(huì)形成結(jié)焦；如果灰渣粒沒有達(dá)到凝固狀態(tài)，很容易粘附在水冷壁墻面上，最后形成結(jié)焦。鍋爐膛內(nèi)結(jié)焦如下圖1所示。

2 煤粉鍋爐結(jié)焦的原因

（一）煤灰的成分與組成

相關(guān)行業(yè)對(duì)用煤質(zhì)量有嚴(yán)格的規(guī)定，煤灰的熔融性是其重要指標(biāo)之一。各種類型煤灰的熔點(diǎn)在1500°C左右，灰的軟化溫度大于或等于1350°C，這種灰結(jié)焦的可能性較小，如果軟化溫度在1200°C以下，則容易發(fā)生結(jié)焦問題。

（二）爐膛內(nèi)的溫度水平

鍋爐的結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)焦影響很大，爐膛面積太小，水冷壁受熱面積相對(duì)減小，鍋爐內(nèi)部溫度升高，容易結(jié)焦。相反，如果爐膛面積太大，水冷壁受熱面積會(huì)隨之增大，鍋爐內(nèi)部溫度降低，導(dǎo)致結(jié)焦問題。

（三）撈渣機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)不到位

撈渣機(jī)內(nèi)有大量結(jié)焦后，工作人員應(yīng)該及時(shí)對(duì)撈渣機(jī)進(jìn)行清理，如果清理工作不到位，很容易導(dǎo)致結(jié)焦堆積。在實(shí)際處理過程中，撈渣機(jī)會(huì)存在鏈條以及減速機(jī)故障，撈渣機(jī)運(yùn)行和維護(hù)不到位，也會(huì)產(chǎn)生大量結(jié)焦。

（四）風(fēng)、煤配比不當(dāng)

噴燃器風(fēng)、煤的配合比應(yīng)該有嚴(yán)格的控制，二次風(fēng)混入的時(shí)間應(yīng)該有嚴(yán)格的控制。如果在火點(diǎn)燃之前混入風(fēng)，風(fēng)量會(huì)隨之增加，如果二次風(fēng)混入的時(shí)間比較晚，燃燒過程會(huì)出現(xiàn)缺氧的問題，導(dǎo)致結(jié)焦。

（五）煤粉細(xì)度的影響

如果煤粉非常細(xì)，煤粉顆粒的變面積增大，與空氣的接觸面積也會(huì)增大，其燃燒性也會(huì)隨之提升，但是，煤粉在燃燒器口位置容易著火，噴燃器附近溫度升高，長(zhǎng)期處于熱負(fù)荷狀態(tài)下工作的噴燃器附近容易結(jié)焦，甚至產(chǎn)生噴嘴燒壞等問題；如果煤粉比較粗，火焰中心會(huì)發(fā)生改變，爐膛出口溫度會(huì)上升，隨之產(chǎn)生結(jié)焦?fàn)顩r[2]。

3 煤粉鍋爐結(jié)焦的防治對(duì)策

（一）保持合適的爐膛內(nèi)熱負(fù)荷

煤粉鍋爐在實(shí)際運(yùn)行過程中，受汽水系統(tǒng)泄露以及汽輪機(jī)效率降低的影響，鍋爐機(jī)組容易出現(xiàn)安全問題。為了解決上述問題，部分企業(yè)采取鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行，使鍋爐內(nèi)水冷壁承受較高的溫度，熱負(fù)荷偏大，導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦[3]。為了防止鍋爐結(jié)焦對(duì)鍋爐機(jī)組產(chǎn)生的影響，工作人員應(yīng)該采取措施保持爐膛內(nèi)部熱負(fù)荷符合使用標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)采取有效措施補(bǔ)救，嚴(yán)禁鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行。

（二）防止缺氧燃燒

氧化性氣氛中燃燒的煤粉變形溫度比還原性氣氛中燃燒的變形溫度高，如果煤灰鐵含量減少，這種差別相對(duì)較小。因此，工作人員必須保證鍋爐的正常運(yùn)行，對(duì)燃燒環(huán)境進(jìn)行控制。如果影響鍋爐運(yùn)行的外界因素發(fā)生變化，引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，工作人員應(yīng)該及時(shí)降低負(fù)荷，合理調(diào)整風(fēng)量大小，防止鍋爐內(nèi)因缺氧而燃燒不充分導(dǎo)致結(jié)焦。另外，工作人員還應(yīng)該對(duì)鍋爐內(nèi)的一次風(fēng)進(jìn)行調(diào)整，保證同一層火嘴的風(fēng)速一致；最后，工作人員還應(yīng)該調(diào)整鍋爐內(nèi)部剩余空氣系數(shù)，保障鍋爐的有氧燃燒。

（三）堅(jiān)持鍋爐吹灰

正確處理煤粉鍋爐結(jié)焦問題，需要工作人員加強(qiáng)鍋爐吹灰系統(tǒng)的正確維護(hù)和管理工作，保障鍋爐性能的穩(wěn)定和質(zhì)量的完好。工作人員應(yīng)該定期對(duì)鍋爐以及撈煤機(jī)等進(jìn)行清焦、除渣；企業(yè)應(yīng)該安排專業(yè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督管理，一旦發(fā)現(xiàn)結(jié)渣問題，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行清理，例如對(duì)鍋爐進(jìn)行及時(shí)的吹灰，防止小塊結(jié)焦結(jié)成大渣塊。

（四）使用使用除焦劑

除焦劑屬于化學(xué)藥劑，它能與爐內(nèi)的焦渣發(fā)生化學(xué)作用，使焦渣疏松軟化。其作用的范圍較大，從爐膛到煙道各級(jí)受熱面均有效。對(duì)于不易吹掃的較硬的焦，加藥后灰渣會(huì)變得逐漸疏松，易于脫落。但除焦速度較慢，需要使用較長(zhǎng)的時(shí)間才能看出效果。

（五）調(diào)整好火焰的中心位置

煤粉鍋爐燃燒過程中火焰位置必須合適，不能出現(xiàn)偏斜問題。結(jié)合鍋爐膛承受的熱力狀況，選擇合適的投、切上下層火嘴的燃燒方式，結(jié)合實(shí)際燃燒需求及時(shí)調(diào)整風(fēng)量大小[4]。如果燃燒的煤種熔點(diǎn)較低，切圓范圍應(yīng)該減小，防止因切圓較大產(chǎn)生的火焰偏斜；熔點(diǎn)較高的煤種，切圓相應(yīng)較大，保證火焰的充滿度。鍋爐在經(jīng)過大幅度維修后，在進(jìn)行鍋爐驗(yàn)收時(shí)，工作人員還應(yīng)該對(duì)鍋爐進(jìn)行檢查，如有需要還應(yīng)該做冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，調(diào)整好火焰的中心位置。

（六）保持適當(dāng)?shù)拿悍奂?xì)度和煤粉勻稱性

結(jié)合鍋爐用煤的實(shí)際狀況，合理調(diào)整煤粉的細(xì)度和勻稱性，通常情況下，可采用分離器和系統(tǒng)通風(fēng)量的調(diào)整確定煤粉的狀況。分離器很難滿足多次調(diào)整，如果燃煤發(fā)生較高頻率的變化，工作人員應(yīng)該改變一次風(fēng)速，防止?fàn)t膛內(nèi)結(jié)焦問題的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，鍋爐安全高效的運(yùn)行對(duì)熱電廠的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益有直接作用。工作人員應(yīng)該在明確煤粉鍋爐結(jié)焦機(jī)理的前提下，了解煤粉鍋爐結(jié)焦產(chǎn)生的原因，針對(duì)原因采取有效的措施，減少鍋爐結(jié)焦問題的產(chǎn)生，為煤粉鍋爐的正常運(yùn)行提供安全保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]張新才，董海恩.淺析電廠鍋爐結(jié)焦原因及防治措施[J].電力學(xué)報(bào)，2011.

[2]李冠良.熱電廠煤粉鍋爐結(jié)焦的原因分析與對(duì)策[J].廣西輕工業(yè)，2011.

[3]肖建新.煤粉鍋爐結(jié)焦分析及防治措施探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2011.

[4]張樹佳.論鍋爐結(jié)焦的原因和危害及其解決對(duì)策[J].能源與節(jié)能，2013.