电厂锅炉结焦 浅谈电厂锅炉结焦原因及防治策略

　　摘要：火力发电厂以煤为主要燃料，然而在电厂的锅炉运行中，由于燃煤等各种因素，经常发生锅炉结焦现象，影响到机组的安全稳定经济运行。从结焦的机理、危害及结焦原因各方面进行了认真的分析，并从管理和技术方面提出了防治结焦的具体对策和措施，对于实践应用有一定的参考和借鉴作用。
　　关键词：锅炉结焦 原因 策略
　　现代大型锅炉运行中，锅炉结渣、积灰是个长期存在的问题。锅炉主要以煤作为燃料，其燃烧产物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等，这些物质在锅炉运行的过程中有时会以各种形式沉积在受热面的表面，造成受热面的结渣和积灰。锅炉结渣、积灰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、锅炉的热经济性降低，还可能造成烟气通道的堵塞，影响锅炉的安全运行，严重时会发生设备损坏、人身伤害事故。锅炉结渣是客观存在、不可避免的，从现有大机组生产运行情况看，有相当数量的机组为不同程度的结渣问题所困扰。对采用常规煤粉燃烧方式的锅炉来说，炉膛结渣将一直是设计和运行中需要认真对待的问题。从理论上对锅炉结渣、积灰的原因进行分析、探讨，掌握锅炉结渣的规律，从生产实践上采取合理的措施防止锅炉结渣、积灰，防止锅炉掉大焦就具有长期的、现实的意义。
　　一、锅炉结焦的原因
　　锅炉结焦是一个十分复杂的过程，煤灰是产生结焦的根源，炉墙的温度是使得结渣的外部因素，炉内的空气动力场组织对于结渣有着极其重要的作用。
　　1.煤质因素
　　燃用的煤的煤质对于电厂锅炉结焦有着很大的影响，结焦的内因受到灰质的成分和熔化温度的影响。一般来说，煤灰对受热面的沾污结焦的倾向，可以用灰熔点温度及其灰的主要成分来判断煤灰的结渣程度。但是仅仅用熔点来判断煤灰的结渣是很不准确的，可能会有不同程度的偏差，因此，也应该选用其他的指标来进行评价。依据灰的结焦指标可以得到所用煤灰使用的哪种类型，并且是通过煤灰组成计算公式来计算，依据煤灰常规结渣判别准则，可以基本上知道燃煤的结渣性能。
　　2.灰熔点因素影响
　　灰熔点是结焦的关键，煤在进行燃烧时，加入燃煤中含有的氧化钠、氧化亚铁、氧化钾较多时，灰熔点就会很低，从而容易结焦；加入燃煤中的氧化硅、氧化铝含量较大时，就不容易结焦。灰熔点与烟气中灰的化学成分、灰的浓度和炉内的环境有很大的关系：燃煤中含灰量不相同，那么灰熔点也会随之发生变化，因为灰中各种成分在加热的过程中，相互之间接触的比较多，产生分解、化合的机会也比较多，灰熔点就会容易降低。
　　3.机组运行状态因素
　　锅炉运行的含氧量是炉内的氧气，它对于锅炉结焦有很大的影响，如果锅炉运行的氧量比较低，那么炉内的还原性气氛就比较强，灰熔点就会下降，很容易产生结焦。因为在铁量增加的同时灰熔点会随之降低，而炉内气体的某些性质也会影响灰熔点。例如铁在炉内的氧化性气体作用下能够以Fe203的形式存在，再增加铁量的时候铁的熔点就会缓慢地降低。如果炉内的还原性气体的影响下，Fe203会被还原成Fe0，向时灰熔点也会很快地降低。Fe0与炉内灰渣中的Si02很容易反应生成化合物2Fe0·Si02，这种化合物的熔点为1065℃。因此，我们了解到如果对炉内输送气体的氧气量受空气预热器或者说吸风机影响而含量降低则必然会在炉膛出口的位置有大量的还原性气体的存在，进而增加煤灰的结焦。
　　依据以往经验，为了保证煤灰在炉膛口不结焦，炉膛口的温度要比煤灰的熔点温度低出至少1000。如若炉膛口温度没有达到这个件则管子表面会有很多的结焦。固定了炉型后，要是改变喷燃器或者一二次风喷口的角度则还要控制人员进行粗略的调动，粗调很难把握尺度，使得锅炉内的燃烧状况达不到最优，同时上层的燃烧器里的煤粉颗粒燃烧不完全不能充分利用。遇到质量较次的煤时，燃烧性能会进一步的降低，更会导致炉膛口的高温，引起结焦。
　　假如锅炉结焦频繁发生，水封槽被煤灰填积而没有充足的水，则水封槽的应用效果会大打折扣，还会有炉膛下部出现漏风状况，下排燃烧器就会有较低的稳定性。在炉膛火焰中心温度持续升高的时候，上排的燃烧器会提前着火，促进该区域温度的再升高，导致上排燃烧器及中排燃烧器结焦的发生。
　　二、锅炉结焦的危害
　　1.锅炉出力能力降低
　　在炉膛口温度升高，蒸汽出口以及管壁温度偏高的情况下，锅炉出力性能会受到很大的抑制。出现水冷壁结焦，则影响蒸汽的蒸发量。
　　2.锅炉的热效率降低
　　当锅炉的受热面发生结焦时，导热性能就受到影响，而排烟的温度会升高，锅炉整体的热效率就下降了。燃烧器口出现结焦则炉内气体就发生流向偏斜，可能会增加机械以及化学热损。热效率降低锅炉的用电量则增加。
　　3.锅炉的安全系数降低
　　锅炉结焦后会使得排烟温度、管壁温度偏高，受热不均匀会使设备的热度差偏大，不利于炉内水循环的安全。炉内结焦掉落时可能会堵塞排渣口或者砸坏水冷壁管，影响锅炉的正常工作。在长时间的除渣时，炉内气温严重降低影响锅炉的燃烧。
　　三、防止锅炉结焦的措施
　　1.保持锅炉燃烧设备的正常工作状态
　　在对锅炉进行日常检修的过程中调整更换出现磨损或脱落的风喷口，保证煤粉在分喷口的均匀分布。
　　2.保证燃煤的质量
　　电厂应根据当前实际的燃煤质量调整白身的燃烧方案，保证有最优的燃烧效果。燃烧管理部门应该更多的研究混配煤技术，降低低熔点的物质含量，把握灰熔点，避免结焦现象发生。
　　3.应用科学的运作模式
　　为控制炉膛口温度，应设置持续的监控系统，实时监测炉膛口烟温，保证控制在灰熔点以下。同时要把握好炉内过剩空气系数，在适当的时候提高一下风速可以推迟煤粉的着火也可以增加气体的流动，减少气流偏斜。锅炉正常的燃烧还要有合适的煤粉细度，过大过小都会导致燃烧器的故障。
　　锅炉的结焦机理是十分复杂的物理化学过程，与煤质、锅炉结构及锅炉燃烧调整等因素有密切关系，通过具体分析锅炉结焦原因并采取有效对策，可以抑制锅炉结焦，改善锅炉运行工况，提高锅炉效率。
　　参考文献：
　　[1] 刘德阳.锅炉高温过热器区域结焦积灰处理措施[J].发电设备，2007（4）
　　[2]刘思佳，王文元.燃烧调整对锅炉结渣影响的分析[J].中国电力技术，2005.
　　[3]顾杰.炉内结焦治理[J].四川电力技术，2005.

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