電廠鍋爐結焦原因與預防性措施探討

陳洪

（國能（泉州）熱電有限公司，福建 泉州 362800）

1 鍋爐結焦的危害

1.1 可對鍋爐正常運行造成影響

鍋爐結焦后會使鍋爐內部的過熱器、再熱氣處煙氣溫度升高，進而使管壁溫度遠遠超出設計溫度，導致鍋爐正常運行造成影響。同時，在實踐中發現，管壁溫度長期高于設計溫度容易引發爆管事故，使得電廠受到巨大經濟損失。當鍋爐爐膛出現局部結焦情況時，結焦部位的水冷壁吸熱量降低，使得鍋爐水循環的熱偏差、安全性受到影響，嚴重時可導致水冷壁爆管。若鍋爐爐膛出現大面積掉焦現象時，極有可能對水冷壁、除渣設備造成損傷，且焦塊落入撈渣就會產生蒸汽，蒸汽會對撈渣機的水封造成破壞，導致大量冷風從爐底滲入鍋爐內部，使燃燒器區域火焰著火狀況惡化，爐膛負壓產生較為強烈的波動，進而引起鍋爐滅火。

1.2 可使鍋爐出力降低

水冷壁結焦會使蒸發量降低，鍋爐出口煙的溫度、過熱器溫度、再熱器溫度升高。在此情況下，為使鍋爐正常運行，相應的減溫水用量會增大，進而對鍋爐的出力造成不良影響。此外，鍋爐出口煙溫升高后會增加鍋爐排煙損失、引風機電耗，可對鍋爐運行效率造成影響，進而降低電廠的經濟效益。

2 鍋爐結焦的原因

2.1 煤質原因

電廠鍋爐使用的燃料為煤，而煤的質量存在較大差異，如果相關工作人員不小心采用了質量較差的煤，將會使電廠鍋爐結焦。比如，電廠購入含有大量堿性氧化物的煤粉時，會使鍋爐產生結焦現象。因為煤粉燃燒與其灰分成分密切相關，含有大量堿性氧化物的煤粉灰熔點較低，所以容易結焦。而電廠購入含有大量氧化硅、鋁的煤粉時，就不太容易結焦。因為含有大量氧化硅、鋁的煤粉灰熔點較高。又如，電廠購入濃度較高的煤粉時，會使燃燒器出口的熱負荷增加，如果煤粉與爐墻的距離較近，便會使爐墻附近產生還原性氣氛，進而使鍋爐結焦。再如，電廠購入煤粒較粗的煤粉時，也很容易使鍋爐結焦。具體而言，粗煤粒通過燃燒器后極易脫離主流，所以處于燃燒狀態的粉粒及灰粒容易撞上水冷壁管，進而使鍋爐結焦。

2.2 爐膛內溫度

通過研究發現，燃燒器區域溫度與鍋爐結焦息息相關。當燃燒器區域溫度越高時，灰就越容易軟化、熔融，鍋爐結焦就越有可能出現。具體而言，在一般爐膛溫度下，某些灰熔點中等的煤并不會結焦，但熱負荷集中于燃燒器區域壁面且火焰溫度較高時，灰熔點中等的煤有可能結焦。因為爐膛內溫度升高時，煤中含有的容易揮發的物質就會發生強烈的氣化反應。比如，當爐膛出口溫度較高時，極易使爐膛上部因屏式受熱面、高溫產生結焦現象。又如，當爐膛出口煙溫不均勻時，會使溫度較高的部分結渣。

2.3 人為因素

鍋爐結焦也會受到人為因素影響。比如，因人為因素造成的高溫結焦。

（1）在設計鍋爐時未考慮實際情況，導致爐膛容積太小，使其在使用過程中超負荷運行，出現了鍋爐結焦。（2）工作人員在安裝時未考慮輻射受熱面情況、水冷管間距情況，導致吸熱量超出標準，電廠為不影響正常運行直接進行使用，進而形成高溫結焦。（3）工作人員并未按照規范操作，使得送引風量過大，進行了強化燃燒，鍋爐溫度遠遠超過了煤灰黏結溫度，所以鍋爐出現結焦現象。（4）當火咀安裝角度不對時，鍋爐內部的空氣動力工況不良，所以會出現燃燒切圓過大火燃燒中心偏離的現象，使得高溫煙氣一遍又一遍地沖刷水冷壁面，使得熔渣在未凝固之前就接觸水冷壁面，進而形成結焦。又如，因人為因素造成的低溫結焦：當配風不當時，煤是無法完全燃燒的，此時，不僅會產生大量的一氧化碳、氫氣，還會使三氧化二鐵還原為氧化鐵，使灰熔點降低，進而出現低溫結焦。

2.4 風壓

風壓也是造成鍋爐結焦的重要原因。具體而言，風壓、風量不平衡時會使鍋爐內部燃燒情況惡化。比如，會在噴口形成回流卷吸高溫煙氣，使得風粉無法有效混合、攪拌，煙氣對其相鄰的兩側墻不斷沖刷，進而產生嚴重結焦。

3 鍋爐結焦預防性措施

3.1 重視燃煤管理

燃煤管理是電廠購入高質煤的前提，是工作人員合理燃燒煤的基礎。因此，要想預防鍋爐結焦，電廠就需將燃煤管理重視起來。具體而言，電廠可從以下三個方面入手：（1）燃煤采購。煤質不達標是鍋爐結焦的根本原因，因此，電廠在購入燃煤時需嚴格把關，根據鍋爐設計煤種特性進行采購。當燃煤與要求不符時，采購人員需盡可能選擇成分穩定且含灰、含石量少的煤。如此，才可避免因煤質不好而造成的鍋爐結焦。（2）入廠煤管理。購入燃煤后，電廠需做好管理工作，將煤礦點、煤種當作依據，按照優、劣標準原則進行燃煤堆放。此外，在燃煤入廠之前，相關人員要進行嚴格檢查、化驗，將與電廠鍋爐燃燒要求不符的燃煤拒收。（3）合理摻燒。優質煤、標準煤數量較少，如果在鍋爐燃燒時只考慮煤質，將會出現資源浪費的情況，電廠經濟效益也會受到影響。因此，相關工作人員需基于煤種特性按照鍋爐需求進行合理摻燒。不過，鑒于多數工作人員對煤的特性了解不夠，無法進行合理搭配，所以電廠需成立培訓部門，對煤粉特性進行講解，

使工作人員能對各種煤進行科學搭配。此外，電廠還需對入爐煤進行化驗，給工作人員調整配比及上煤方式提供依據。

3.2 確定煤粉細度

煤粉對于鍋爐結焦而言十分重要，所以在進行煤粉燃燒前，工作人員需對煤粉細度進行確定，使煤粉能夠在鍋爐中充分燃燒。此外，在對煤粉細度進行選擇時，要將多樣化因素考慮到，如煤粉能否穩定燃燒、爐膛及爐膛口受熱后是否會出現受熱面結焦等。

3.3 降低爐膛熱負荷

在實踐中發現，提高鍋爐運行熱效率可將同負荷燃料量降低，可使爐膛熱負荷降低。在此情況下，燃料停留在鍋爐內的時間就會延長，燃料的燃燒也會較為完全。而這可將鍋爐結焦現象減少。此外，工作人員需使給水在較高溫度下運行，借助其降低燃料的入爐量。

3.4 禁止長期超負荷運行

鍋爐長期超負荷運行會造成氣溫超限，進而導致鍋爐出現結焦現象。因此，電廠需要盡可能禁止長期超負荷運行。具體而言，工作人員需要定期對磨煤機風壓情況進行觀察、記錄，并基于其變化趨勢采取相應措施。比如，當發現異常情況的時候，工作人員需要即刻對風管溫度進行檢查、實測；當溫度偏低的時候，工作人員要立刻停運，并對設備進行吹掃工作；當某一次風管溫度呈現正常狀態，但是，其他參與沒有異常變化時，工作人員需要及時與熱控人員進行聯系，對粉管測點進行檢查。

3.5 保證合理的運行氧量

鑒于鍋爐運行氧量與結焦現象有著密切聯系，所以要想從根源上解決鍋爐結焦問題，電廠就需對鍋爐內部的燃燒進行合理調節，對燃煤煤種進行嚴格控制，并使鍋爐膛內火焰均勻地分布，兩側的吸風機、吹風機出力應該保持均勻，為煙風不偏斜奠定基礎。

3.6 強化現場管理

鍋爐結焦所帶來的危害并不是立即就能形成的，其是一個緩慢的過程，所以一旦發現鍋爐結焦情況，相關工作人員就需進行治理。如此，便可最大限度地減少結焦問題給鍋爐帶來的影響。

4 結語

綜上所述，可以看出，電廠是為我國提供電力供應的主要企業，而鍋爐是電廠的主要設備，鍋爐結焦是電廠中較為常見的現象，且會給電廠帶來不良影響。因此，電廠可采取相應的預防措施及時處理結焦減少結焦問題給鍋爐帶來的不良影響，如此方能使鍋爐效用最大限度地發揮出來，為電廠經濟效益提高奠定良好的基礎。