电厂锅炉结焦的原因及防治措施分析

徐锡贵

摘要：直流锅炉结焦主要原因是实际燃烧煤种较大程度地偏离设计煤种，炉膛界面热负荷较小，当煤质波动时增加了炉膛出口结焦的机会;燃烧含硫量大于0.8%的煤时增加了结焦的可能性;在燃烧方面，高负荷时炉膛出口含氧量偏低、燃烧器的配风或多或少存在缺陷、锅炉长期低负荷运行无法全面吹灰等因素都会加剧结焦;锅炉吹灰器的布置存在不合理的地方，使结焦不能及时清除。

关键词：电厂锅炉;结焦;原因;防治措施

锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司独立设计，为单炉膛、超临界、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架悬吊结构Π型结构，变压运行直流锅炉。锅炉燃烧系统采用东方锅炉自行设计的外浓内淡型低NOX旋流煤粉燃烧器，采用对冲式燃烧，满足燃烧稳定、高效、可靠、低NOX的要求。点火及助燃油采用0#轻柴油，锅炉采用两级点火，即高能点火器点燃轻柴油，轻柴油点燃煤粉。2015年9月神华国华孟津发电有限责任公司进行#1锅炉气化微油点火技术改造工程，#1锅炉8台（A/C层）燃烧器气化微油点火技术改造，内容包括冷风蒸汽加热系统、锅炉改造煤粉燃烧器及油枪及油系统管路阀门、配风系统管路阀门、火检及控制系统部分。

1、设备内容

在大型火力发电厂中主要采用直流炉，它的主要特点是锅炉给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽，直流锅炉队负荷变化比较敏感，锅炉工作压力变化较快，如果燃料、给水等比例失调，会影响稳定燃烧。同时直流路以燃煤的参数临界点，通过改变压力的方式来运行锅炉，不仅使得锅炉能够处于一个良好的燃烧环境，还能够使其受到保护。

2、对结焦中存在的问题进行研究考察

2.1煤里所含的种类比较多，熔点降低，容易结焦

在对煤进行燃烧的时候会发现不同性质的煤的软化温度不是一样的，经过一系列的混合后的熔点也不是简单的对其进行简单的相加，它会发生相应的变化，性质相差越多的煤它的变化程度就会越大，很难判断。除此之外，含有马克煤的燃煤的熔点会更低，这就使得出现结焦的现象更加常见。

2.2煤中含有较多的碱金属，使得锅炉结渣

经过分析锅炉的结渣问题会发现其主要原因就是因为燃煤中有过多的碱金属。常见的广汇煤中就含有较多数量的Na，在受热时Na会挥发，进而会形成一些沉积物，时间久了就会使得锅炉不能正常的传热，这样就会出现结渣的现象。

2.3没有足够的吹灰器

经过实验我们发现吹灰器是一个很重要的设备，它可以在一定程度内改善锅炉结焦的现象，实际上吹灰器的工作原理是在一个特定的容器内对空气和燃气进行混合，之后通过一系列的步骤使得其能够发生爆燃，这样就会有高温、高压的气体生成，以特定的形式进入锅炉里，之后会对锅炉表面的灰尘进行清理，将其带出炉外，因此在条件运允许的情况下可以增加吹灰器的数量，这样就可以在一定程度上降低出现结焦的现象。

3、对燃烧进行合理调整

调整燃烧的进行可以通过以下几个方面来进行：一是对一次风的均匀性进行调整，对风管进行一定的调整，这样会改善风量的均匀程度，不会出现很大的误差;二是对煤粉进行调整控制，研究表明，采用很细的煤粉可以有效地降低结焦问题的发生，调整后可以使得煤粉能够充分的燃烧，这样就不会有大量的沉积物;三是改变煤种的混合比例，在对煤进行掺杂的时候一定要保证广汇煤的质量不超过总质量的一半，过高成分的硫会加大出现结焦的可能;四就是改善锅炉漏风的现象，有些结焦比较严重的锅炉，人们往往会选择以人工的方式进行清除，这样会使得漏风量加大，在处理的过程中会使得火焰集中在中心区域进行燃烧，这样会加大结焦现象的发生，相应的部门，可以通过对锅炉进行改装，减缓清理口的漏风现象，这样就可以有效地降低出现结焦地问题。

4、对出现结焦的现象进行分析

4.1煤质因素

煤质因素是导致锅炉结焦的重要原因。以孟津电厂为例，他主要以锦界煤和义马煤为主要掺烧煤种，锦界煤发热量一般在5000kcal/kg以上，义马煤在4000kcal/kg～5000 kcal/kg之间，锦界煤根据燃料库存和特殊的运行方式会调整不同的掺烧比例，特别是近年来掺烧比例变化频繁，锅炉不能在某一个煤质下保持长期运行，在一定程度上促进了锅炉结焦的发生。

4.2一次风配风不均

在锅炉正常运行中应定期进行燃烧调整试验，测量一次风配风情况是否均匀，如果实际磨煤机出口一次风管道风速偏差较大，同层一次风速偏差最高达20%以上，一次风速不均直接造成炉内空气动力场组织混乱，从而导致燃烧器火焰严重偏斜，从而发生严重结焦。

4.3煤粉细度不合理

為确保锅炉燃烧的安全性和经济性，应每月对煤粉细度进行化验和调整（10%≤R90≤20%）;定期对飞灰、底渣进行取样分析（含碳量≤3%），定期对锅炉炉膛测温，分析炉内热负荷分布情况，及时调整燃烧。如果煤粉偏细，导致着火提前，燃烧器区域热负荷骤增，容易发生结焦。将煤粉细度适当调粗后，结焦状况有所减轻。

4.4一次风量偏大

锅炉总风量等于锅炉两次二次风量和一次风量之和，如果磨煤机入口一次风量实际严重偏高，一方面影响磨煤机出口温度，同时锅炉为了维持锅炉总风量不变，则会减少二次风量，由于一次次风量过大，二次风量就会相应减少，二次风刚性就会减弱，一、二次风比例严重失衡，容易导致水冷壁结焦。

4.5炉底严重漏风

直流炉一般配置湿式捞渣机系统，炉底采用两级水封，如果水封水位控制不当或者锅炉掉大焦导致捞渣机漏水，使得水封破坏，造成锅炉漏风，这样将导致大量冷风冷灰斗处进入炉膛，锅炉无组织漏风增大，二次风量减少，除了造成排烟温度升高，同时火焰中心也将上移，上层燃烧器区域热负荷升高，也将加剧锅炉发生严重结焦。

5、解决对策

5.1锅炉受热面改造

通过在末级过热器上增加受热面管长度来增加换热面积，达到冷却炉膛出口烟气、防止受热面结焦的目的。孟津电厂#1炉增加了低温省煤器和高温省煤器，#2炉增加了高温省煤器，在一定程度上减缓了锅炉结焦的发生。

5.2燃煤的掺烧

当燃用煤的灰熔点比设计灰熔点低时，灰粒很容易达到软化状态而发生结渣，堵塞燃烧器喷嘴。因此要根据锅炉的燃烧特性，制定合理的燃煤掺烧措施，并密切关注锅炉燃烧的情况，如果锅炉燃烧不好或锅炉频繁掉焦，应及时调整上煤比例，确保锅炉安全稳定运行。

5.3优化锅炉吹灰措施

根据锅炉长期运行的情况，优化吹灰器布置，合理增加吹灰器数量，每次吹灰时保证吹灰蒸汽参数和吹灰时间符合规定。积累不同煤质掺烧比例下的锅炉燃烧特性经验，根据不同掺烧比例制定特定的锅炉吹灰措施。利用停炉时机检查炉内各个受热面的结焦情况，便于对后续的吹灰进行优化。合理的吹灰能够在很大程度上壁温锅炉结焦的发生。

6、结论

通过上文我们可以发现使用混煤燃烧的方法会对锅炉带来一定的副作用，使其不能正常运行，会有很大可能出现结焦或者降低负荷能力的现象，如果可以采取有效的技术加以改正，控制好煤的燃烧比例，对设备进行零件的改装，这样就可以在一定程度上提高锅炉的性能，降低出现结焦的可能性，这样就能帮助锅炉的使用周期增强。

参考文献：

[1] 王传奇.超临界直流锅炉燃烧优化调整试验研究[J].华东电力，2017，40（10）：1855-1857.

（作者单位：神华国华孟津发电有限责任公司）