浅析锅炉结焦原因及防治措施

浅析锅炉结焦原因及防治措施

王滟文

江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司   江苏省启东市    226200

摘要：锅炉对电厂的运行效率起到了决定性的作用，而锅炉的运行是通过燃烧煤炭产生热能来实现的。受燃煤等各种因素影响，锅炉经常产生结焦、积灰现象，不但增加了锅炉受热面的传热阻力，使受热面传热恶化、煤耗增加、降低锅炉的热经济性，还可能造成烟气通道的堵塞，更严重的情况下还会造成安全事故。如何有效控制锅炉结焦、积灰成为提高锅炉效率的重要课题。

关键词：锅炉；结焦 ；积灰；防治措施

一、锅炉结焦的主要原因

1、煤炭的影响。煤炭质量的优劣严重影响锅炉运行安全。水分高，发热量低的劣质煤炭灰分大，不易挥发，燃烧不稳定，还会产生大量的灰尘，容易在锅炉内壁上形成沉淀，造成锅炉结焦。而现阶段，由于煤电供需矛盾的存在，锅炉燃煤不能长期保持稳定，煤质多变，燃用煤质较差,造成锅炉易结焦。

2、燃烧过程中空气供应量不足。在燃烧过程中,当空气量不足时,由于煤燃烧不完全,炉膛的还原性气体一氧化碳增多,使灰中的化学成分发生还原反应,从而使灰熔点降低。这时炉膛温度即使不高,也可能产生结焦。

3、一次风门与二次风门调节不当。锅炉运行的配风方式也是影响结焦或积灰的主要因素。若一次风门与二次风门调节不当,则会使炉膛内煤粉与空气的混合不好,造成煤在炉内燃烧不良、烟气温度不均匀。在烟气温度高的地方,管壁温度高,未燃尽的煤粉颗粒一旦粘结在上面继续燃烧,将形成灰的粘附。在空气少的地方,容易产生燃烧不完全,产生大量的一氧化碳,使灰熔点降低,导致结焦。此外,由于炉膛内的烟气处于剧烈的运动中,烟气成分不断变化,同一煤种的煤灰在不同部位的灰熔点可能不同,也促进了结焦。

4、煤粉细度和粒度分布的影响。煤粉过细、过粗均可能引起结焦，煤粉细度视煤种与具体的锅炉的结构而定，应通过试验来确定。当磨煤机出现故障时,煤粉颗粒变粗,进入锅炉的煤粉燃烧不完全,且燃烧后的灰粒容易产生离析,撞击炉膛受热面而产生结焦。当给粉机运行不正常时,如给粉机堵塞,也会导致燃烧调节系统动作,诱使磨煤机超负荷运行和投油助燃使火焰升高,并促进灰熔融软化。此外,由于煤油的燃烧速度不同,会造成局部燃烧不全、还原性气体增多,灰熔点降低,甚至还会造成煤粉和空气在炉膛中分布不均匀,导致火焰偏斜,最高焰层边移,而使燃烧后的灰渣得不到足够的冷却,进而使灰粒与炉膛内的水冷壁管接触时,粘结在上面而形成结焦。

5、锅炉高负荷连续运行。当锅炉高负荷连续运行,炉膛热负荷增加,温度升高,灰粒得不到冷却,在吹灰器吹不到的地方易形成积灰,如不及时吹灰清渣,当熔融软化的灰粘结在上面时会形成大面积结焦。

二、锅炉结焦产生的危害

1、结焦对锅炉安全运行的危害

炉膛结焦会造成因炉内空气动力场不均、燃烧偏斜发生的水冷壁管垢量超标；还会造成因炉膛受热不均而导致的炉墙撕裂。结焦的焦块容易掉落，掉大焦时可能导致火焰拉断、局部爆燃等现象的发生，并引发锅炉灭火；灰渣脱落时,会划伤甚至砸坏水冷壁或冷灰斗；更为严重的是，如果有工作人员在这附近，很容易造成人员的伤亡。

2、结焦对锅炉经济运行的危害

炉膛内结焦会增加受热面的传热阻力,降低辐射吸热量,使炉膛出口烟温升高，锅炉的传热效率会随之降低。燃烧器喷口及其附近结焦 ,会影响到煤粉射流及改变炉内燃烧空气动力工况,导致各个能源不能得到充分消耗，煤炭得不到充分燃烧，造成经济上的重大损失。炉膛出口受热面结焦 ,则会影响受热面传热,甚至影响蒸汽温度,并增大通风阻力,严重时甚至造成烟气通道的堵塞而使燃烧恶化。锅炉掉焦严重时会造成锅炉水封破坏，被迫降出力运行甚至停炉出渣、打焦。

三、锅炉结焦的控制措施：

运行中防止结焦的措施。加强燃料管理，每天及时准确地提供入炉煤的工业分析和灰熔点,供运行人员参考,以利锅炉燃烧调整。通过燃烧调整试验建立合理的燃烧工况燃烧调整试验的目的是使锅炉在最佳工况下运行,其内容应包括：①了解锅炉在不同负荷下最佳工况，确定不同负荷下燃烧器及磨煤机的投运方式,防止燃烧器区域热负荷过于集中；确定锅炉不投油稳燃的最低负荷,尽量避免在高负荷时油煤混烧,造成燃烧器区域局部缺氧和热负荷过高；②确定煤粉经济细度；保证各支燃烧器热功率尽量相等,且煤粉浓度尽量均匀；③确定摆动式燃烧器允许摆动的范围,避免火焰中心过分上移造成屏区结焦 ,或火焰中心下移导致炉膛底部热负荷升高和火焰直接冲刷冷灰斗；④确定不同负荷下的最佳过剩空气系数,调整一、二次风率、风速和风煤配比,以及燃料风、辅助风的配比等,使煤粉燃烧良好而不在炉壁附近产生还原性气氛。避免火焰偏斜直接冲刷炉壁等等。

锅炉的运行和操作,必须严格按运行规程的规定和燃烧调整试验结果进行。同时也要注意加强锅炉运行工况的检查与分析，运行人员每班必须对锅炉结焦 情况进行就地检查一次,发现有严重结焦 情况,应及时汇报、处理。专业要定期分析锅炉运行工况,对易结焦的燃煤要重点分析减温水量的变化和炉膛出口温度的变化规律,以及过热器、再热器管壁温度变化的情况。锅炉受热面吹灰器必须完善投用,运行各值必须严格按运行规程对各受热面进行吹灰。运行人员要加强吹灰器的现场检查,发现吹灰器因泄漏或卡涩故障或程控失灵,应立即手操退出,避免吹坏炉管和烧坏吹灰器。要加强吹灰器的缺陷管理和维修管理,出现问题及时消缺。经常安排少量吹灰器轮流大修,保持吹灰器高的可用率。灰控值班人员应加强对出灰情况的监视和分析,每班要检查冷灰斗观察窗,观察灰坑是否有堵渣现象。若发现渣斗内的堆渣超过斗内的水位,采取措施无效时,应停炉处理。出渣设备发生故障应立即修复,防止水冷壁冷灰斗中产生堆渣现象。

四、结束语

锅炉结焦 、积灰给锅炉安全经济运行所带来的危害是显而易见的。无论采取怎样的预防措施，锅炉在实际运行中由于各种不定因素的影响，导致锅炉结焦 、积灰，作为一线运行人员，需要每天跟踪不同煤种的不同参数，做到有效配风，良好调节，对不同症结提出相应的防治措施，减少锅炉结焦现象的产生。只有这样，才能提高锅炉运行效率，节约运行成本，使得锅炉安全高效运行。

参考文献

[1]王兆方.电厂锅炉结焦原因与预防性措施分析[J].山西化工,2023,43(10):96-98.

[2]易鼎强.火电厂锅炉结焦的原因与预防措施研究[J].现代制造技术与装备,2023,59(10):128-130.

[3]陈洪.电厂锅炉结焦原因与预防性措施探讨[J].中国设备工程,2021(24):187-188.

[4]张波,王建峰,卢佳等.煤粉锅炉煤质结焦性能分析与预防结焦建议[J].电力科技与环保,2021,37(01):38-41.