鍋爐運行中防止結焦的優化調整措施探討

張楠

摘 要：鍋爐結焦產生對鍋爐運行進行優化和調整不僅關系到企業的生產效率和產能效益，而且是關系鍋爐運行和設備使用人員的人身安全的重要問題。文章就鍋爐運行過程中結焦這一常見的難題進行分析和研究，并探討在具體的運行過程中如何調整以防止鍋爐結焦。

關鍵詞：鍋爐結焦；安全運行；鍋爐運行調整

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）05-0171-02

鍋爐在使用過程中受多種因素的影響產生結焦現象，導致的鍋爐的受熱面產生受熱不均使機爐的效率降低，甚至設備損壞被迫停爐，而由于鍋爐結焦而產生的生產過程中的人身傷害事故等事件等較多。由于入爐的原料控制問題以及在鍋爐在設計和實際運行過程中的差異，在具體的結焦的防治過程中需要考慮到的問題非常復雜。

1 鍋爐結焦的機理分析和危害

1.1 鍋爐結焦的機理分析

鍋爐內的溫度較高，火焰中心的溫度能夠到達1 500～1 700 ℃，一般在燃料在進行燃燒的過程中，產生了粉煤灰黏著在鍋爐內表面已經呈現出熔融狀態，在受熱面上沉積，經過一定時間的積聚形成一定厚度的焦渣在鍋爐內表面這就形成了鍋爐內壁常見的結焦現象。在這個過程中的反應比較復雜，既有物理也有化學變化。由于燃燒過程中產生較多的灰，這些受熱的灰已經變成液態黏著在受熱面上，呈現液態的結焦層更加容易將更多自由的煤灰集聚黏著導致結焦層的厚度和廣度不斷增加。

1.2 鍋爐結焦的危害分析

鍋爐結焦的引起的后果多且造成的危害非常嚴重，發生在不同部位的結焦造成的危害程度也會不同。結焦常發生的部位是在煤灰接觸密切的受熱面以及在爐膛的內折焰角位置，除此之外，結焦也有可能出現在爐膛的出口和入口部位以及冷灰斗位置。煤灰結焦具有很大的熱阻值，過厚的結焦導致水冷壁的吸收熱量降溫的效果降低，由此引起通入出口的煙的溫度過高造成對流面的溫度過高。出口等關鍵部位結焦會導致通風口的阻力變大，過長時間的運行會損害水冷壁等部件。長期的結焦會使鍋爐不能正常運行，鍋爐內部達不到規定的溫度使得鍋爐滅火停產，甚至可能使得工作人員發生危險。

鍋爐的內部產生結焦時，由于焦層具有比較高的熱阻值，這導致結焦部分和正常的鍋爐內壁的溫度情況存在很大的差異，這種熱偏差會影響正常的水循環，對水冷壁以及噴燃器的正常運行造成傷害。鍋爐內壁的焦塊在掉落的過程中，可能會對水冷壁揮著冷灰斗劃傷導致泄露使得熱水飛濺造成工作人員受傷。在結焦的清理過程中，處理不慎會損害受熱面，吹灰器在工作中過程中出現故障會把水冷壁吹破，使用炮崩清理結焦具有很大的安全隱患。

2 鍋爐結焦的成因分析

2.1 鍋爐局部受熱不均

鍋爐受熱不均導致的局部受熱面熱負荷高于鍋爐的其他部位，熔融狀態下的灰渣的數量增加遠高于其他部位，這就導致了受熱面的周圍灰渣的顆粒數量的增加，這主要是因為火焰中心位置的偏斜以及火焰的溫暖不能達到要求造成的，在這種狀態下，處于火線邊緣的灰渣會加速結焦。這是鍋爐設計過程與安裝過程中的施工造成的，除了局部受熱不均的問題之外，還有鍋爐的容積設計不合理，為了提高生產效率而擴大鍋爐的容積也會導致結焦問題；水冷壁的管之間的距離設計過大導致降溫效果不足等問題都會導致鍋爐結焦。

2.2 燃燒煤的成分差異

我國不同地區使用的煤粉的質量上存在很大的差異，煤粉的的質量差異也是造成的鍋爐結焦的重要原因，通過分析可知煤粉的構成一般是由揮發分、一定的水分、固定碳和一部分灰分組成。在實際的生產中使用的煤粉很多是貧煤，含有的金屬等雜質比較多，在鍋爐的燃燒過程中，這些雜質會呈現熔融狀態形成表面具有一定的黏度的球形的灰粒粘附在鍋爐內壁。

2.3 燃燒過程中供氧不足

當爐膛內部的溫度較高的時候，燃燒的速率比較高，發生的反應劇烈，空氣中所含的氧氣消耗劇烈，不完全燃燒產生數量較多的一氧化碳，一氧化碳是還原性氣體，煤灰的熔點降低，這使更多的煤灰呈現熔融狀態使得鍋爐更容易結焦。

另外，鍋爐在過長時間的超負荷運行之后，鍋爐內部的溫度持續升高，鍋爐內的氣流運動速度加快，熔融的灰粒得不到充足的時間冷卻在鍋爐的內壁上形成結焦。吹灰和沒有按時除焦會加劇結焦的速度。

3 鍋爐結焦的防治措施探討

為了保證鍋爐的正常運行，需要對鍋爐的結交問題進行解決來提高鍋爐在具體運行過程中的效率。

3.1 鍋爐內部的溫度控制

鍋爐運行時間過長導致鍋爐內部的溫度過高時，煤灰呈現熔融狀態而無法得到冷卻容易引起結焦，因此必須在鍋爐的運行過程中保持鍋爐內部的溫度控制在一定的溫度范圍內。控制鍋爐運行的工作人員時刻關于爐膛內部各部位的溫度，通過對添加的煤的數量以及進入鍋爐內部的空氣的量進行控制，防止鍋爐內部的火焰產生偏斜而引起的鍋爐局部的溫度過高，對于冷水壁的工作情況進行時刻關注，對于不能正常工作的部件進行更換以減少燃燒過程中灰粒的結焦。

3.2 嚴格的具體操作控制

鍋爐各組件的壓力控制，見表1。

首先對于投入鍋爐的煤進行粒度分析和成分分析控制，根據投入煤的品質進行具體的調整。投煤的溫度要大于500 ℃，足夠高的溫度才能保證煤不會發生堆積進行正常的燃燒。鍋爐內壁溫度低于550 ℃時，投煤應該采取斷續投煤的方式進行，此時對床溫進行持續觀察，等待床溫上升之后再進行煤的投放。鍋爐內壁的溫度高于550 ℃時，可以采取連續投放的方式進行燃煤的補充，但是在補充過程中應對床溫進行觀察，保證投煤之后床溫明顯的溫度下降的現象之后再根據情況進行投煤。在連續投煤中如果觀察溫度無明顯的變化或者是發生溫度降低的情況應該減少投煤的數量或者進行大風量吹掃，如果長時間無明顯變化應該進行停爐查勘。保證溫度控制在合理的范圍之內，觀察溫度達到800 ℃之后，尅漸停油槍并進行投煤，保證床溫不發生大的波動。

3.3 采用科學的方法除焦

鍋爐內結焦產生后不及時清除就會加劇結焦產生的速度，因此需要及時進行除焦作業。采用人工除焦的方法不僅除焦的結果不理想，而且在實際的操作過程中使得鍋爐的內表面變得粗糙更容易結焦，甚至對鍋爐造成傷害影響鍋爐的正常使用。在實際的運行過程中采取化學作用來除焦是一種比較理想大的除焦措施。使用鍋爐除焦劑和鍋爐內壁的焦層進行反應是粘附在表面的焦層在高溫作用中松化并發生燃燒，并隨著正常的煤灰或清灰排出鍋爐。采取這種方法能夠有效減少對鍋爐的損害并且能夠減少后續結焦的產生，但是使用除焦劑可能會增加生產的成本降低經濟效益，因此對除焦劑的選擇和使用需要根據結焦的情況進行選擇和控制。未來通過除焦劑的實驗和研發降低除焦劑的生產成本，這將是一種具有發展和應用潛力的除焦方式。

4 結 語

結焦是鍋爐運行過程中的常見多發問題，是影響著鍋爐正常運行和經濟安全的阻礙，因此在實際的運行過程中對鍋爐結焦的防治必須給予重視。在鍋爐運行過程中，通過對發生結焦的情況進行記錄和分析，對于入爐的煤料進行成分分析和控制和過熱器的運行情況進行前期的控制對進行除焦的具有重要意義。

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