浅谈锅炉结焦原因危害以及预防措施

张漆玺

摘 要：随着发电机组的容量不断增加，锅炉容量和参数也不断升高，锅炉受热面单位热强度也逐渐提高，但锅炉在运行过程中出现的受热面结焦对锅炉整体效率的影响，也显得比较突出。锅炉一旦出现结焦，就会导致其受热面传热阻力加大，受热面的传热也会因此恶化，导致煤耗加大，锅炉经济性下降，甚至出现烟气通道被堵塞的情况，导致锅炉安全运行受到影响，严重时会发生设备损坏、人身伤害事故。所以本文主要对锅炉结焦原因危害以及预防措施进行了探讨。

关键词：锅炉；结焦；原因；危害；预防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.023

0 引言

煤是发电站锅炉中常用的燃料，由于煤燃烧后形成含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物质，且这些物质大多数在锅炉运行的过程中会以各种形式在受热表面聚集，导致受热面出现结焦的情况。这就使得锅炉的受热面传热的性能降低，所以我们必须对其原因和危害进行分析，并采取针对性的预防措施，确保其安全高效的运行。

1 锅炉结焦的基本原理概述

当前，火电站主要以煤粉炉为主，在煤燃烧过程中，其火焰的中心温度是1600℃±100℃。煤燃烧后形成的灰在这样的高温下，就会熔化成液态，至少呈现出软化的状态。加上水冷壁吸热，使得燃烧火焰的中心往外，且与水冷壁越接近时，其温度也就越低。然而由于温度快速的下降，使得灰就会由液变固。此时若灰为软化状态，当期与受热面接触时，就会由于冷却而在受热面粘结，即结焦。

2 火电站锅炉结焦原因的分析

上述我们对火电站锅炉结焦的基本原理有了一个基本的认识，为了更好地加强对其的处理，就必须对火电站锅炉结焦的原因进行分析。常见的原因主要有以下几个方面：

（1）燃烧不充分。之所以燃烧不充分，主要是因为煤在燃烧中缺乏足够的空气供应。而煤灰属于多成分化合物，其成分较为复杂，在同种煤质下的煤渣，由于所在的煙气和气体介质不同，其化学成分也会发生变化，而一旦成分改变，那么灰熔点也会因此改变。

（2）风门调节不当。因为锅炉的一次风门和二次风门在调节时不到位，导致锅炉运行时的配风方式难以满足实际需要，进而导致其通风不良的情况出现，出现结焦的情况。

（3）机械故障。部分机械在出现故障之后，也可能出现锅炉结焦的情况。例如磨煤机和给煤机，一旦出现故障，煤粉的细度与粒度分布以及煤粉过粗或者过细而导致结焦的情况出现。此外，锅炉在长时间高负荷运行之后，其结焦和积灰就会因为锅炉负荷和烟气温度加大而增加。

（4）设计安装问题。因为锅炉自身的设计问题和安装检修质量不到位，也可能出现结焦的情况。因为其不仅取决于煤灰的性质，更与锅炉的设计参数和结构形式以及受热面布置有着紧密的关联。

（5）煤质问题。在锅炉运行中，由于煤质问题的存在，同样会导致结焦的情况出现。若煤质差，其发热量就会较低，那么就会威胁到锅炉的安全运行。而煤质好，发热量就会越大，当超过设计值时，炉膛的温度和出口烟的温度就会快速升高，导致煤灰被熔融和软化，进而出现锅炉结渣的情况。

3 锅炉受热面结焦带来的危害分析

当锅炉受热面结焦之后其将带来诸多危害，必须引起我们的重视。一是热效率会降低，同时耗电量增加，锅炉的通风阻力也会加大。二是锅炉系统的热损失会加大，因为一旦水冷壁结焦，就会导致蒸发量下降，同时炉膛出口的温度也会上升，导致排烟热损失较大，而蒸汽出口的温度会上升，同时管壁的温度也会加大，导致通风阻力加大，导致出力受到限制。三是影响整个锅炉安全高效的运行，尤其在结焦后，不仅温度升高，而且还会形成局部过热，甚至导致锅炉爆管。

4 预防措施

（1）要有合适的煤粉细度。煤粉过粗，燃烧时间和燃烧距离增长，煤粉由于在惯性的作用下，使得炉膛的受热面被直接冲刷，加上粗煤粉在燃烧的温度远比烟气的温度高，所以其熔化的比例也就较高，进而出现结焦。而煤粉过细，又会导致能耗高，使得制粉性能下降，炉膛出口的烟气温度较高，进而出现结焦的情况。所以必须对煤粉的细度进行严格的控制。

（2）将一次风速适当的提升。这样做的目的主要是为了减缓和减少燃烧器周边的结焦情况。这是因为将一次风速适当的提升之后，能将煤粉着火的时间适当的推迟，点火器与燃烧器的距离更远，且火焰高温区处于炉膛中心，有效的预防在喷口附近出现结焦的情况。此外，这样做还能加大一次风射流的刚性，将因为射流侧的静压形成的偏转减少，尤其的能预防因一次风气流对避免进行直接冲刷，有效的避免出现结焦的情况。

（3）适当的一二次风配比。根据煤种的不同，制定合适的一二次风量配比。在调节一次风时，主要是确保火焰的长度适中，而对二次风的调节，主要是确保供氧量充足，进而确保煤粉的燃烧更加充分。并根据煤种的品质，调整一次风温，改变煤粉气流着火距离，燃用烟煤时，由于挥发分高，适当降低一次风温，使挥发分溢出减慢，增加一次风风量，煤粉气流运动速度增快，延长煤粉着火距离。

（4）严防火焰中心出现偏斜与贴边的情况。当灰渣与炉壁相撞时，如果仍处于熔化或者软化的状态，就会在炉壁上粘附而结焦。所以需要确保燃烧中心适中，预防火焰中心出现偏斜与贴边的情况。

（5）配风均匀。在对燃烧器进行配风时，应尽可能地确保其均匀，才能避免燃烧空气不足的情况出现，确保炉内的火焰中心不偏斜。

（6）对炉膛出口温度进行合理的优化和完善。一般而言，这一温度在1200℃到1400℃时，最具有技术性和经济性。但是这主要是基于理论的视角来分析，所以为了预防在对流受热面出现结焦的情况，应严格控制炉膛出口的问题，并在锅炉的炉膛出口设置屏式受热面。

（7）确保燃料与空气充分接触。这主要是为了预防水冷壁周边生成还原性的环境，避免局部出现严重的结焦情况。所以必须确保一次风和二次风在位置和风量以及风速上进行合理的设计，才能确保燃料和空气得到充分的接触。特别需要提出的是，若炉内烟气含量在3%以下时，因为局部出现缺氧的情况，将导致CO的含量快速的增加，从而导致水冷壁局部挂焦。

5 结语

综上所述，锅炉结焦的原因较多，带来的危害也不容忽视。所以我们必须切实加强对其原因的分析，并采取针对性的措施，切实加强对其的优化和完善，尽可能地减少结焦的情况出现，确保其安全高效的运行。

参考文献：

[1]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].中国电力出版社，2008.

[2]李传谨，林卫全，谭永庆.锅炉结焦原理[J].电力科学与工程，2007（11）：44-48.