淺談鍋爐結(jié)焦的原因及對(duì)策

楊海安

摘 要：分析鍋爐受熱面結(jié)焦的原因，提出有針對(duì)性的措施，減少和預(yù)防鍋爐受熱面結(jié)焦。

關(guān)鍵詞：鍋爐；結(jié)焦；原因；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.026

結(jié)焦是鍋爐普遍存在的問(wèn)題，灰渣顆粒隨煙氣流動(dòng)，由于水冷壁的吸熱而冷卻，由于在爐膛中心溫度較高，灰渣顆粒是呈現(xiàn)液態(tài)類型，隨著煙氣流動(dòng)的不斷放熱，到達(dá)水冷壁之前溫度不斷降低，會(huì)呈現(xiàn)為固態(tài)的疏松狀顆粒，這樣可以通過(guò)吹灰吹掉。但是，若果在到達(dá)水冷壁及爐墻，溫度沒(méi)有得到足夠的冷卻，而沒(méi)有凝固，則具有很強(qiáng)的粘結(jié)性，這樣就會(huì)粘附在受煙氣沖刷的受熱面上，這樣越積越多，形成大焦，威脅鍋爐安全運(yùn)行，降低鍋爐效率，嚴(yán)重時(shí)不得不停爐打焦處理。

1 影響鍋爐結(jié)焦的因素

（1）灰熔點(diǎn)低。灰熔點(diǎn)一般參考軟化溫度ST。灰分的軟化溫度ST低，且DT、ST、FT間隔溫度值為200℃-400℃時(shí)，意味固相和液相共存的溫度間隔較寬，煤灰的黏度隨溫度變化慢，冷卻時(shí)可在較長(zhǎng)范圍保持一定黏度，易結(jié)焦，此為長(zhǎng)焦；當(dāng)間隔溫度值為100℃-200℃時(shí)，此灰黏度隨溫度急劇變化，凝固快，為短焦。

煤種灰分的軟化溫度和煤中灰分的化學(xué)成分有關(guān)系，若煤灰中酸性氧化物，如二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化鈦含量越高，灰的熔點(diǎn)越高；若煤灰中堿性氧化物，如氧化鐵、氧化鈉、氧化鉀含量越高，則灰的熔點(diǎn)就越低。

另外，煤灰周圍介質(zhì)的性質(zhì)對(duì)灰熔融性有較大影響，當(dāng)介質(zhì)中存在還原性氣體時(shí)，這些氣體與會(huì)中的三氧化二鐵相遇，就會(huì)使高價(jià)氧化鐵還原成低熔點(diǎn)的氧化亞鐵，并可能與其他氧化物形成共熔體，使灰熔點(diǎn)降低。

（2）一、二次風(fēng)風(fēng)率。如果送引風(fēng)量太大，進(jìn)行強(qiáng)化燃燒，爐溫超過(guò)煤灰粘結(jié)溫度時(shí)，會(huì)形成高溫結(jié)焦。若鍋爐運(yùn)行中配風(fēng)不合理或風(fēng)量不足，氧量低，煤不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生大量一氧化碳及氫等氣體，會(huì)使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生還原性氣氛，從而降低灰熔點(diǎn)。

（3）爐膛漏風(fēng)增大進(jìn)入爐內(nèi)的風(fēng)量，降低燃燒室的溫度水平，推遲燃燒進(jìn)程。冷灰斗處漏風(fēng)會(huì)抬高火焰中心，火焰拉長(zhǎng)，導(dǎo)致?tīng)t膛出口煙溫升高，容易引起屏過(guò)結(jié)焦。

（4）煤粉細(xì)度過(guò)粗。煤粉細(xì)度偏離設(shè)計(jì)值過(guò)大；正常燃燒時(shí)，夾層風(fēng)隨一次風(fēng)在爐內(nèi)呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)向上，由于二次風(fēng)風(fēng)速高，會(huì)在一次風(fēng)和爐墻之間形成一層屏障，這樣既提供了煤粉中的碳燃燒所需的氧量，又起到冷卻灰渣的作用；當(dāng)不合格的煤粉進(jìn)入爐膛時(shí)，較大的沒(méi)有完全燃盡的煤粉會(huì)沖破二次風(fēng)形成的屏障而沖刷爐墻，從而黏附在水冷壁上，形成結(jié)焦。

2 預(yù)防結(jié)焦的措施

我廠在2016年發(fā)生了#2、#5爐水冷壁斜坡處堆積大量焦子，不得不停機(jī)處理；#5爐先后發(fā)生三次由于掉大焦砸漏水冷壁，而不得不停爐處理的嚴(yán)重后果。痛定思痛，發(fā)電部鍋爐專業(yè)經(jīng)過(guò)專題會(huì)研究，查閱大量資料，咨詢兄弟電廠，結(jié)合我廠實(shí)際，提出以下措施：

（1）選擇合適的一、二次風(fēng)風(fēng)率。一次風(fēng)率占比控制在20-22%，但必須保證磨煤機(jī)通風(fēng)出力足夠。巡檢通過(guò)各噴燃器口觀察煤粉濃度及出粉情況，結(jié)合停磨后吹掃各粉管時(shí)間判斷是否滿足磨煤機(jī)的通風(fēng)出力；這樣也有利于調(diào)整煤粉細(xì)度。一次風(fēng)率選擇好，則相應(yīng)二次風(fēng)率已經(jīng)決定；合適的一次風(fēng)率，可以通過(guò)噴燃器是否清潔來(lái)判斷，若噴燃器結(jié)焦嚴(yán)重，則說(shuō)明一次風(fēng)率較低，此時(shí)應(yīng)加大一次風(fēng)量。并且在高負(fù)荷期間開(kāi)大底層二次風(fēng)開(kāi)度。

（2）選擇合適的氧量。 氧量在負(fù)荷高于280MW時(shí)，嚴(yán)格控制在3.2%以上，230MW-280MW控制在3.5-3.8%之間，230MW以下控制在4.0-5.0%之間，嚴(yán)格控制氧量值，保證不發(fā)生缺氧燃燒。

（3）觀察爐內(nèi)燃燒情況。通過(guò)噴燃器看火孔觀察煤粉來(lái)粉情況、著火距離等，通過(guò)觀察火焰燃燒距離，判斷一次風(fēng)速度是否合適，一般在噴燃器相距20/25厘米著火為宜；若出粉較散，則應(yīng)加大周界風(fēng)開(kāi)度；若出粉燃燒過(guò)程中有大量火星冒出，則說(shuō)明煤粉細(xì)度不合格，太粗引起，就要調(diào)整磨煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)，如加載力、一次風(fēng)速、分離器折向擋板等進(jìn)行處理；通過(guò)四角來(lái)粉情況對(duì)比，可判斷四角來(lái)粉是否均勻，若不均勻，則要通過(guò)可調(diào)縮孔來(lái)調(diào)整了；嚴(yán)格杜絕缺角燃燒。

（4）減少爐底漏風(fēng)。爐膛漏風(fēng)，破壞了正常燃燒工況，造成火焰的充滿度和攪拌混合情況惡化，火焰中心升高或偏斜，會(huì)加速結(jié)焦的形成。解決的辦法是減少漏風(fēng)量，使?fàn)t膛出口負(fù)壓不致過(guò)大，爐膛壓力在-50-70Pa為宜。巡檢檢查爐底鋼帶機(jī)是否有不嚴(yán)密的地方，鋼帶機(jī)冷卻風(fēng)是否開(kāi)度合適，一般鋼帶機(jī)冷卻風(fēng)只要達(dá)到可以冷卻焦子的目的就行了，這要通過(guò)觀察渣倉(cāng)溫度及經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整，要通過(guò)摸索得出合適的開(kāi)度，既可以保證灰渣冷卻不燒壞設(shè)備，又要減少通過(guò)爐底漏入的空氣量。

（5）保證合適的煤粉細(xì)度。合適的煤粉細(xì)度可保證燃燒完全、減少結(jié)焦；根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室做出的各爐煤粉細(xì)度的結(jié)果，來(lái)調(diào)整一次風(fēng)量、加載力、分離器折向擋板等，使其盡量接近設(shè)計(jì)值；

（6）選擇合適的爐膛出口溫度。合適的爐膛出口溫度，可以通過(guò)引風(fēng)機(jī)電流、排煙溫度、過(guò)再熱蒸汽減溫水來(lái)判斷。若空預(yù)器不堵塞，引風(fēng)機(jī)電流增加，過(guò)再熱器蒸汽減溫水量增加，排煙溫度升高，說(shuō)明過(guò)再熱汽區(qū)域有結(jié)焦，若單純是轉(zhuǎn)向室溫度升高、減溫水量增加，則說(shuō)明爐膛水冷壁區(qū)域結(jié)焦嚴(yán)重。

（7）加強(qiáng)吹灰，巡檢加強(qiáng)對(duì)各噴燃器口的檢查；制定定期落焦制度；采用分散燃燒方式，降低爐膛溫度。保持受熱面清潔，一方面可以提高鍋爐效率，另一方面受熱面清潔后，吸熱量增加，可以提高冷卻效率；受熱面清潔后，灰渣顆粒不易粘接，可防止出現(xiàn)大焦塊的現(xiàn)象。采用分散燃燒方式，采用合適的制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式，通過(guò)分配各層燃燒器負(fù)荷，分散爐膛熱負(fù)荷，必要時(shí)可通過(guò)改變各磨煤機(jī)處理的方式，改變層燃燒器負(fù)荷，達(dá)到燃燒擾動(dòng)的目的。在吹灰方面，記錄哪些吹灰槍對(duì)汽溫影響最大，從而判斷哪些地方結(jié)焦比較嚴(yán)重，可適當(dāng)增加吹灰次數(shù)。