300MW锅炉结焦原因分析及预防措施研究①

王承亮

摘   要：某单位300MW锅炉频繁出现结焦异常，连续发生3次锅炉掉焦灭火，严重影响锅炉安全经济运行;为分析原因，本文重点进行了系统分析和现场摸底，基本确定了出现此种状况的原因，并提出了相应处理措施，为解决或预防300MW锅炉结焦问题积累了经验。

关键词：锅炉  结焦  灰熔点  混煤  切圆直径

中图分类号：TK22                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）09（a）-0059-02

某单位300MW燃贫煤锅炉出现局部区域结焦情况，焦块脱落不仅导致锅炉灭火严重事故，同时频繁使得碎渣机过电流跳闸，影响锅炉安全经济运行。为分析原因，进行了锅炉燃烧系统现场诊断和调试，根据诊断和调试情况，进行了原因分析并提出了预防措施。

1   锅炉结焦直接原因

根据调研情况分析，锅炉出现结焦情况仅出现在最近4～6个月时间，且锅炉燃烧设备及运行方式未发生明显变化，故初步分析入炉煤部分煤种灰熔点偏低是导致锅炉结焦的直接原因。

1.1 混煤结焦特性分析

不同煤种混合后，尤其是性能差异较大的煤混合时，两种分煤种的燃烧并不是同步进行的，由于高挥发分煤的大量消耗氧量，造成低挥发分煤的燃烧时间延长，此时容易出现低挥发分燃料的燃尽发生在炉膛出口附近和炉墙附近[1]，甚至粘附到受热面上继续迸行，这样将提高炉膛上部和炉墙附近温度水平，因而有可能使灰分在未固态化以前就接触到受热面而粘结在其表面上造成结渣。此外，性能差异较大的煤种混合燃烧时，高挥发分煤的先燃烧，导致低挥发分煤缺氧产生局部弱还原性气氛，从而使灰熔点大大降低，使结渣加剧;另外混煤的灰熔点也不是线性相加关系，而是复杂的非线性关系，与两种煤的碱金属氧化物含量及成分相关，因此混煤的灰熔点在炉膛内是不可预知的，这都增加混煤结焦的风险。

1.2 整改建议

首先组织排查入炉煤灰熔点偏低的煤种，减少掺烧比例;同时优化入炉煤采购策略，杜绝采购或降低采购比例。定期（每隔4小时）测量炉膛温度及查看结焦情况，如发现有结焦严重时要采取降负荷进行炉内脱焦的措施。入炉煤干燥无灰基挥发分若超过或低于设计值的50%，要加强炉燃烧器着火距离、炉膛温度及结焦挂渣情况检查，发现问题及时处理。掺烧新煤种，应制定掺配和运行调整监控措施，包括掺烧比例及注意事项等;并根据掺烧试验结果逐步优化掺烧比例，避免在不了解煤种燃烧特性的情况下直接入炉或掺配比例超过30%。

2  锅炉结焦间接原因

2.1 现状分析

经过资料调研，锅炉冷态动力场试验切圆直径较正常值偏大约1m左右且贴壁风速偏高[2]，这是导致锅炉煤种适应性相对较差的主要原因，同时使得锅炉对热态切圆火球偏斜非常敏感，易发生未燃尽颗粒刷墙结焦、挂渣;现场监测发现，锅炉3号、2号角侧看火孔处有挂焦情况（1号、4号角未发生），表明锅炉存在偏烧情况。故分析，1号炉切圆直径偏大和偏烧是导致锅炉结焦的间接原因。

2.2 整改建议

（1）设备治理建议。

利用锅炉检修机会，对锅炉四角燃烧器喷口的角度进行调试、矫正。利用锅炉检修机会，全面检查、修复二次风挡板，确保动作正常[3]，内部开度与DCS指令、反馈相对应。利用锅炉检修启动机会（检修期间全面检查可调缩孔），组织进行一次风系统进行热态调平，最大限度的平衡同层各煤粉管道一次风速。

（2）运行优化调整建议。

在兼顾锅炉效率和氮氧化物的基础上，最大限度的提高锅炉运行氧量运行，以提高主燃烧器区域运行氧量，降低还原性气氛，提高燃煤抗结焦能力。根据锅炉热态旋转火球现向3号、2号角偏斜的现状[4]，依据四角切圆锅炉热态切圆形成原理，为纠偏，需要增加3号、2号角二次风量，同时适当降低1号、4号角二次风量，因3号角区域结焦较严重，应保证3号角二次风量相对最大，根据以上操作原理，进行逐步摸索动态调整锅炉热态火球位置，以缓解3号、2号角燃烧器区域及侧墙位置结焦。

3  锅炉结焦的重要因素

3.1 现状分析

锅炉A、B磨煤机煤粉细度数据进行了分析，A、B磨煤机煤粉细度虽然在允许范围之内，但存在煤粉均匀性指数n偏低的情况，煤粉均匀性指数最大0.86、最低0.75，表明煤粉中相对较粗的煤粉偏多，尤其是燃贫煤锅炉，针对此种煤粉质量，不仅使锅炉燃烧效率降低、氮氧化物升高，同时使得锅炉加剧了结焦倾向，煤种适应性降低。故得出结论：锅炉煤粉均匀性较差是导致锅炉结焦的重要因素。

3.2 整改建议

现锅炉A、B磨煤机分离器下挡板开度55%左右，为改善煤粉均匀性指数，建议将A、B磨煤机分离器下挡板开度调整至50%。（逐台分离器进行调整）

4  结语

现场根据提出的建议进行了初步调整，特别是氧量优化和配风调整建议执行后，根據现场监测发现，3号、2号炉膛温度明显降低，3号角看火孔已基本无软焦且挂焦速度明显减慢，结焦情况明显改善。再进一步执行入炉煤掺配优化和设备治理后，锅炉结焦情况将会彻底缓解。

参考文献

[1] 王小鹏.燃煤锅炉结焦原因分析及对策[J].节能技术，2002（3）：45-47.

[2] 刘伟力.结焦对燃煤锅炉的危害及防治[J].电力安全技术，2010，12（8）：60-61.

[3] 周政.火力发电厂锅炉结焦的原因及对策分析[J].科技创新导报，2013（8）：106，108.

[4] 武卫红，蔡新春，林树彪，等.火焰中心偏斜对锅炉结焦的影响[J].山西电力，2007（S1）：29-33，60.