鍋爐落煤口結焦問題原因和處理辦法研究

王宏星 劉玉東 喬方浩

（河南省煤氣（集團）有限責任公司義馬氣化廠 河南義馬 472300）

氣化廠2臺鍋爐屬于循壞硫化鍋爐，其運行中具有以下的優點。①擁有煤潔凈燃燒發電的核心技術，能夠高效地運用灰渣進行循環利用。②它具有高環保性和高適應性，能夠燃燒多種形式的煤燃料。同時循環硫化鍋爐也具有較大的缺陷，即給煤系統運行的不穩定，給煤分布的不均勻。由此可知，鍋爐給煤系統的缺點是造成鍋爐運行問題的主要原因。

1 爐膛落煤口結焦具體原因分析

鍋爐結構主要有布風裝置、爐膛、氣固分離器、回送裝置。其中鍋爐燃燒方式是次混煤進入爐膛內以氣固流態方式燃燒。爐膛內下部錐段具有大顆粒高濃度的燃料的區域為密相區，爐膛中部具有小顆粒和低溶度的氣固兩相流區為稀相區，稀相區通常位于爐膛的二次風碰口上。當上升氣流將一些稀相區的微小物料帶出爐膛時，會導致大部分的顆粒被氣固分離器收集下來，再次通過回送裝置回頭爐膛內燃燒。最終，才會使小顆粒物體離開分離器，進入到排放裝置中，通過放熱或排氣使鍋爐形成一個燃燒發電的循環。

氣化廠鍋爐以爐后墻給煤方式進行燃料添加，流化床鍋爐單爐配備的2臺給煤機4根落煤管以57°傾斜度自流到鍋爐膛中進行燃燒發電。主要系統運行情況如圖1所示。

圖1 落煤口結焦示意圖

已知燃煤在爐前墻據布風板上1m左右的位置進入爐膛。當鍋爐正常運行時，鍋爐無傾斜角度，燃煤進入鍋爐的位置發生了改變，由原本1m左右處入爐轉變由爐內物料密相區爐內物料稀相區之間的臨界處入爐。所以當燃煤進入爐膛燃燒時，大多數大顆粒的次煤都直接落入熱床料區，進行混合燃燒。而體積小的次煤會流入爐膛口，被爐膛口的風阻擋，使其滯留在膛口。當爐膛內進行燃燒時，膛口滯留的小顆粒煤也會受熱燃燒。對于煤炭燃燒程度而言，其燃燒時整體溫度不具有一致性，即燃燒中局部會產生高溫，局部保持常溫不變，而當高溫燃煤的溫度達到了煤整體軟化變形溫度時，就會產生高溫結焦。總之，入爐時由于個別因素停滯在爐口的小顆粒煤快速燃燒導致煤局部高溫結焦是落煤口結焦的主要原因。

2 落煤口結焦問題處理方法

通過對鍋爐落煤口結焦情況的觀察分析可以得知，減少小顆粒煤在爐口的停滯程度是減少落煤口結焦的最主要的措施。而減少煤的停滯程度最重要的方式是改造燃煤進入鍋爐的方式。主要改造方式如下：首先是改變原有自由落體式的落煤方式，改造為風口播散給煤的方式給鍋爐爐膛給料。風口播散給煤方式主要是通過對落煤管的根部開一個矩形孔，同時將壓力較強的風引入矩形孔，通過扁平鴨嘴狀的噴嘴傳播風使爐膛內的燃煤能夠快速冷卻和均衡播散在整個爐膛中，主要設備如圖2所示。

圖2 改造后的給煤方式和相關設備

這一給煤方式的改造的主要原理如下所示：

（1）扁平鴨嘴狀噴射出的風能夠將進入爐膛內小顆粒的燃煤吹散成停留在爐口扁平狀風膜；同時將其他的燃煤托起并均勻播散到爐膛內，從而改善顆粒煤在爐口停滯問題；

（2）由于給煤口的風主要是為了冷卻燃煤所以風的溫度較低，所以給煤口的風進入爐膛內可以有效地降低鍋爐入口的溫度，從而防止了原先燃煤局部溫度過高，阻斷了結焦的溫度條件。最終高效地避免落煤口結焦的問題。由此可知，改造的方式具有簡潔性，能夠有效地改變結焦現象。操作性較高。

同時，該鍋爐優化了播煤風設備，帶來了以下改革：

（1）改變了播煤風的角度，促使其能夠進行到爐內最適合的燃燒位置，進行充分燃燒。

（2）改變了播煤風的風量控制，促使其能按照燃料的大小調節風量。

（3）改變了上下播煤風的風量配比，使風能能夠在爐膛內形成一個氣壓差，加大對煤炭的位置的控制。

3 落煤口結焦問題處理方法的優勢

改革后的入煤方式投入到具體操作中，顯示強大的優點。2臺鍋爐采用不同的給煤方式，形成了不一樣的工作強度和工作效益。

兩臺鍋爐，可以支持每臺機組正常運行可以產生12000kW的電量，創造25萬元的經濟效益。采用改造后的給煤方式使得鍋爐能夠正常每天運行。工作人員每天的工作強度為8h。平均每個月為該單位節約了啟動鍋爐需用的凈煤氣2萬m3，采用的是價格2.1元/m3的凈煤氣，即共節約42000元，同時節約了啟動鍋爐的除鹽水130余t，即鍋爐在一個月內順暢運行，一共節約了46000元。最終計算得出一共是節約了20余萬左右的經濟。總之，改革后的入爐方式，在無形之中創造20余萬的經濟效益，同時減緩了工作人員的工作強度。促使燃煤高效燃燒，在同等發電量中，節約使用次煤5t，節約了1萬元。總之，減少停爐的次數，能夠彌補大量的經濟損失。

改革使鍋爐燃煤進入鍋爐在入爐口處易造成結焦塊的現象徹底消失，并且有效地避免了工作人員清理堵塞問題時的停機問題，保障了工作人員處理堵塞時所產生的生命威脅。通過落煤管進行加裝播散風設備后，高效地提高了次煤的分布程度，提高煤炭的燃燒程度，實現了徹底燃燒，避免了大量灰渣的出現。提高了資源的有效利用，增加了工廠的經濟效益。減少了工作人員對落煤管的清理工作，減少對落煤管的拆卸清洗，有效地提高了落煤管的使用壽命，同時降低了工作人員的勞動強度。由于改造方法采用的是加塞播散風設備，其操作起來相對簡單，不需要高設備和技術支持，前期投入少，方便推廣。

4 結束語

鍋爐給煤入爐方式的改革，有效地解決了入爐口結焦的問題，從根本上改變因為結焦所產生的人工損失，同時使結焦嚴重時停爐情況的徹底消失，減少了經濟損失。從而保證了發電組發電的順暢和高效。總而言之，鍋爐落煤口的結焦問題的有效解決，提高了鍋爐設備運行的有序性和高效安全性，因而，可以在各個行業中存在同樣結焦問題的鍋爐上進行推廣使用，促進鍋爐運作的高效性。

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