锅炉落煤口结焦问题原因和处理办法研究

王宏星 刘玉东 乔方浩

（河南省煤气（集团）有限责任公司义马气化厂 河南义马 472300）

气化厂2台锅炉属于循坏硫化锅炉，其运行中具有以下的优点。①拥有煤洁净燃烧发电的核心技术，能够高效地运用灰渣进行循环利用。②它具有高环保性和高适应性，能够燃烧多种形式的煤燃料。同时循环硫化锅炉也具有较大的缺陷，即给煤系统运行的不稳定，给煤分布的不均匀。由此可知，锅炉给煤系统的缺点是造成锅炉运行问题的主要原因。

1 炉膛落煤口结焦具体原因分析

锅炉结构主要有布风装置、炉膛、气固分离器、回送装置。其中锅炉燃烧方式是次混煤进入炉膛内以气固流态方式燃烧。炉膛内下部锥段具有大颗粒高浓度的燃料的区域为密相区，炉膛中部具有小颗粒和低溶度的气固两相流区为稀相区，稀相区通常位于炉膛的二次风碰口上。当上升气流将一些稀相区的微小物料带出炉膛时，会导致大部分的颗粒被气固分离器收集下来，再次通过回送装置回头炉膛内燃烧。最终，才会使小颗粒物体离开分离器，进入到排放装置中，通过放热或排气使锅炉形成一个燃烧发电的循环。

气化厂锅炉以炉后墙给煤方式进行燃料添加，流化床锅炉单炉配备的2台给煤机4根落煤管以57°倾斜度自流到锅炉膛中进行燃烧发电。主要系统运行情况如图1所示。

图1 落煤口结焦示意图

已知燃煤在炉前墙据布风板上1m左右的位置进入炉膛。当锅炉正常运行时，锅炉无倾斜角度，燃煤进入锅炉的位置发生了改变，由原本1m左右处入炉转变由炉内物料密相区炉内物料稀相区之间的临界处入炉。所以当燃煤进入炉膛燃烧时，大多数大颗粒的次煤都直接落入热床料区，进行混合燃烧。而体积小的次煤会流入炉膛口，被炉膛口的风阻挡，使其滞留在膛口。当炉膛内进行燃烧时，膛口滞留的小颗粒煤也会受热燃烧。对于煤炭燃烧程度而言，其燃烧时整体温度不具有一致性，即燃烧中局部会产生高温，局部保持常温不变，而当高温燃煤的温度达到了煤整体软化变形温度时，就会产生高温结焦。总之，入炉时由于个别因素停滞在炉口的小颗粒煤快速燃烧导致煤局部高温结焦是落煤口结焦的主要原因。

2 落煤口结焦问题处理方法

通过对锅炉落煤口结焦情况的观察分析可以得知，减少小颗粒煤在炉口的停滞程度是减少落煤口结焦的最主要的措施。而减少煤的停滞程度最重要的方式是改造燃煤进入锅炉的方式。主要改造方式如下：首先是改变原有自由落体式的落煤方式，改造为风口播散给煤的方式给锅炉炉膛给料。风口播散给煤方式主要是通过对落煤管的根部开一个矩形孔，同时将压力较强的风引入矩形孔，通过扁平鸭嘴状的喷嘴传播风使炉膛内的燃煤能够快速冷却和均衡播散在整个炉膛中，主要设备如图2所示。

图2 改造后的给煤方式和相关设备

这一给煤方式的改造的主要原理如下所示：

（1）扁平鸭嘴状喷射出的风能够将进入炉膛内小颗粒的燃煤吹散成停留在炉口扁平状风膜；同时将其他的燃煤托起并均匀播散到炉膛内，从而改善颗粒煤在炉口停滞问题；

（2）由于给煤口的风主要是为了冷却燃煤所以风的温度较低，所以给煤口的风进入炉膛内可以有效地降低锅炉入口的温度，从而防止了原先燃煤局部温度过高，阻断了结焦的温度条件。最终高效地避免落煤口结焦的问题。由此可知，改造的方式具有简洁性，能够有效地改变结焦现象。操作性较高。

同时，该锅炉优化了播煤风设备，带来了以下改革：

（1）改变了播煤风的角度，促使其能够进行到炉内最适合的燃烧位置，进行充分燃烧。

（2）改变了播煤风的风量控制，促使其能按照燃料的大小调节风量。

（3）改变了上下播煤风的风量配比，使风能能够在炉膛内形成一个气压差，加大对煤炭的位置的控制。

3 落煤口结焦问题处理方法的优势

改革后的入煤方式投入到具体操作中，显示强大的优点。2台锅炉采用不同的给煤方式，形成了不一样的工作强度和工作效益。

两台锅炉，可以支持每台机组正常运行可以产生12000kW的电量，创造25万元的经济效益。采用改造后的给煤方式使得锅炉能够正常每天运行。工作人员每天的工作强度为8h。平均每个月为该单位节约了启动锅炉需用的净煤气2万m3，采用的是价格2.1元/m3的净煤气，即共节约42000元，同时节约了启动锅炉的除盐水130余t，即锅炉在一个月内顺畅运行，一共节约了46000元。最终计算得出一共是节约了20余万左右的经济。总之，改革后的入炉方式，在无形之中创造20余万的经济效益，同时减缓了工作人员的工作强度。促使燃煤高效燃烧，在同等发电量中，节约使用次煤5t，节约了1万元。总之，减少停炉的次数，能够弥补大量的经济损失。

改革使锅炉燃煤进入锅炉在入炉口处易造成结焦块的现象彻底消失，并且有效地避免了工作人员清理堵塞问题时的停机问题，保障了工作人员处理堵塞时所产生的生命威胁。通过落煤管进行加装播散风设备后，高效地提高了次煤的分布程度，提高煤炭的燃烧程度，实现了彻底燃烧，避免了大量灰渣的出现。提高了资源的有效利用，增加了工厂的经济效益。减少了工作人员对落煤管的清理工作，减少对落煤管的拆卸清洗，有效地提高了落煤管的使用寿命，同时降低了工作人员的劳动强度。由于改造方法采用的是加塞播散风设备，其操作起来相对简单，不需要高设备和技术支持，前期投入少，方便推广。

4 结束语

锅炉给煤入炉方式的改革，有效地解决了入炉口结焦的问题，从根本上改变因为结焦所产生的人工损失，同时使结焦严重时停炉情况的彻底消失，减少了经济损失。从而保证了发电组发电的顺畅和高效。总而言之，锅炉落煤口的结焦问题的有效解决，提高了锅炉设备运行的有序性和高效安全性，因而，可以在各个行业中存在同样结焦问题的锅炉上进行推广使用，促进锅炉运作的高效性。

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