電廠600MW超臨界直流爐結焦的原因與對策分析

摘 要：本文將詳細介紹電廠600MW超臨界直流爐出現結焦的主要原因，通過專業的研究與調查，找出改善結焦現象的有效對策，如改造直流爐內部裝置、定期使用除焦劑、縮減爐底漏風現象及增加直流爐燃燒控制等，從而使直流爐的運行變得更為順利。

關鍵詞：電廠600MW超臨界直流爐;結焦現象;除焦劑

引言：電廠內部的直流爐在運行期間若不采用適宜的管理手段會出現多種問題，要通過相關人員的專業治理來提升該機組運行的穩定性、安全性。

一、電廠600MW超臨界直流爐出現結焦的主要原因

為找尋600MW超臨界直流爐在電廠中的實際運用效果，以奉節發電廠為例，我廠鍋爐采用了東方鍋爐（集團）股份有限公司制造的型號為DG-1852/25.31-Ⅱ8型鍋爐，其主要技術特征為超臨界參數、W型火焰燃燒、垂直管圈水冷壁變壓直流鍋爐。單爐膛露天島式布置，燃用無煙煤，一次再熱，平衡通風，固態排渣，全鋼架，全懸吊結構，п型鍋爐。現全面研究了該類直流爐的運行狀態，更好地發現并解決其存有的相關問題。

我廠有2臺600MW超臨界直流爐，在正式運行期間其給水溫度與出口排煙溫度分別為262、126℃，鍋爐的運行效率在93.33%左右。

（一）直流爐的設計問題

在此類直流爐運行過程中其出現了不同程度的結焦問題，形成該類問題的主要原因為該爐整體結構設計出現問題。具體來看，鍋爐鋼架總高度71600mm，全爐膛高度為55853mm，下爐膛尺寸（寬×深×高）32121×17100×21418mm，上爐膛尺寸（寬×深×高）32121×9960×34435mm，冷灰斗傾角為55°，爐內燃燒區域敷設衛燃帶830㎡。在全面了解了600MW超臨界直流爐的標準設計后，相關人員可發現該爐的具體數值與標準數據不符。此外，受直流爐形態的影響，該爐內的煤質也會發生一定程度的改變。正常來講，在燃燒直流爐的過程中使用到的煤質會對該裝置內部的結焦產生重要影響，產生結焦的原因多為煤種內部的灰質成分會受到熔化溫度的影響，受直流爐結構影響當其燃燒煤質出現低發熱量、低灰分時，其內部的著火特質會使煤種燃燒殆盡繼而產生嚴重的結焦現象[1]。

（二）還原性氣體較多

當直流爐內部存在較多的還原性氣體時，會適時縮減相關煙塵的熔點溫度，引發不同程度的結焦現象。在實際使用該電廠內部的600MW超臨界直流爐的過程中，由于該預熱器內部的回轉式空氣存有嚴重的漏風率，與標準的設計指標12%相比，該項數據嚴重超標，在漏風率持續增加的情況下，直流爐中的煙氣流量也會超出設計范圍。在直流爐運行過程中若將送風量的值控制在較低水平，該爐內的燃燒將呈現不完整狀態，也生成一定數量的CO氣體。當煤灰與CO類型的還原類氣體發生接觸，則煤灰內部的高熔點氣體將還原為低熔點氣體，將其熔化溫度適時降低，具體數值在1000-1200℃左右，無形中增加了結焦的幾率。

（三）存有爐底漏風現象

電廠內部的直流爐在運行過程中會產生結焦的另一項原因為直流爐的爐底出現漏風現象。具體來看，研究人員可發現該電廠中的直流爐爐底的低渣使用的出渣系統為干式，也就是說在正常使用時其爐底內部會出現不同程度的漏風現象，且以冷風偏多。在直流爐的爐底出現漏風期間會適時縮減爐膛內部的風量，若該類風量的數值不準確就會使爐膛內部的火焰出現中心上移現象，導致爐膛頂部的煙氣溫度持續上升，從而引發直流爐內部的結焦現象。

（四）測溫控制不合理

對于電廠內部的直流爐來說，相關人員需挑選出適宜的類型，在實際應用中本工程的電流爐的膛壁測溫點的數量與位置不合理，若局部溫度出現超溫現象，在該直流爐中難以被發覺，會給直流爐內部質量帶去較大影響。此類直流爐在運行過程中若其受熱面遭受結焦時，在該現象出現的起始階段其生成的焦會呈現出疏松、不連續狀態，在該階段若不及時控制結焦范圍或清除其表面的灰塵，會嚴重影響受熱面的相關系數，降低傳熱導數，持續增加其表面的粗糙程度，進一步升高該爐膛內部的溫度，繼而導致其內部的燃燒物出現結焦、惡化等不良現象。

二、改善電廠600MW超臨界直流爐結焦的有效對策

（一）改造直流爐內部裝置

在發現電廠內部直流爐內的結焦問題后，技術人員應針對該現象與其背后生成的原因采取針對性地改進措施。

首先，相關人員要及時改造直流爐的內部裝置，通過增加過熱器內部受熱面管的長度來換取換熱面積，增強對過熱器的改造效果，在完成該器械的內部改造使其爐膛出口的煙氣獲得冷卻，有效避免其受熱面出現結焦現象。

其次，技術人員還要挑選合適的直流爐或對該爐的內部結構進行改造升級，使其內部的各項數據指標達到項目設計標準。在使用煤炭燃燒的過程中還要主動改進該煤炭內部的灰熔點，與標準灰熔點相比，若其實際的數值較低其產出的灰粒將極易發生軟化現象，并出現結渣、結焦現象，將燃燒器中的噴嘴堵塞。針對該類煤粉來說，盡量不要與其他煤粉混合使用，若一定要混合燃用則要在電量負荷程度較低時選用[2]。

最后，相關人員還可在直流爐附近安裝吹灰器，在正式采用600MW直流爐期間其表面會形成一定數量的灰塵，若不及時或定期清理將會給該設備的正常運行帶去較大的安全隱患，也會產生結焦現象。工作人員依照該電廠內部直流爐運行的具體狀況，在其附近添加4只性能相近的吹灰器，其吹灰壓力可設置在2MPa左右，依照每日的負荷情況來安排吹灰次數，正常來講，每日的數量需達到2-4次，完成運行后的吹灰其效果更佳。

（二）定期使用除焦劑

在直流爐運行期間若其始終存有結焦現象，相關人員在改造該整體裝置的過程中還可使用多種不同類型的除焦劑。一般來講，針對新型鍋爐而言，其內部除焦劑可包含穩定劑、改性劑、清潔劑、脫硫劑與催化劑等，在除焦劑進入到直流爐內部的高溫區間時，其會緊密依附在熱交換面中，并迅速與焦渣顯現出化學反應，不僅讓焦渣形態變得粉化與疏松，更要將結渣附近的酸性氧化物中和吸附，利用其內部存有的催化成分來改變焦渣中的沉積物，使之形成不同形態的共熔物，通過降低分解溫度來提升分解速度，有效改變其化學成分與物理狀態，使其整體形態變化成疏松、多孔形狀，通過瞬間的分解爆炸后進行自動脫落，改善直流爐內部結焦效果[3]。

（三）縮減爐底漏風現象

一方面，相關人員在改造直流爐爐底時，要注意對該機械底部干渣機的管控，利用科學的運行來有效調節該爐底的液壓關斷門，有效維護并縮減該干渣機內部的風門調節問題，使其漏風量小于此前設計的標準值，值得一提的是，設計值大約占據總風量的1%。另一方面，工作人員還要采用合適的方式來控制直流爐內部裝置的漏風現象，在設計該類裝置的初期就要嚴格保障其內部的漏風率，通過源頭上的削弱來降低其漏風的概率。為掌握適宜的漏風值，相關人員可依照直流爐的運行狀態來設計漏風量或漏風率的試驗，經過測量兩個直流爐的漏風率分別為12.4、10.9%，在采用適宜的維修方式后對直流爐底進行了系統性改造，改進了該裝置的密封方法，有效減弱其漏風系數，在增強爐膛風量的基礎上，降低結焦現象出現的概率。

（四）增加直流爐燃燒控制

其一，在正式運行期間要嚴格監察直流爐內膛壁的壁溫與煙氣溫度，若煙氣溫度在1150℃以上，則要精準調整其燃燒狀態，借助磨煤機的提升來旋轉其分離器的轉速，具體來看，可將中上層磨煤機的分離器設計成40%、底層設計成35%;從溫度上將上層溫度設定在75℃、中下層的溫度為78℃。

其二，工作人員要及時觀察爐膛內部的火焰發展狀態，若其在燃燒時與燃燒器距離過近，要立即調整其位置，要適當設置二次擋風板，將鍋爐氧量始終控制在2.2%左右。

其三，電廠內部管理者還要定期檢查直流爐的吹灰情況，要依照相關器械的具體運行情況來采用對應的吹灰方式，要及時掌握有效的吹灰位置，通過執行該項工作來有效提升直流爐的運行效率，降低結焦現象出現的次數。

總結：綜上所述，在直流爐運行期間生成結焦現象的原因較多，管理人員應科學找出其錯誤的運行方式，通過對結焦的及時清除來保障運行效果。

參考文獻：

[1]吳士區.600MW超臨界直流鍋爐結焦解決分析[J].能源與環境，2019（04）：43+45.

[2]馮磊.600MW機組直流爐摻燒低熔點煤種運行措施研究[J].中國設備工程，2019（14）：108-109.

[3]趙林蕤.600MW π型直流爐并網初期脫硝超凈排放控制[J].河南科技，2019（16）：82-84.

作者簡介：

張偉（1983.7），男，漢族，四川樂山，高級工，大學本科，主要從事火力發電廠600MW超臨界機組運行績效考核工作。