某热电锅炉结焦原因分析和对策

周同彦

摘要：随着电力科技的不断发展，在火电机组中大容量的锅炉越来越受到亲睐，目前运行的超临界机组也逐渐增多，相应而来的锅炉结焦也成为安全运行的重要问题，本文针对热电锅炉投产后出现了严重结焦现象， 从设备设计、调试、煤质变化和运行调整等方面进行了原因分析， 并提出了通过保持煤质稳定、设备运行，合理燃烧，运行方式调整等措施解决锅炉结焦的技术措施。通过运行调整，明显改善锅炉结焦问题， 证明了处理措施能够取得良好效果， 保证了锅炉安全、经济、稳定运行。

关键词：锅炉;结焦;燃烧器;对策

锅炉作为火力发电机组的重要组成部分，锅炉安全至关重要，锅炉运行中结焦是比较普遍存在的现象，轻微结焦会降低锅炉出力，影响锅炉效率。严重结渣会导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。锅炉结渣的原因是多方面的，在这里抛开锅炉的设计及燃烧器的设计布置等因素，仅从煤质情况、设备运行，合理燃烧，运行方式调整等方面加以分析，从而达到减缓或防止锅炉结焦目的。

1 锅炉结焦原因分析

1.1炉膛结构因素

炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、炉膛几何尺寸对锅炉结焦有直接关系。炉膛容积热负荷设计值的选取不但影响煤的燃尽，而且会影响炉膛出口温度和炉膛温度，特别对于灰熔点低的煤种，必然将选取较大的炉膛容积和截面积，否则炉膛上部及炉膛受热面将结焦。

1.2煤质严重偏离设计值

锅炉结焦不完全都是运行调整因素或设计不合理造成的。锅炉能够在原有设计的煤种条件下运行，是保证锅炉不结焦和安全经济运行的前提。但是，在现阶段煤源紧缺，锅炉燃煤不能长期保持稳定，煤质多变，偏离设计煤种在客观上加剧了电厂锅炉的结焦现状。当燃煤的发热量远远高于最初设计值时，炉膛温度及出口烟温骤升，即使燃用煤的ST值大于设计煤种的ST值，可能造成灰的熔融软化，而导致锅炉结焦，甚至被迫停炉。

1.3配风不合理

锅炉配风不合理则会导致炉膛过量空气系数过大。当一次风门和二次风门调节合理时，会导致锅炉出现炉膛过量空气系数过大则会使锅炉烟气量增加， 火焰中心上移，排烟温度上升、锅炉效率下降，严重时可导致炉膛出口屏过处结焦。锅炉配风不合理造成炉膛过量空气系数过小，炉膛过量空气系数过小会造成炉膛内煤粉与空气混合不均匀、煤粉在炉内燃烧不良。这时炉膛温度即使不高，也可能产生结焦。锅炉配风不合理造成锅炉烟气温度不均匀，当二次风配风不均匀时， 会造成锅炉烟气流量不均，在烟气温度高的地方，管壁温度高，未燃尽的煤粉颗粒易粘结在上面继续燃烧，将形成灰的粘附。在空气少的地方，容易产生燃烧不完全，产生大量的CO，使灰熔点降低，导致结焦。在煤粉细度和一次风率方面，磨煤机磨出的煤粉过粗或一次风率过大会延迟燃烧过程，使炉膛出口烟温升高，或煤粉颗粒穿投力增强，此时容易出现燃尽期发生在炉膛出口或水冷壁附近，同时烟气中会出现未完全燃烧的煤粒，会粘附在炉墙上继续燃烧，造成炉墙附近温度升高，加速结焦的形成。

2 防止锅炉结焦措施

剖析锅炉结焦的内外因素，我们应加强调整，从根本上解决锅炉结焦的问题。

2.1保持燃料煤质稳定

燃料上煤尽量保证稳定的煤质，当煤质发生变化，应加强配煤，使煤质达到锅炉设计允许变化范围内。司炉应根据煤质的化验分析报告调整燃烧。某厂由于煤质化验报告及时，司炉未仔细分析查看化验报告，也未到检查口观察结焦情况，而及时更换煤种，導致该厂炉水冷壁大面积结焦，被迫停炉清焦的非计划停炉事故。

2.2保持燃烧设备处于良好状态

利用机组检修的机会，调整更换磨损严重或脱落的一次风喷口，对烧损变形、发生偏斜的燃烧器喷口及时进行修整和校正，以防止燃烧器一次风喷口处煤粉分布不均和煤粉火焰发生偏斜而引起炉膛局部结焦。

2.3 组织合理的燃煤状况

由于机组设备的不断改造或长时间的运行，设备特性有所改变，针对现有的燃用煤种，尤其是在实际煤质与设计煤质偏差很大，燃煤质量急剧下降的特殊时期，进行优化燃烧试验，为合理、准确进行运行分析提供有利依据。并通过燃料管理部门加强混配煤技术，尽量减少燃煤中低熔点矿物质，随时了解和掌握灰熔点，采取措施控制燃煤中碱性、酸性氧化物的含量，从根本上提高灰份熔点，避免锅炉结焦的发生。

2.4 采用合理的运行方式

（1） 设置在线监控系统。对炉膛出口烟温及高温受热面管壁温度进行在线监视，在保证主参数合格的前提下，建立在线的优化运行指导系统;保证主参数合格和炉膛出口烟温低于燃煤灰熔点，从而防止炉膛出口结焦;通过对炉膛出口烟温、过热汽温、锅炉负荷、燃烧氧量、排烟温度等各种运行参数的在线监测，也可以评价锅炉炉膛出口是否会产生结焦，从而防止在燃用不同煤种时锅炉结焦，并能获得最大的锅炉效率。

（2） 控制合理的炉内过剩空气系数。随着炉内过剩空气系数的增加，炉膛壁面处的烟温降低，同时炉膛上的沉积物减少，减轻了炉膛结渣。炉内过剩空气系数过低容易造成氧量不足使炉内出现还原性气氛，从而大幅降低使灰熔点，大大增加了结焦的可能。因此，保持合理的炉内过剩空气系数是防止结渣的重要途径。

（3）适当提高一次风速。适当提高一次风速，一方面可推迟煤粉着火，使着火点离燃烧器喷口更远，火焰高温区相应推移到炉膛中心，避免燃烧器喷口附近结渣;另一方面，可以增加气流的刚性，减少由射流两侧静压作用而产生的气流偏斜，避免一次风直接冲刷炉膛壁面而产生结焦。

（4）确定合理的煤粉细度。煤粉过细时着火提前，易使燃烧器区域热负荷偏高，造成燃烧器附近结渣并烧坏喷口。煤粉过粗时着火推迟，火焰中心上移，使炉膛温度升高，灰粒容易脱离主流直接冲刷炉墙而导致炉膛结焦。故应保持煤粉细度在合理范围内。

3结语

综上所述，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。总而言之，在设备运行过程中，通过保持煤质稳定、合理燃烧，监视锅炉的负荷，燃烧情况，氧量等相关数据，发现有不良情况，及时调整，有结焦及时清除，是防止结焦的有效措施。

参考文献：

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（作者单位：中国石油化工集团有限公司天津分公司热电部）