火力发电厂锅炉结焦的原因及对策分析

火力发电厂锅炉结焦的原因及对策分析

作者：周政

来源：《科技创新导报》2013年第08期

摘要：近年来，火力发电厂的主要燃料主要是以煤为主，但是在电厂的锅炉运行过程中，因为媒的品质、燃烧调整等原因，常会发生结焦的状况。锅炉的结焦对于机组运行的安全性与经济性都产生了极为不利的影响。虽然就锅炉结焦问题对燃烧器进行了一定的改造，并且也在此基础上进行了一系列的调整，使锅炉结焦的问题得到了一定的缓解，但是随着煤炭市场的不断变化，致使入炉煤的质量不能保证，因此结焦问题依旧没有得到根本上的改变。

关键词：火力发电厂锅炉结焦原因防止对策

中图分类号：TK224 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-02

锅炉结渣问题是煤粉炉中较为普遍存在的问题之一。结焦的分布往往是不均匀的，直接导致了过热器的热偏差增大。如果结焦部位处在水冷壁处那样就对自然循环锅炉的水循环造成极为不利的影响。如果是燃烧器喷口处结焦，会对气流的正常喷射造成影响，导致锅炉内空气动力工况遭到破坏，严重时有可能引起锅炉的灭火，严重的结焦会迫使锅炉停止运行，因此，锅炉结焦是不容忽视的重大问题。锅炉结焦之后首先考虑的除焦问题，但是因为除焦历时时间较长，因此造成了炉膛底部灌进了过多的冷风，直接导致燃烧室的温度降低，燃烧不稳定甚至灭火的情况都是极易发生的。再者，除焦工作是一项工作强度与危险性都非常高的劳动，无疑增加了除焦人员工作时的安全隐患。第三，由于过热器处结焦，使锅炉通风处阻力变大，直接引起用电量的增加，增加厂里的成本；结焦还会引起受热面温度超过普通温度、锅炉内通风不充足等，使机组的使用寿命降低。究于以上的因素，结合多年的实践工作经验，将锅炉结焦问题以及解决对策总结如下。

1 锅炉结焦的原因分析

锅炉结焦的原因较多而且在煤粉炉中较为普遍存在的，其发生的主要原因是锅炉内高温处熔化或软化后的灰接触到受热面自后，粘附在受热面上久而久之形成的积灰。加上灰本身的导热性能差，导致积灰内外表面的温差大（外表面温度升高），积灰导致了管壁面的粗糙度增加，自然软化后更多的灰容易粘附在粗糙面上，灰渣外围的温度越高、覆盖的灰越多，因此积的灰层也是越来越厚，当灰渣的温度达到了熔点之后，灰渣会变成液体流进附近的受热面管上，长期导致结渣的面积扩大，形成了结焦。归结一下，锅炉结焦主要与锅炉的设计、燃烧器的布置、安排方式以及煤种等等因素有关，具体分析如下。

1.1 煤粉细度的影响

粗的煤粉具有燃烧时间长的优点，但是如果煤粉中粗煤粉的比例增大之后，由于煤粉过粗，则极为不利燃料的燃尽，甚至可能导致火焰拉长，直接导致的结果是炉膛出口处的灰因为处在温度较高的环境下，发生软化或者熔化的现象，容易造成炉膛出口处结焦的现状。但是如果煤粉过细，虽然不存在燃料燃不尽的弊端，但是因为着火过早，极易可能破坏燃烧器，因此应该根据燃料的实际情况对煤粉的细度进行适当的调整。

1.2 炉膛温度以及灰熔点的影响

随着燃烧器内温度的升高，导致煤灰非常容易达到熔化的状态，自然结渣的可能性也就越大。锅炉断面的热负荷、燃烧器区域的壁面热程度、燃料的发热量、水分含量等都能影响燃烧器区域的温度水平。而结焦的根本原因就是熔化状态下灰沉积在受热面上。物体的熔点与组成的化学成分、物体周围介质的性质以及物体的浓度有关。灰的熔点同样也是这样的道理，结焦的原因就在于灰的熔点上，灰的熔点与锅炉受热面结焦几乎是成反比的关系。如果周围的烟气中含有一氧化碳、氢气等还原性的气体时，这样会使灰的熔点降低约200 ℃，这种现象发生的原因是还原性气体的存在是因为灰分中熔点较高的三氧化二铁被还原成为氧化铁，这二者的熔化温度相差与250 ℃左右。另外，灰的熔点还与灰在烟气中所占的浓度有关，若排出其他的干扰条件之后，煤中含灰量不相同，那灰的熔点也随之有所变化，究其原因主要是灰中各种成分在加热的过程中，由于分子的运动，导致相互接触越来越频繁，因此熔点降低的可能性也越大。

1.3 是否对锅炉的燃烧进行了适当、合理的调整

对于现今应用较多的四角切圆燃烧方式的锅炉，因为煤粉气流与邻角气流的相互撞击而导致了火焰贴墙是，就非常容易产生灰渣。锅炉在实际的运行过程中，因为内外与外在各种原因的影响，导致火焰没有按照设计中（火焰处在正中）这样进行，会发生相应的偏移。另外，在煤种发生变化时，煤粉着火的距离会发生明显的改变。虽然各电厂都对冷态空气动力场进行了试验，调试之后严格按照锅炉的设计说明书进行。但是，随着机组运行一段时间之后，随着煤粉细度的变化、配风的变化等都会导致火焰中心发生变化。

1.4 给粉机运行状态不稳定的影响

给粉机给粉量不平均直接导致煤粉量的变化，在此特别需要说明是的在煤粉量突然变大的情况下，配风若保持不变，这样非常容易造成锅炉的熄火，而且还会发生锅炉结焦的状况。

1.5 人为原因的影响

如果设备以及煤粉都没有变化的情况下，那人就是结焦的关键性因素。很多的电厂机组都采用委托维护运行模式，这样运行和操作人员不属于电厂的编制，不归电厂管理，因此在应对结焦方面，导致运行人员缺乏主动探索解决办法的积极性与主动性，而只是被动的进行处理结焦的工作，这样不利于结焦问题的改善。

2 解决和处理锅炉结焦的相关措施

2.1 稳定煤种或者保持煤质均匀

实际情况煤质一般是不容易改变的，在此种情况下，电厂应想办法解决如：配煤掺烧，在对整个机组进行技术改革的基础上，可以在煤场额外加一条配煤带，这样双皮带供煤，这样既可以解决配煤的问题又能从根源上解决煤质不均匀的难题。另外还可以借鉴的办法有：煤仓落煤混合、磨煤机进行配合磨煤、交叉混粉等措施。以上种种方法可以使得四角风粉分配的均匀性良好而且能有效的减少燃烧工况的变化。另外，需要注意的是，尽可能的稳定煤种，若锅炉燃烧用的是容易结焦的煤时，可以适当的掺上熔点高的其他煤种，但是在此需要注意的是，若煤质发生了变化，那应该在燃用之前得到煤种的化验报告。

2.2 定期进行吹灰

在锅炉的受热面安装吹灰器，定期的对受热面进行吹扫，这样可以有效的保持受热面的清洁而且能较好的防止灰渣大量积聚。虽然吹灰器是具有力度较大且立竿见影的效果，但是不能从根本上治理结焦问题，定期的吹灰只能控制结焦的程度。另外因为吹灰器不能全面的进行吹灰，在结焦最严重的喷燃器区往往属于“死角”，而且在吹风的过程中还对燃烧工况上升的一定的干扰。因此在吹灰器的布置与使用过程中一定要保持使用所用煤种的结焦倾向性，这样才能使受热面的积灰可以得到及时的

清扫。

2.3 可以相应的使用除焦剂

除焦剂本身属于一种化学药剂，可以与锅炉内的焦渣发生相应的化学反应，使焦渣质地变的疏松软化，这样因为其作用范围的广泛性，这样从炉膛到烟道各级受热面均有效。对于不易吹扫的较硬的结焦，在加药后灰渣会白嫩的逐渐的疏松，非常容易脱落。但是这种除焦方法的见效时间较长。

2.4 改造设备

（1）通过改造给粉机的变频换型将燃烧器在四角上的动量分配给予一定的调整，以最终达到均匀的状态为目的，保持高温火焰位于炉膛断面的中心位置。

（2）对于运行时间较长的磨粉机而言，一定要及时的对钢球进行检修和更换衬板，以确保磨煤机的正常运行。

（3）在停炉时，要对锅炉炉墙的密封性、放灰闸板、空预器进行整治，减少漏风，增强其严密性。在锅炉的运行过程中药加强检查制粉系统的运行情况，如果发现有漏风现象要及时的将锅炉停运检修。