锅炉结焦原因分析及应对措施

锅炉结焦原因分析及应对措施

【摘要】：锅炉的结焦问题是燃煤电厂普遍存在问题，结焦对锅炉运行的经济性与安全性均带来不利影响，通过对锅炉结焦原因分析，制定了一系列的应对措施，有效缓解了锅炉结焦问题，对同类型电厂锅炉防止结焦也有一定的借鉴作用。

【关键词】：锅炉结焦原因防范措施

1、锅炉设备简介及结焦情况

锅炉为哈尔滨锅炉有限责任公司制造的超临界变压运行直流锅炉，锅炉为单炉膛、一次中间再热、固态排渣、п型露天布置，型号为HG1952/25.4-YM1。机组于2013年大修期间进行了低氮燃烧器改造，将原有的低NOX轴向旋流燃烧器（LNASB）改造为中心给粉低氮旋流燃烧器。改造后存在锅炉结焦、飞灰含碳量偏高的问题。

2、锅炉结焦的原因分析：

2.1 煤质原因

燃煤的成份，燃用煤种的煤质对电厂锅炉的结焦有着根本的影响。结焦的内因受灰质的组成成分和熔化温度影响，温度高于灰熔点时才会产生熔融的渣。

本厂锅炉燃煤的灰熔点最低在1150℃左右，极易结焦。

2.2 煤粉细度

煤粉细度过粗使火焰中心上移，出口烟温升高，造成出口受热面结焦，所以要有合适的煤粉细度。煤粉过粗，燃烧时间和燃烧距离增长，煤粉因惯性作用会直接冲刷炉膛受热面。再者，粗煤粉燃烧温度比烟温高许多，熔化比例高，冲墙后容易引起结焦。

本厂A、C磨煤粉细度较粗，尤其是C磨， B、D磨煤粉细度均较细。

2.3 气流冲刷受热面

气流携带溶渣冲刷到受热面上，这与火焰中心位置、二次风漩流强度、一次风速以及运行调整都有关系。在大修后，在不同磨煤机组合时经常出现主再热汽温偏差大的现象，这和煤粉细度、燃烧调整和炉膛火焰偏斜有直接原因。

2.4 氧量控制

氧量不足，产生一氧化碳形成还原性气氛，使灰熔点大大降低，某些工况下，特别是升降负荷时氧量控制偏低，造成过剩空气系数小是结焦的主要原因。大修后送风机电流一致控制在70-120A作用，二次风量明显不足。

2.5 火焰钢性

过小的一次风速度气流易偏斜，着火离喷口过近，易喷口附近结渣。提高火焰刚性，提高水冷壁附近氧化性气氛，燃用高挥发份的煤种，可选用较高的一次风速度。我厂低负荷时为了稳定燃烧，高热值烟煤掺烧过多，一次风速过低是燃烧器出结焦的另一原因。

2.6 燃烧器外二次风旋流强度过大，煤粉在燃烧器附近燃烧，也易引起燃烧器处结焦。

2.7 锅炉超负荷运行，炉温升高，烟气流速加快，灰颗粒冷却不够，也易结焦。

3、预防锅炉结焦的安全措施

3.1 燃煤掺烧

尽量减少低灰熔点煤种的掺配比例。在目前燃用的煤种中，新疆/德隆等煤种灰熔点只有1150 ℃，属于极易结焦煤种，应尽量减少此类煤种的掺烧比例；优化配煤方式，低灰熔点煤种在D层燃烧器上燃用；低灰熔点煤种搭配高灰熔点无烟煤在同一层燃烧器上燃用。3.2 煤粉细度

在不影响锅炉带负荷的前提下，通过添加钢球和调整磨煤机分离器折向挡板的方式降低各磨的煤粉细度，将煤粉细度R90控制在10~12%左右。一方面，减少了粗颗粒煤粉对水冷壁的冲刷，缓解侧墙结焦；另一方面，煤粉变细后，部分原本被碳基质包裹的内在矿物颗粒转化为外在矿物颗粒，外在矿物颗粒燃烧时大都处于氧化性气氛中，减少低灰熔点化合物的生成；再者，煤粉细度变细后，着火提前，避免了因燃烧推后造成的屏过区域结焦。

为保证煤粉细度，加强对磨煤机电流的控制,A、B、C、D磨煤机电流为155A、155A、160A、155A。

3.3 风烟系统调整

3.3.1 合理的调整主燃烧器外二次风旋流强度。一方面，将主燃烧器外二次风旋流叶片角度至45~50°，确保风粉良好混合；另一方面，通过将靠近两侧墙的燃烧器旋流强度适当变弱，避免火焰冲刷侧墙，防止侧墙结焦和高温腐蚀。

适当关小燃尽风。额定负荷下，燃尽风开度不大于30%，避免主燃烧区域缺风，还原气氛增强，结焦加剧,还可以补充下炉膛的风量，强化下部燃烧区域的燃烧，使火焰中心下移，延长煤粉颗粒在炉内的燃烧时间，降低飞灰含碳量，减少屏过结焦。

二次风挡板开度（A/B/C/D层）分别为70/70/100/100%，停运磨二次风开度为5%。采用正塔配风方式，不但锅炉效率最高，也使火焰中心下移，减少了屏过结焦。

3.3.2 根据煤种的品质，调整一次风温，改变煤粉气流着火距离，燃用烟煤时，由于挥发分高，适当降低一次风温，使挥发分溢出减慢，增加一次风风量，煤粉气流运动速度增快，延长煤粉着火距离。低负荷时尽量多少低热值高挥发份的煤，这样不仅可以提高一次风速，还可以稳定燃烧。

3.3.3 两侧吸送飞机出力应均匀，不使烟风偏斜。

3.3.4 开大旁路风也可用于缓解燃烧器喷口结焦，但是飞灰含碳量增加，锅炉热效率降低。所以在磨煤机风量偏小且分离器温度偏低的情况下，可适当开大旁路风。

3.4 氧量控制

根据锅炉优化调整试验结果,制定新的氧量运行曲线如下：

3.5 运行控制

3.5.1 加强燃烧调整，避免大起大落，幅度太大。严格控制升温升压速度，防止出现两侧烟气温度偏差。

3.5.2 加强掉焦情况的监视，根据掉焦情况及时调整配煤和运行参数调整。

3.5.3 及时清理磨煤机分离器并确保磨煤机分离器出口挡板开度

3.5.4 燃料上煤煤质发生变化时，要及时向值班员汇报清楚，以便值班人员提前做好预想，烧至变化煤种时能及时调整

3.5.5 加强燃烧调整，严防缺氧燃烧，在缺氧状态的还原性气氛中灰熔点会大幅下降，诱发严重的结焦。

3.5.6 坚持锅炉定期吹灰工作，根据汽温变化、炉膛出口烟温及两侧烟温差变化可适当增加吹灰次数。

3.5.7 低负荷时，加大高挥发份、低热值煤的掺少量。

结束语：

在分析原因并采取以上的运行优化调整后，#2锅炉掉焦明显有所缓解，为今后锅炉的安全、经济运行提供了有力保障。