130 t/h高压煤粉锅炉结焦的原理与危害及防治措施

刘文山

摘   要：因為煤粉炉自身具有一定的特殊性，因此结焦现象会伴随使用过程始终，长期使用之后结焦现象会愈发明显，发生部分多为水冷壁和喷口位置。当结焦问题出现时，整体煤粉炉会呈现不良运行状态，不仅严重降低了工作效率，而且会带来严重的安全问题，阻碍机械设备的正常运行。就实际工作而言，需要提升职工的重视程度，通过加强检查力度来优化结焦问题处理模式，并不断健全和完善相关的预防机制，形成良好的发展格局。文章通过分析原因分析与整合，为具体的结焦问题提供建议与意见。

关键词：130 t/h;高压煤粉;锅炉结焦;防治措施

通过对部分省市热电厂的走访与询问，笔者发现大部分130 t/h高压煤粉锅炉均存在结焦问题，其结焦程度与实际运行时间和工作量成正比。因为存在大量结焦问题，其内部燃烧效率直线下降，异常升温与对流加热问题不断产生，对相关企业经济效益的提升带来了严重的阻碍。与此同时，安全问题涌现，部分锅炉事故不断产生，企业不得不暂停生产来解决结焦问题。针对上述问题，积极探索结焦原因并通过分析结果制定更加合理、科学的预防办法是当前热电企业的工作重心。

1    锅炉实际参数与运行状况

根据我国热电厂当前使用锅炉标准，其尺寸固定为5 670 mm，燃烧方式为四角切圆。制粉系统主要为中间储仓式结构，通过合理混合冷风与热风来将煤粉送入熔炉中，通过运转设备来保证给风效率，其温度保持在3 580 ℃上下。

2    结焦原因分析及实际危害

在煤粉炉运行过程中，煤质问题、动力因素和燃烧器结构等因素均会导致结焦问题产生，与此同时，不合理的操作同样会加剧结焦问题[1]。

2.1  锅炉设计与员工不合理操作因素

本文主要研究实际设计情况与不合理操作两方面。首先，锅炉设计问题。在具体的供电与供暖过程中，因为实际工作负荷较大，相关煤种存在一定的差异，为保证燃烧效率达到500IcECR标准，切实优化企业经济效益，需要调整当前炉膛结构，通过提升其形态来有效减小横截面积，为更好地提升热负荷奠定良好的基础。在职工操作过程中，存在大量不合规与不规范行为，无形之中加深结焦问题的严重程度，带来了新的问题与挑战[2]。

2.2  运行过程中的不合理因素

在粉煤炉实际运行过程中，因操作问题而导致的结焦问题同样不可忽视。当出现操作不当情况时，风速与燃烧比例不均衡，因为给定的煤粉量存在粗细的误差，会导致具体的燃烧切圆受到影响，相应的负荷量不断提升，锅炉结焦问题产生并且不断加剧。与此同时，在吹灰器使用过程中，因为温度与实际需求不吻合，锅炉结焦问题同样会产生，根据实际温度变化结焦程度同样会发生变化。

2.3  结焦的危害

当具体的结焦问题产生时，往往会带来多种危害，并且产生恶性发展循环。随着结焦面积的不断扩张，整体锅炉工作效率会大幅下降。与此同时，因为接触面积逐渐缩小或出现被堵塞情况，剩余热量无法有效排出，导致整体温度迅速上升，内部热循环被破坏，严重时水冷壁会因为热量的变化而出现停滞甚至爆炸问题，极大程度地加剧了安全风险。当温度发生变化时，热效率随之发生改变，在一定程度上加剧了热量损失，从而带来不必要的经济损失。出口结焦问题发生时，气流会发生变化，大量高温、高压气流会直接涌入内部，导致局部产生压力、温度过高问题，大幅提高了设备损坏风险，堵塞问题同时产生。掉焦问题伴随而生，大幅掉焦会加大炉膛内部压力，出现火灾问题[3]。随着气温、气压的不断提升，内壁容易形成腐蚀，不利于灭火工作的开展，加剧了安全风险。

3    结焦具体影响因素

3.1  炉膛的温度

在粉煤炉运行过程中，其内部温度会随着燃料引入发生变化，煤灰状态发生改变，呈现熔融状态，结焦问题由此产生。熔炉内部火焰中心区域因为温度远超周边，在受热作用下，负荷压力极速剧增，气化问题逐渐加剧，内部碱金属浓度与密度同步提升。当温度与材料熔点处于均衡状态时，结焦问题并不会产生，只有在炉膛热量集中并且处于温度异常状态下，结焦问题才会出现。

3.2  空气动力场因素

在现有的燃烧模式下，风粉气流形成无限大直径切圆，相应的火焰位置发生变更，具体的着火点同时出现变化，呈现良好的运转模式，优化了混合力度。但是，当直径切圆无限扩张的时候，结焦问题开始产生，风粉受热愈发明显，混合性逐渐下降，着火因素发生变化，内部空气及风速变换组织度与预期产生差异。

3.3  火焰刚性

在风粉受热过程，火焰刚性差发挥着重要的作用，并且极大程度地影响了煤的挥发比。在具体的工作过程中，气流冲刷因受热因素会产生一定程度的结焦，当煤的挥发度较低时，需要根据实际情况来合理设置风速，保证实际风量能够符合降压需求。并且，在降压的过程中，为保证氧化性，需要适当减少压力，在合理的风速情况下选用挥发性较强的煤粉，避免燃烧器结焦问题的产生和扩展。

4    防止结焦具体措施

4.1  加强燃料管理

在适配燃料的过程中，需要结合实际锅炉运行情况和真实的煤质，通过优化燃烧效率来保证燃烧性能，最大限度地降低结焦比例。就制粉系统而言，需要合理控制煤粉状态，避免过粗或过细，切实优化工作效率，提升整体制粉系统的工作质量和工作水平，合理控制旋转频率。

4.2  控制炉膛出口温度

当前我国的煤粉炉主要采用的是低氮燃烧模式，在实际的燃烧过程中，因为燃料燃烧时间有限，大量用尽的煤粉会逐渐向底部转移，而火焰则主要集中于炉膛出口位置，导致出口温度大幅提升。就实际运行状况而言，950 ℃是结焦产生的临界点，只有低于950 ℃才能大幅降低结焦风险，为设备平稳、健康运行奠定良好的基础[4]。为此，当炉口温度接近临界点时，需要加入适量的催化剂，从而有效地减少ABS产生概率。此外，需要加强锅炉负荷监管力度，通过提升检测来避免超负荷问题产生，合理控制在130 t/h以内。当过热、高负荷问题发生时，需要通过加注油枪和给粉机来控制炉膛温度，并及时停止对角运行，切实提升控制效率。

對于热力企业职工而言，需要管理部门合理分配工作，保证有效地降低锅炉负荷，通过建立健全周期性的工作制度来优化控制力度，更好地降低结焦速率。与此同时，需要加强安全宣传，注意职工安全和设备运行情况，防止因焦炉掉落产生机器设备停运甚至熄火问题产生。

4.3  避免锅炉设备漏风情况产生

锅炉漏风情况时有发生，并且对于具体的燃烧工作产生了严重的影响。为降低其发生概率，需要定期、定时进行检查与调整，对于可能发生的问题进行第一时间的记录与反馈，切实优化密实性。与此同时，制粉系统同样需要不断进行监督与管理，当出现漏风状况时，需要立即根据应急措施来暂停设备运行，切实避免结焦问题的产生。

4.4  优化燃烧调配

企业职工需要根据锅炉内部具体的火焰情况来进行合理的燃料调配，在结合火焰颜色的基础上健全调整措施。就实际工作情况来看，只有火焰颜色为金黄色才能确定其为正常燃烧状态，各项指标均属正常范围。为此，需要相关工作人员明确燃烧区域，通过合理选配燃料和设备来有效降低气流因素的影响。在结合具体切圆状况的前提下，更好地提升刚性，行之有效地简化二次风问题。

5    结语

煤粉炉是热力企业的核心装置，为其高效运行奠定了良好的基础。在其使用过程中，结焦问题一直存在并成为重大的阻碍因素，严重降低了工作效率，并在一定程度上加剧了安全风险。为优化和提升工作效率，减少结焦问题，需要建立健全预防措施，通过合理控制参数、优化燃烧状况和做好燃料配置工作来提升工作质量和工作效率，为锅炉的平稳、有序运行奠定良好的基础。

[参考文献]

[1]冯亮亮.130t/h高压煤粉锅炉结焦分析及处理[J].电工技术，2018（3）：79-81，89.

[2]陈博.煤粉炉结焦原因分析及预防[J].中国高新区，2017（18）：149，151.

[3]赵超.煤粉炉结焦相关问题研究[J].科技经济导刊，2016（21）：92.

[4]何永韬.130t/h煤粉炉结焦原因与对策研究[J].科技创新与应用，2014（12）：81.

Principle and harm of coking of 130 t/h high pressure pulverized

coal boiler and its prevention and cure measures

Liu Wenshan

（Harbin Hatou Investment Co.， Ltd.， Harbin 150008， China）

Abstract：Because the pulverized coal furnace itself has certain particularity， the coking phenomenon will always be accompanied by the use process， and the coking phenomenon will become more and more obvious after long-term use， and most of them are water wall and nozzle position. When the coking problem occurs， the whole pulverized coal furnace will show a bad operation state， which not only seriously reduces the working efficiency， but also brings serious safety problems， which hinders the normal operation of mechanical equipment. As far as the actual work is concerned， it is necessary to enhance the attention of the staff and workers， optimize the mode of dealing with coking problems by strengthening the inspection， and constantly improve and perfect the relevant preventive mechanism to form a good development pattern. Through the analysis of cause and integration， the article provides suggestions and opinions for the specific coking problem.

Key words：130 t/h; high pressure pulverized coal; boiler coking; prevention and control measures