（广州恒运热电(D)厂有限责任公司 广东广州 510730）
摘要：锅炉是火电发电厂的重要设备，结焦是严重困扰燃煤锅炉的一大难题，不止影响了锅炉的经济运行，还影响了其安全运行，严重时还会造成锅炉堵渣，导致非计划停机。锅炉结焦的原因很多，只有找出其根本原因，采用有针对性的预防措施，才能保证锅炉的安全经济稳定运行。
关键词：结焦；堵渣；根本原因；预防措施
一、设备概况
某电厂330MW机组锅炉为亚临界参数、四角切圆燃烧、自然循环汽包炉。单炉膛п型露天布置，燃用烟煤，一次中间再热，平衡通风、固态排渣，燃烧器采用四角布置、切圆燃烧、百叶窗式上下浓淡直流摆动式煤粉燃烧器，在一级引风机及二级引风机之间布置布袋除尘器，设计灰熔点为>1500℃，额定负荷下空预器出口二次风温为336℃，排渣系统采用南京通用NAC-HY9干式排渣系统，在锅炉排渣口下设置有冷灰斗、液压关断门和干式排渣机。冷灰斗与干式排渣机之间设有液压关断门，液压关断门用于挤压大渣块以及干式排渣机输送系统发生故障时的检修隔离。
二、事件经过
2019年1月28日00:30时，某电厂#9机组运行中锅炉底部冷灰斗落渣口被大块炉渣堵塞。2月1日12:30时，该机组停运，检查发现炉渣从冷灰斗B侧入口隔栅（距地面约3米）堵至燃烧器下边缘（距地面约16米）。2月9日9:26时，经组织30余人进行炉内清渣工作，2月15日16:50时，清渣工作结束。此次事件造成该机组停运时间151小时24分钟。
从该事件可知，对于电厂炉膛结焦问题如没有及时采取预防和应对措施，必定会使机组的安全运行带来被动局面，所以从实际出发对引起炉膛结焦的机理、因素进行分析并采取彻实有效的预防手段杜绝严重结焦、堵渣事件发生是非常有必要的。在机组追求节能降耗的过程中，因受煤种供应的多样性等因影响，造成了结焦成为锅炉需长期面对的问题，因没有绝对不结焦的锅炉，结焦是客观存在的，不可避免的，所以结焦是运行人员必须认真对待的，只有认真分析原因，有针对性的进行预防，才能保证锅炉安全运行。
三、原因分析
针对上述事件并结合目前某电厂#9锅炉在运行当中仍存在结焦现象，通过各煤层观火孔可以看到在喷燃器周围及附近水冷壁处结焦严重，并且受喷咀结焦的影响出现过多次燃烧器烧穿现象，对炉膛严重结焦的原因作出以下分析：1、炉内气氛条件 炉内的气氛条件能改变煤质的灰熔点，当锅炉存在大量的还原性气体CO，将灰中的Fe2O3还原成铁FeO，即：Fe2O3+CO→FeO，当Fe2O3被还原为FeO后，灰熔点会下降大约200℃，而FeO与灰中的SiO2进一步反应形成熔点更低的共晶体，使灰熔点进一步降低，加剧锅炉的结焦。构成这种不利的炉内气氛主要受到下面几个因素影响：
（1）#9锅炉空预器严重堵塞，换热效果差，二次风温明显低，远远达不到设计温度，使得炉膛温度降低，燃煤燃烧不完全，飞灰可燃物高，CO含量也高。
（2）一级引风机的容量不充足，以及布袋除尘系统清灰系统经常故障，自动清灰能力差，使得布袋除尘器差压异常升高（有时达到2.8kpa），加上供热流量高，在高负荷时一级引风机基本都是满负荷运行（静叶基本全开），锅炉基本都是低氧运行，使结焦加剧，而且结的焦变硬，变成大焦。空预器清洗前各参数如表一：
表一
2、煤种变化
煤粉在锅炉内燃烧过程中灰分熔融特性温度分别由以下三种表示：变形温度t1、软化温度t2和融化温度t3，而其中软化温度t2则是判断煤灰是否容易结焦的主要指标。本锅炉设计煤种为烟煤，灰熔点>1500℃,由于发电成本受到煤价影响，在综合考虑下，为节约成本事发前公司采购了低灰熔点（1100—1250℃）燃煤合计约14万吨，严重低于设计灰熔点，而且在1月24日开始#9炉未添加除焦剂。在燃煤锅炉中，燃烧火焰中心温度高达1500℃-1700℃，低熔点灰极易软化甚至达到融化，造成了炉膛的大面积结焦。设计煤种及实际煤种对比如下表二：
表二
3、煤粉细度的变化 煤粉细度对锅炉结焦有一定的影响，煤粉过细过粗均有可能引起锅炉结焦，煤粉过粗时，燃烧火炬拖长，可能造成冲刷水冷壁而造成结焦。煤粉过细时，燃烧提前，可能造成在燃烧器周围，及附近水冷壁结焦。事发前，由于#9炉飞灰可燃物持续在较高的水平（>4%）,为了降低煤粉细度以减小飞灰含量，逐将各台磨煤机的出口分离器折向挡板开度均相应关小，五台磨煤机煤粉细度均在10%左右，导致煤粉着火提前。
4、一次风速偏低
一次风速太低会降低一次风射流的刚性，增强了由于射流两侧静压作用而产生的偏转，同时会使煤粉提前燃烧，造成一次风直接冲刷壁面而产生结焦，并在燃烧器周边及附近的水冷壁上结焦。由于受值际小指标竞赛的影响，各值在保证磨煤机出口温度大于80℃及不堵煤的前提下尽量降低一次风压力，以此来降低制粉电耗及耗差，从而使得一次风速长期偏低，致使有个别燃烧器出现烧穿着火现象。三、防止锅炉结焦措施 为了防止类似事件的发生，结合原因分析，运行人员采取了以下针对措施：
1.改善炉内气氛
为改变炉内气氛，主要采取以下手段：
（1）提高炉膛氧量，避免炉内出现还原气氛，尽量控制排放出口CO含量在200mg/Nm3以下。提高锅炉氧量，使煤粉燃烧更加完全，既减少了机械不完全燃烧损失，又可降低飞灰可燃。但是氧量的高低还受到锅炉负荷的限制，在高负荷时，机组供热流量过大时，锅炉煤量较多，无法保持高氧量运行，这时也可以适当限制负荷及对供热流量进行分配，让其他机组多带供热。
（2）运行中加强对布袋除尘器的清灰，减少烟道阻力，从锅炉整体上降低CO含量，同时也避免了将Fe2O3还原成铁FeO而导致的灰熔点下降，从而避免锅炉结硬焦。
（3）加强对空预器的吹灰，利用停机检修时机，对空预器进行清洗，加强换热能力，降低烟道阻力，提高氧量。目前时段经过空预器清洗，加强布袋除尘器清灰后各参数如表三：
表三
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2.改变燃煤煤质
根据锅炉的设计煤种进行合理的配煤,使配煤的燃烧性能、结焦性能与原燃用煤种基本一致，尽量降低其结焦性和粘结性指标。根据设计煤种组织燃料，严格控制入厂煤质，使用煤灰软化温度不小于原设计煤种的煤。在无法满足此条件时，则应尽可能选用成分稳定、含灰量少的煤。这样便可针对该煤种的结焦特性,通过试验与运行实践,建立起适合该煤种的运行工况,以达到充分燃烧并防止结焦的目的。对可能造成锅炉结焦的煤种,应进行配煤,达到提高灰熔点、降低灰粘度的目的。并且适当添加除焦剂，避免炉膛大面积结大焦的可能。
在煤种改变时，化验人员应增加对配煤后煤粉各项指标的化验次数，特别是灰熔点指标，如化验结果过低时应及时提醒运行人员，以采取合理的调整手段。
3.调整煤粉细度
煤粉细度的选择，应兼顾稳燃、炉膛及炉膛出口受热面是否结焦、机械不完全燃烧损失、制粉电耗等诸因素综合考虑，可以适当开大磨煤机出口分离器挡板，使得煤粉适当变粗，推迟煤粉着火，同样也能避免喷燃器附近的结焦。
4.适当提高一次风速
一次风速应尽量接近27m/s，提高一次风速可以提高煤粉刚度并推迟煤粉着火，减少燃烧器附近的结焦，使火焰高温区相应的推移到炉膛中心，同时避免了火焰对水冷壁的直接冲刷，造成水冷壁上结焦。
5.加强炉膛受热面吹灰
在煤质较差，灰熔点较低时可以适当增加吹灰次数，使水冷壁上的焦及时掉落，避免结成大焦。
四、结论
造成某电厂#9炉堵渣的主要原因是由于炉内烟气CO含量太高，还原性气氛严重，加上煤质的改变，以及设备缺陷等原因，针对这一系列问题，作出了以上的各种调整后，#9炉结焦情况基本得到控制，再未发生因结焦问题影响机组负荷的事件，结焦虽然不能避免，但是我们可以通过运行调整来控制炉膛结焦，保证锅炉的安全经济运行。
参考文献：
[1]广州恒运热电(D)厂有限责任公司D厂2×330MW主机运行规程.
[2]沙角发电C厂锅炉结焦原因分析 ：卫志道，胡平凡.