锅炉运行调整防止锅炉结焦优化分析

锅炉运行调整防止锅炉结焦优化分析

独新平

甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃省兰州市730000

摘要：锅炉运行过程中，需要工作人员对其运行状态加以调整。这也是锅炉运行时最基础的流程之一。燃烧调整的目的在于保证锅炉运行质量，能够根据外界工况为参考，保证各项机组运行稳定。锅炉结焦影响锅炉自身使用寿命，还会降低企业生产效益。锅炉结焦现象严重时，会影响炉内正常燃烧，甚至导致锅炉停运。基于锅炉结焦影响因素加以探究，科学总结结焦现象。在当前的处理技术上进行调整，提高处理质量，保证锅炉结焦现象减少，实现稳定运行的目的。

关键词：锅炉运行；调整；锅炉结焦；优化措施

1结焦形成

在锅炉炉膛的中心，其火焰的温度最高，循环流化床锅炉虽然比其它形式的锅炉温度要低，但一般也会在1000℃以上。这时，燃料中存在一定量的灰分，这些灰分在炉膛高温的作用下，加上供氧量严重不足，灰分就可能改变其状态，变成软化或呈现液态。由于锅炉四周的水冷壁在连续地进行热交换，不断从炉膛中吸取热量，呈现出炉膛中央温度高，四周温度低，邻近水冷壁管壁时的温度就越低。随着温度的降低，灰分必将从液态变为软化状态、硬化变成固态。此时，灰分处于软化状态，到达受热面后，由于受到骤然冷却而直接硬化，分别粘结在不同的受热面上。

通常情况下，燃料在燃烧过程中，灰分温度变化顺序是这样进行的，先是出现变形，然后进入软化，结果是达到熔化。当燃料煤的灰渣熔化温度达到1000℃以上时，运行温度继续超过灰熔点温度，并且流化状态出现异常，那就很容易形成结焦。这就是锅炉结焦的形成机理。

运行表明，循环流化床锅炉无论是在正常运行中，还是在锅炉的点火启动阶段，也不论是在流化床的布风板风帽受热面，还是在旋风分离器和返料装置，均有可能出现结焦现象。

2锅炉结焦影响因素

为了保证锅炉正常运行，结合部分煤炭企业的生产情况对锅炉结焦影响因素进行分析，可以发现存在多项因素，导致锅炉结焦现象发生。

1）挥发分因素的存在，使得锅炉燃烧过程中，内部热量难以快速点燃煤粉，造成煤粉燃烧不够充分，被烟气带入到炉膛出口处，造成烟道温度升高，致使过热器出现结焦现象。煤粉的成分中硫含量较高，也是造成锅炉内结焦的部分原因。

2）煤粉细度会影响燃烧效果，细度较高更易燃，细度较粗难以点燃，还会影响烟气温度，造成炉膛内温度过高，形成结焦现象。

3）燃烧器一二次风门配比情况不同，调整风门大小也会影响炉内燃烧的稳定性。风量较大，造成炉内中心切圆不稳定，导致炉内燃烧混乱；人员操作不合理，导致锅炉断水、少水等现象发生，也会影响锅炉燃烧质量；入炉煤灰中含有吸热的物质，与灰分融合对锅炉燃烧工况造成影响，影响锅炉正常燃烧，导致锅炉结焦降低了生产质量。

3锅炉结焦调整优化分析

3.1确保煤质稳定

要保证锅炉运行的稳定性，首先必须把好燃煤的质量关。严格按照煤的质量控制指标进行采购、检验与加工。要确保煤的含碳量、水分、灰分等主要内在参数符合指标要求，特别是控制好矸石含量。其次是确保燃煤的加工质量，要保证加工出符合技术要求粒径的煤颗粒，不至于出现过大或过细燃煤颗粒送进炉内等。

3.2炉膛中心切圆

知晓风门是影响锅炉结焦的因素后，还需要对炉膛中心切圆进行研究，判定锅炉停运时，冷态状况下的动力场速度特性。具体方法是选择锅炉炉膛对应一次风水平横截面，对位置进行测量，采用网格化原理分析各点的流速与流速值，对冷态状态加以判断。炉内断面根据炉膛横截面选择，选用的测量值越多，结果更加准确。炉膛内部速度分布稳定，代表运行状态良好，能够保障各机组正常运行。确定好炉膛中心点后，对风管进行调整处理，找出中心线位置后，根据左右中心线焦点作为中心点，并下放垂直线。通过测量中心点与对角直线的距离，判定误差是否在调整要求范围内，调整准确后使用点焊固定。经过调整后的风门，处于调平状态，能够保证炉内负压始终在-200～-50Pa的范围内，找到最大风速的实际切圆，对其截面距离进行检测，检查是否存在刷边现象。

根据前后左右的风速参数，炉内中心切圆基本完成。一次风速处于稳定状态，根据实验数据能够发现，燃烧器喷口处风速过大，影响炉内空气场状态。其中一侧的水冷壁风速高度不均匀，存在较大的风速差异，无法满足锅炉稳定运行的要求。在安装角度误差较小，风门经过调整无法解决冲涮偏斜问题时，需要对喷燃器进行优化，才能从本质上解决问题。

3.3点火投煤控制

点火初期，要特别注意适时适量投煤。要注重总结在什么温度情况下进行投煤，而当达到这个温度时，必须及时投煤，而投煤量也是必须严格掌控的。当燃煤燃烧稳定后，必须根据实际情况来缩短煤与油的混合燃烧时间，适时考虑是否需要停止加油，以应对各种突发的故障，避免出现结焦问题。另外，一旦投煤过快过多，将可能出现把炉子突然压死，火焰熄灭，造成死炉；也有可能会造成循环流化床的温度上升太快，容易引起爆燃现象。

为有效防止投煤过快过猛，可以适当考虑进行间隔性投煤，在温度还处于700℃以下时，要尽量采用点动方式来间隔或慢速投煤；与此同时，要测量炉内的氧含量，并关注其变化数值，以此作为参考来合理地调节和控制投煤量和最佳的投煤时间。

再则，点火结束后，应择机尽快清除锅炉里面的废渣，这样，可以消除煤渣影响锅炉正常运行的因素。

此外，锅炉运行中，炉内温度的控制非常重要。保证流化床不出现持续高温，可以防止燃煤中的灰分产生软化和液化。

与此同时，还要确保流化床始终保持良好的流化状态，使燃煤的颗粒混合均匀，从而有效地防止锅炉的低温结焦。

3.4优化改造措施

一次风与水冷壁之间形成富氧区域，二次风与一次风的夹角无法基于这一条件得到满足，造成过热器与水冷壁出现结焦现象，影响锅炉正常运行。一二次风角度配合不佳，是导致结焦的主要原因。设计方向应明确结焦主要影响因素，对燃烧器进行改造，解决结焦问题。原本布置的一次风速存在风速偏差过高的现象，造成中心切圆明显的扰动，对炉内空气造成较大影响。对此，在喷口设计上进行优化处理，抵消偏置二次风对一次风的干扰，增加一次风角度与气流，降低二次风风量，使炉内的燃烧情况适应调整需求。

由于原本的风门无重大偏差，但是二次风使用偏置配置，造成一二次风夹角强度出现问题，影响炉膛内的中心切圆。为了进一步提升数据的准确性，新增贴壁风一次风压设计，加强对水冷壁的保护。能够在一次风作用下降低其作用，使焦块难以形成。锅炉采用的四角燃烧器，在燃烧器上下层风喷口处增加额外的斜度喷口，使进口部分尺寸大于贴壁风喷口的出口尺寸，增强喷口部分的风压，在水冷壁表面形成气膜作用。保护炉内受热面，防止结焦现象发生。对风管、喷口界面等流量比进行记录和对比，推算下一次的风喷口流量，获得具体的风量范围，确保贴壁风尺寸符合要求。燃烧器的布置则采取从上至下的方式（高→低→上二→中二→上一→中心偏置→下一下二）。利用一次风携带输送燃料，与部分氧量组合成烟气流向，形成欠氧燃烧的工况。利用二次风提供大量氧量，降低燃烧中氮氧化物的生成。低位燃尽风口主要增加燃烧，确保燃料充分燃烧。高位燃尽风口增加氧量，确保未燃尽的燃料流过过热器，保证处于富氧燃烧的状态。这样结焦现象难以形成，可以从本质上解决结焦带来的影响。只有从燃烧器装置本身改进，才能有效解决问题，保证炉内燃烧工况的要求。

结论

经过分析对比，可以发现锅炉运行过程中，结焦现象普遍存在。为了消除这一现象对锅炉运行带来的影响，需要对燃烧器结构进行优化。通过查找结焦原因，对锅炉结焦现象进行分析，并采取改进实验，明确改进方向。通过合理设计与测试，保证改进效果。尽管当前针对于锅炉结构进行了优化整改，但是改造过程存在一定局限性，具体的效果还需经历长时间的检验，才能进一步提高优化效果，保障锅炉运行质量。

参考文献：

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