电站锅炉运行中常见问题及处理措施

杨三山

(大唐国际张家口发电厂,河北张家口 075100)

电站锅炉运行中常见问题及处理措施

杨三山

(大唐国际张家口发电厂,河北张家口 075100)

电力在工农业生产和人民生活中的作用越来越突出。我国以煤炭为主要原料的能源结构决定了近几十年内燃煤电站的主导地位。电站锅炉作为火力发电厂的三大主机之一,对发电厂的安全高效运行及电力的充足稳定供应至关重要。本文介绍了电站锅炉的工作原理,分析其在运行过程中需要注意的事项,常见的问题以及应对故障应采取的措施,以期为从事锅炉运行的工作人员提供一定的指导和参考。

燃煤电站锅炉运行问题措施

1 引言

随着科技的飞速发展，社会经济的不断增长以及人民生活水平的不断提高，电力作为高效清洁的能源，越来越占据着重要的地位。但是由于我国的能源结构，燃煤电站一直以来都在电力供应中起着主导地位。随着能源环境问题的日益加重，尤其是燃煤排放物对大气中PM2.5浓度的影响，降低燃煤电站在电力供应中的比重，提高太阳能、核能、生物质能等清洁能源的比重，无论从能源角度还是环境角度都势在必行[1]。但是由于我国对电力的巨大消耗量，近期内及未来十几年内，燃煤发电仍将占据60%左右的比重。电站锅炉是火力发电站的三大主机之一，通过燃烧将燃料的化学能转换成烟气的热能，再通过烟气与工质的换热，最终将给水加热成高温高压的水蒸汽，水蒸汽进而推动汽轮机做功。由于锅炉内进行剧烈的燃烧及工质换热，燃烧器、过热器、再热器等受热面及设备都处在非常恶劣的环境下工作，因此如果锅炉运行出现问题，则会影响汽水循环，损坏受热面，进而引起一系列的反应，因此锅炉运行调节是保证锅炉安全运行的重要手段。而锅炉燃烧调节则是保证锅炉良好运行的重要方式。

2 电站煤粉锅炉工作原理

电站锅炉由锅和炉两部分组成，锅指汽水系统，汽水系统的作用是吸收燃料的热量，将给水加热到一定参数的过热蒸汽，组成部分包括过热器、再热器、水冷壁、联想、省煤器、汽包等设备及其连接管道[2]。

炉指燃烧系统，燃烧系统的作用是组织燃煤在炉内的良好燃烧，通过燃烧将燃料的化学能释放出来，组成部分有炉墙、构架、炉膛、燃烧器、空气预热器、点火系统及烟风道组成。

目前大型火力发电厂大多以煤粉炉为主，燃煤由原煤仓经过给煤机进入磨煤机，达到一定粒度的煤粉由来自空气预热器的热空气边干燥边输送至燃烧器，另一部分的热空气直接进入燃烧器，煤粉与空气通过燃烧器进入炉膛燃烧。煤粉与空气燃烧后生成高温的烟气，高温烟气与炉膛四周的水冷壁管、高温过热器、低温过热器、再热器、省煤器等受热面进行换热，进而将给水加热到具有额定温度和压力的高温高压水蒸汽[3]。

3 电站锅炉运行中常见问题及措施

由于锅炉设计是按照特定的煤种的工况进行的，一旦煤种确定、参数确定，锅炉的本体结构，尺寸就固定了，锅炉在设计参数、设计煤种下运行，其效率是最高的。但是由于我国的燃煤种类繁多，成分差异很大，而且由于电网负荷，锅炉并不能始终在最佳工况下运行，由此，在锅炉运行过程中会出现很多的问题，严重时会造成设备故障[4]。

3.1 积灰、堵灰及结焦

燃煤中含有一定的碱金属化合物，在燃烧过程中，碱金属化合物挥发出现，随着工质不断地吸热，烟气冷却后碱金属化合物会在管子的外表面形成粘结性沉淀层；煤粉中还有一定的硫，伴随着燃煤燃烧会生成硫氧化物，在管子表面形成密实的硫酸盐沉积层。随着灰层的不断提高，烟气的同流面积减小，造成阻力增大，另外管子表面的积灰层降低了烟气与工质的换热系数，影响换热效果，严重时还会造成传热恶化。对于灰分较大的煤种，一定要加强吹灰。

3.2 水力偏差

引起水力偏差的原因有结构偏差和热偏差，若同屏的管圈之间有较大的结构差异存在，会是阻力系数大小相差较大，同时，如果高温过热器的结构设计存在问题，还在产生集箱效应、热效流动偏差、三通效应等，在此种情况下，管屏之间的水动力偏差叠加，蒸汽流动较低的管子由于得不到有效的冷却，会发生超温保管的事故。因此，在设计时，必须要对集箱壁厚、结构进行合理的优化，管屏采用对称的结构布置，管圈结构也有尽可能形式一致。

3.3 烟气偏差

煤粉炉很多采用四角切圆的燃烧方式，但是这种方式下，当烟气达到炉膛出口进入水平烟道时，仍会留存20%左右的残余旋转，这样会形成烟气偏差，导致局部区域烟气温度升高，烟气量增大，则将区域管屏在较大的热负荷下工作，超温爆管的几率大大增加。对四角切圆的煤粉锅炉，燃烧器应采用消旋原理设计，进而降低烟气的偏差程度，另外运行时应对送风系统进行调整。

3.4 低温腐蚀

低温腐蚀一般发生在锅炉尾部受热面等烟气温度较大的地方，如空气预热器省煤器、钢制管道、除尘器和引风机等处。影响低温腐蚀的因素很多，比较突出的有燃料的含硫量、过量空气的系数、锅炉燃烧工况好坏等；低温腐蚀会造成设备的磨损及泄露，对锅炉的安全运行有较大的影响。因此在运行时应采取有效地措施来防止低温腐蚀。常见的措施主要有使用添加剂、提高受热面的壁温、低氧燃烧、及采用新的抗腐蚀材料等。从运行角度，采用低氧燃烧的控制方式、合理控制烟气中的氧气含量，冬季投入热风再循环，对尾部受热面加强吹灰或者采用新材料等可以对低温腐蚀起到一定的缓解作用。

除此之外，电站煤粉炉运行中常见的问题还有炉膛结渣、“四管”爆破、漏风等。影响锅炉运行的因素有很多，源头上来说主要是煤种与负荷。在运行时，一定要尽力保证燃用煤种与设计煤种的差异最小，通过燃料控制，选煤、配煤等缩小两者之间的差距，另外维持锅炉在额定负荷下运行，切忌频繁的调整锅炉的负荷[5]，另外应该定期对锅炉运行人员进行培训，提高其运行水平，以及遇到突发事件的处理能力，各电厂之间应定期进行交流学习，分享各自电厂出现的问题及解决措施，总结归纳，以便于整体提高。

4 结语

近期内，燃煤电站锅炉在工农业生产和人民生活中的地步不可动摇。面对日益突出的能源与环境的双重压力，优化锅炉运行调节，保证已建发电机组安全高效运行是应对能源问题，环境污染的重要手段之一。因此，锅炉运行对反馈的精确度，操作人员的专业素质和技术水平都有很高的要求。本文总结归纳了电站锅炉运行中容易出现的问题及解决措施，以期对从事该方面工作的人员提供一定的指导。

[1]邹聪,杨琴.电站锅炉运行常见问题及措施[J].工程技术与产业经济,2013(1):58-59.

[2]胡国江.对于电站锅炉运行事故的分析与预防[J].中国科技财富,2012(14):155.

[3]谭立娟,陈军.电站锅炉过热器常见爆管原因分析及防控措施[J].内蒙古石油化工,2011(9):76-77.

[4]班金城.电站锅炉结焦问题分析及措施研究[J].电力科技,2013(2):239,245.

[5]罗永浩.大型燃煤电站锅炉若干重大问题的原因分析和改进措施[J].锅炉技术,1999(2):106-111.

杨三山(1985—),男,山西临汾市洪洞县人,大学本科,助理工程师,主要从事锅炉本体专业两年半,生产统计专业两年。