火电厂锅炉运行中的有效预防炉内结焦的策略思考

火电厂锅炉运行中的有效预防炉内结焦的策略思考

王屏

大唐丘北风电有限责任公司  丘北县663206

摘要：文章从理论上分析了大型火电机组锅炉炉膛结焦的具体过程，在此基础上，分析并探索了在运行中有效预防炉内结焦的一些途径。

关键词：火电厂；锅炉运行；炉内结焦；预防策略

引言

当前，大容量火电机组已成为电力系统的主要运行机组，这些运行机组的性能也在不断提高。但是在日常工作中却发现很多锅炉都会出现炉膛结焦的现象，这些结焦现象都不同程度地影响了锅炉的安全运行，并破坏了锅炉的设备，甚至可能导致重大事故的发生，最终给电网的安全运行带来了较大的威胁。

一、炉内结焦的过程及结焦的危害

机组运行时锅炉炉膛燃烧中心温度可达到1500~1600°C或更高，该温度范围内煤粉灰大部分呈熔化状态，此时燃烧中心熔灰靠近水冷壁或者炉膛出口处已经凝结成固态灰而不附着受热面而成焦。但若炉膛设计的冷却能力不足，或操作失误，致使燃烧中心倾斜和超负荷工作，都将导致水冷壁周围的烟温偏高。在这种高温度的状态下，熔灰无法固化，与水冷壁接触时粘结成焦糊。水冷壁表面一旦有焦膜生成，就会进一步减弱水冷壁冷却烟气的能力，使得熔焦更易与之粘结在一起，这样恶性循环下去就会使焦层急剧增厚，焦层外部烟温急剧上升，当这种烟温上升至灰熔化温度后，熔焦就不会再凝集于焦层中，而将沿着焦层表面下移，从而导致结焦的面积急剧下移。

首先，炉膛结焦将增加水冷壁传热的阻力，降低水冷壁的热量，导致炉膛出口温度上升。严重时会因超温而不得不实施降负荷工作。其次，包覆焦块的水冷壁管受热强度变弱，从而导致水循环速度下降，正常水循环受到破坏很可能会导致水冷壁爆管事故的发生。第三，燃烧器喷口处结焦后，一次和二次风气流往往无法按照设计的流速进行正常喷入，导致炉内粉料、风料和烟料无法均匀掺混，使得燃烧切圆无法完美成型。一次风喷口焦化就会导致一次风阻力加大，从而容易造成一次风管的堵塞。

二、防止结焦的原则

首先，燃料灰熔点在很大程度上决定于其灰分的成分构成。灰熔点较低、灰分较高或者发热量较大的煤易出现炉内结焦现象，因此在操作中必须引起足够重视。其次，燃料的灰熔点会因为炉膛中还原性气氛的存在而降低，炉膛的还原性环境难以避免，只有想方设法在受热面周围营造人为氧化的气氛来进一步缓解灰熔点下降的趋势。第三，如果炉膛烟气有着很高的温度，比如在燃烧器范围附近，就需要在最大程度上避免出现受热面被直接冲刷的情况。第四，如果某些受热面容易受到烟气冲刷的影响，比如炉膛过热器附近的位置，就要对烟气的温度进行有效的掌控。如果受热面被烟气冲刷的情况已经发生，那么当对流烟道中出现烟气时，就需要使炉膛出口烟的温度得到充分的保障，使其不高于燃料的实际灰熔点。第五，在实际的运行过程中，相关人员需要开展吹灰打焦的工作，避免出现结焦问题的再次发生。

三、火电厂锅炉运行中有效预防炉内结焦的策略

（一）加强燃料管理

如果想要使电厂锅炉运行的稳定性和安全性得到充分的保障，那么就需要对煤种运行进行科学且合理的设计。从相关的设备和锅炉来说，其主要设计基础就是固定的煤质特征，因此只有对与设计煤质相符合的煤进行科学的燃用，才可以使其运行的有序性和安全性得到全面的保证。然而从如今的煤炭供应市场情况来看，形势较为严峻，大部分的煤质都不能够与实际的设计标准相一致，同时煤炭的类型也是多元化的。所以，如果想要促进煤场存煤管理工作的进一步强化，相关人员就需要实施合理存放多元化煤质的工作，如果煤质达不到规定的标准，那么就需要将煤质的实际特点作为基础，来开展合理配煤的过程，在此基础上，使锅炉燃用的规范性和有效性得到充分的保证。从燃料化验部门的角度出发来说，不但要对入炉煤工业进行精准的探究，同时也要对混煤灰熔点进行提供。因为煤的种类有所差异，所以含有的矿物质也会有一定的区别，如果温度过高，就会出现相关的化学反应，从而使全新的共熔体进一步形成，在此背景下，进一步转变煤灰的实际熔融性。所以，相关人员一定要在试验的作用下，科学且合理的检测混煤煤灰的熔融性，在此基础上，对有效的配煤方案进行制定。

（二）建立完善的燃烧调整试验制度

首先，将实际负荷作为主要依据，来对运行操作卡进行有效的设定。对燃烧器的投运形式进行合理的确定，避免出现燃烧器负荷太集中的情况，并对锅炉的最低负荷有一个明确的认知。其次，需要对煤粉经济的实际细度进行明确，从而使煤粉浓度的平均性和燃烧器热功率的相同性得到充分的保障。第三，对燃烧器的摆动浮动和区域进行确认，避免出现屏区结焦的现象，使炉膛底部的热负荷保持一个稳定值。第四，对最佳过剩空气的指数进行合理的确认，在此基础上，对风煤配比和风率进行有效的协调，同时也要对燃料风的实际配比值给予全面的重视，最大程度上避免出现炉壁被火焰冲刷的情况。

（三）加强日常生产运行中的检查、维护与调整

首先，从锅炉运行方面来说，相关人员需要定期地实施检查工作。在炉膛的作用下，来对火焰的实际状况有一个明确的认知，比如火焰的充满度和颜色等，并对炉墙被冲刷的情况进行仔细的观察，观察是否出现了大面积结焦的现象。假如存在结焦的情况，那么相关人员就需要对其进行及时的处理。其次，在实际的运行过程中，相关人员需要对炉膛烟温进行严谨的控制，从而使烟温值的标准性得到充分的保证。假如在调整之后还会出现设计值低于烟温的现象，那么就需要开展降负荷方面的工作。第三，在实际的运行过程中，相关人员需要对再热器汽温进行及时的监控，对其的变化情况有一个明确的掌握，在此基础上，开展对比的过程。假如再热汽温和过热汽温值在逐渐提升，减温水用量不断增加，管壁温度也在随之而提升，那么相关人员就一定要及时地进行分析和研究，使炉膛吹灰工作的力度进一步强化，使炉膛热负荷进一步减小，假如这种调整过程没有起到相应的成效，那么就需要开展停炉处理工作。第四，需要使吹灰和除焦方面的工作进一步强化。一定要对吹灰器进行科学且合理的应用。在实际的运行过程中，一定要将运行的具体环节标准作为基础，来开展热面吹灰的过程。从运行人员的角度出发来说，需要促进检查灰器力度不断增强，如果出现吹灰器失灵或发生故障的现象，那么就需要实施手动操作的过程，最大程度上对吹灰器和炉管进行全面的保护。同时也要对监管焦斗情况的工作给予足够的重视，最终使放焦的及时性得到有效的保证，避免出现灰斗结焦的现象。

结论

相关人员需要对技术指导方面的工作内容进行全面的关注，并通过燃烧的作用来对燃烧工况进行科学的调整，在此基础上，对有效的协调对策进行构建。从操作锅炉的角度出发来说，一定要将具体的运行标准和要求作为基础，从而使分析工作进一步强化，同时企业也要不断增强相关技术人员的专业能力，避免出现炉膛结焦情况的出现。

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