130 t/h高壓煤粉鍋爐結焦的原理與危害及防治措施

劉文山

摘? ?要：因為煤粉爐自身具有一定的特殊性，因此結焦現象會伴隨使用過程始終，長期使用之后結焦現象會愈發明顯，發生部分多為水冷壁和噴口位置。當結焦問題出現時，整體煤粉爐會呈現不良運行狀態，不僅嚴重降低了工作效率，而且會帶來嚴重的安全問題，阻礙機械設備的正常運行。就實際工作而言，需要提升職工的重視程度，通過加強檢查力度來優化結焦問題處理模式，并不斷健全和完善相關的預防機制，形成良好的發展格局。文章通過分析原因分析與整合，為具體的結焦問題提供建議與意見。

關鍵詞：130 t/h;高壓煤粉;鍋爐結焦;防治措施

通過對部分省市熱電廠的走訪與詢問，筆者發現大部分130 t/h高壓煤粉鍋爐均存在結焦問題，其結焦程度與實際運行時間和工作量成正比。因為存在大量結焦問題，其內部燃燒效率直線下降，異常升溫與對流加熱問題不斷產生，對相關企業經濟效益的提升帶來了嚴重的阻礙。與此同時，安全問題涌現，部分鍋爐事故不斷產生，企業不得不暫停生產來解決結焦問題。針對上述問題，積極探索結焦原因并通過分析結果制定更加合理、科學的預防辦法是當前熱電企業的工作重心。

1? ? 鍋爐實際參數與運行狀況

根據我國熱電廠當前使用鍋爐標準，其尺寸固定為5 670 mm，燃燒方式為四角切圓。制粉系統主要為中間儲倉式結構，通過合理混合冷風與熱風來將煤粉送入熔爐中，通過運轉設備來保證給風效率，其溫度保持在3 580 ℃上下。

2? ? 結焦原因分析及實際危害

在煤粉爐運行過程中，煤質問題、動力因素和燃燒器結構等因素均會導致結焦問題產生，與此同時，不合理的操作同樣會加劇結焦問題[1]。

2.1? 鍋爐設計與員工不合理操作因素

本文主要研究實際設計情況與不合理操作兩方面。首先，鍋爐設計問題。在具體的供電與供暖過程中，因為實際工作負荷較大，相關煤種存在一定的差異，為保證燃燒效率達到500IcECR標準，切實優化企業經濟效益，需要調整當前爐膛結構，通過提升其形態來有效減小橫截面積，為更好地提升熱負荷奠定良好的基礎。在職工操作過程中，存在大量不合規與不規范行為，無形之中加深結焦問題的嚴重程度，帶來了新的問題與挑戰[2]。

2.2? 運行過程中的不合理因素

在粉煤爐實際運行過程中，因操作問題而導致的結焦問題同樣不可忽視。當出現操作不當情況時，風速與燃燒比例不均衡，因為給定的煤粉量存在粗細的誤差，會導致具體的燃燒切圓受到影響，相應的負荷量不斷提升，鍋爐結焦問題產生并且不斷加劇。與此同時，在吹灰器使用過程中，因為溫度與實際需求不吻合，鍋爐結焦問題同樣會產生，根據實際溫度變化結焦程度同樣會發生變化。

2.3? 結焦的危害

當具體的結焦問題產生時，往往會帶來多種危害，并且產生惡性發展循環。隨著結焦面積的不斷擴張，整體鍋爐工作效率會大幅下降。與此同時，因為接觸面積逐漸縮小或出現被堵塞情況，剩余熱量無法有效排出，導致整體溫度迅速上升，內部熱循環被破壞，嚴重時水冷壁會因為熱量的變化而出現停滯甚至爆炸問題，極大程度地加劇了安全風險。當溫度發生變化時，熱效率隨之發生改變，在一定程度上加劇了熱量損失，從而帶來不必要的經濟損失。出口結焦問題發生時，氣流會發生變化，大量高溫、高壓氣流會直接涌入內部，導致局部產生壓力、溫度過高問題，大幅提高了設備損壞風險，堵塞問題同時產生。掉焦問題伴隨而生，大幅掉焦會加大爐膛內部壓力，出現火災問題[3]。隨著氣溫、氣壓的不斷提升，內壁容易形成腐蝕，不利于滅火工作的開展，加劇了安全風險。

3? ? 結焦具體影響因素

3.1? 爐膛的溫度

在粉煤爐運行過程中，其內部溫度會隨著燃料引入發生變化，煤灰狀態發生改變，呈現熔融狀態，結焦問題由此產生。熔爐內部火焰中心區域因為溫度遠超周邊，在受熱作用下，負荷壓力極速劇增，氣化問題逐漸加劇，內部堿金屬濃度與密度同步提升。當溫度與材料熔點處于均衡狀態時，結焦問題并不會產生，只有在爐膛熱量集中并且處于溫度異常狀態下，結焦問題才會出現。

3.2? 空氣動力場因素

在現有的燃燒模式下，風粉氣流形成無限大直徑切圓，相應的火焰位置發生變更，具體的著火點同時出現變化，呈現良好的運轉模式，優化了混合力度。但是，當直徑切圓無限擴張的時候，結焦問題開始產生，風粉受熱愈發明顯，混合性逐漸下降，著火因素發生變化，內部空氣及風速變換組織度與預期產生差異。

3.3? 火焰剛性

在風粉受熱過程，火焰剛性差發揮著重要的作用，并且極大程度地影響了煤的揮發比。在具體的工作過程中，氣流沖刷因受熱因素會產生一定程度的結焦，當煤的揮發度較低時，需要根據實際情況來合理設置風速，保證實際風量能夠符合降壓需求。并且，在降壓的過程中，為保證氧化性，需要適當減少壓力，在合理的風速情況下選用揮發性較強的煤粉，避免燃燒器結焦問題的產生和擴展。

4? ? 防止結焦具體措施

4.1? 加強燃料管理

在適配燃料的過程中，需要結合實際鍋爐運行情況和真實的煤質，通過優化燃燒效率來保證燃燒性能，最大限度地降低結焦比例。就制粉系統而言，需要合理控制煤粉狀態，避免過粗或過細，切實優化工作效率，提升整體制粉系統的工作質量和工作水平，合理控制旋轉頻率。

4.2? 控制爐膛出口溫度

當前我國的煤粉爐主要采用的是低氮燃燒模式，在實際的燃燒過程中，因為燃料燃燒時間有限，大量用盡的煤粉會逐漸向底部轉移，而火焰則主要集中于爐膛出口位置，導致出口溫度大幅提升。就實際運行狀況而言，950 ℃是結焦產生的臨界點，只有低于950 ℃才能大幅降低結焦風險，為設備平穩、健康運行奠定良好的基礎[4]。為此，當爐口溫度接近臨界點時，需要加入適量的催化劑，從而有效地減少ABS產生概率。此外，需要加強鍋爐負荷監管力度，通過提升檢測來避免超負荷問題產生，合理控制在130 t/h以內。當過熱、高負荷問題發生時，需要通過加注油槍和給粉機來控制爐膛溫度，并及時停止對角運行，切實提升控制效率。

對于熱力企業職工而言，需要管理部門合理分配工作，保證有效地降低鍋爐負荷，通過建立健全周期性的工作制度來優化控制力度，更好地降低結焦速率。與此同時，需要加強安全宣傳，注意職工安全和設備運行情況，防止因焦爐掉落產生機器設備停運甚至熄火問題產生。

4.3? 避免鍋爐設備漏風情況產生

鍋爐漏風情況時有發生，并且對于具體的燃燒工作產生了嚴重的影響。為降低其發生概率，需要定期、定時進行檢查與調整，對于可能發生的問題進行第一時間的記錄與反饋，切實優化密實性。與此同時，制粉系統同樣需要不斷進行監督與管理，當出現漏風狀況時，需要立即根據應急措施來暫停設備運行，切實避免結焦問題的產生。

4.4? 優化燃燒調配

企業職工需要根據鍋爐內部具體的火焰情況來進行合理的燃料調配，在結合火焰顏色的基礎上健全調整措施。就實際工作情況來看，只有火焰顏色為金黃色才能確定其為正常燃燒狀態，各項指標均屬正常范圍。為此，需要相關工作人員明確燃燒區域，通過合理選配燃料和設備來有效降低氣流因素的影響。在結合具體切圓狀況的前提下，更好地提升剛性，行之有效地簡化二次風問題。

5? ? 結語

煤粉爐是熱力企業的核心裝置，為其高效運行奠定了良好的基礎。在其使用過程中，結焦問題一直存在并成為重大的阻礙因素，嚴重降低了工作效率，并在一定程度上加劇了安全風險。為優化和提升工作效率，減少結焦問題，需要建立健全預防措施，通過合理控制參數、優化燃燒狀況和做好燃料配置工作來提升工作質量和工作效率，為鍋爐的平穩、有序運行奠定良好的基礎。

[參考文獻]

[1]馮亮亮.130t/h高壓煤粉鍋爐結焦分析及處理[J].電工技術，2018（3）：79-81，89.

[2]陳博.煤粉爐結焦原因分析及預防[J].中國高新區，2017（18）：149，151.

[3]趙超.煤粉爐結焦相關問題研究[J].科技經濟導刊，2016（21）：92.

[4]何永韜.130t/h煤粉爐結焦原因與對策研究[J].科技創新與應用，2014（12）：81.

Principle and harm of coking of 130 t/h high pressure pulverized

coal boiler and its prevention and cure measures

Liu Wenshan

（Harbin Hatou Investment Co.， Ltd.， Harbin 150008， China）

Abstract：Because the pulverized coal furnace itself has certain particularity， the coking phenomenon will always be accompanied by the use process， and the coking phenomenon will become more and more obvious after long-term use， and most of them are water wall and nozzle position. When the coking problem occurs， the whole pulverized coal furnace will show a bad operation state， which not only seriously reduces the working efficiency， but also brings serious safety problems， which hinders the normal operation of mechanical equipment. As far as the actual work is concerned， it is necessary to enhance the attention of the staff and workers， optimize the mode of dealing with coking problems by strengthening the inspection， and constantly improve and perfect the relevant preventive mechanism to form a good development pattern. Through the analysis of cause and integration， the article provides suggestions and opinions for the specific coking problem.

Key words：130 t/h; high pressure pulverized coal; boiler coking; prevention and control measures