摘要：随着燃煤价格的上涨，电厂来煤复杂多变，燃煤品质的下降，给锅炉运行带来诸多的问题，本文主要以350MW超临界机组长周期运行中频繁出现的锅炉结焦问题为研究对象，分析锅炉结焦产生的原因，从而针对性地提出相应的防治策略，保证了锅炉连续安全运行。
关键词：超临界机组；长周期运行；锅炉结焦；防治
1引言
华能渑池热电厂锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的一次中间再热、超临界变压运行直流锅炉，单炉膛、平衡通风结构。采用中速磨正压直吹式制粉系统，每台炉配5台中速磨煤机。锅炉燃烧器采用前后墙对冲燃烧方式，共布置5层燃烧器（前3后2），每层布置4只。设计煤种为烟煤，热值在3800~4100Kcal之间，挥发分约35~40%，灰分熔点约1280℃。
华能渑池热电厂#1机组2018年5月25日C修后启动，连续安全稳定运行725天，创造了同类型机组最长运行记录。运行期间，机组多次参与调峰，同时火车来煤品质频繁变化，造成部分时间段煤粉进入炉膛内燃烧后温度场分布不均匀，局部温度过高导致结焦现象产生。锅炉结焦后，汽水系统沿程两侧汽温产生偏差，排烟温度升高，锅炉效率降低，发生大面积结焦时将导致锅炉出力下降，严重时被迫停炉处理。若焦块长时间积聚熔合为大块时，掉落过程中可能砸坏炉膛水冷壁，低负荷运行时大块焦的掉落会导致炉内燃烧动力场发生剧烈波动，严重时引发锅炉灭火。实际运行中，#1、2炉各燃烧器喷口周边受热面均发生过结焦现象，经各种运行方式的调节，结焦现象仍时有出现，2017年#2炉曾发生因锅炉结焦严重处理无效被迫停炉事件。
2锅炉结焦原因分析
2.1入炉煤品质
锅炉结焦的根本原因在于熔融状态下的飞灰在锅炉受热面上的不断沉积，主要出现在辐射受热面即水冷壁上，与烟气所携带的融化灰颗粒物理特性主要是灰熔点有关，灰熔点越低，受热面越容易结焦。日常化验入炉煤，灰分软化温度在1200～1310℃之间，而同时期测量炉膛火焰温度经常高达1280～1320℃之间。
2.2燃烧调整
正常运行中，锅炉燃烧调整不当，炉膛内局部温度过高，易导致结焦现象的产生。
2.2.1一次风刚性
正常运行中，要保证合理的一次风速。若一次风速过低，将导致煤粉刚离开燃烧器或者在燃烧器室内即发生着火，导致燃烧器喷口附近温度长期偏高，引发结焦；而一次风速过高，火焰将会冲刷对侧水冷壁，导致对侧温度偏高。两台炉运行中均出现过后墙燃烧器烧损事件，经加强观火测温，分析原因为前墙燃烧器投运后，一次风刚性过强，不断冲刷后墙水冷器导致后墙燃烧器附近温度过高，燃烧器喷口结焦，煤粉投运时，风粉阻力增大，部分煤粉在燃烧器室内沉积，遇高温热源后发生着火。
2.2.2 燃烧器调整
锅炉燃烧器外二次风通过旋流叶片角度来调整火焰张角，内二次风旋流强度通过行程拉杆来调节。外二次风旋流强度调节过大会导致煤粉气流经燃烧器喷出后贴壁燃烧，造成受热面局部高温；而内二次风旋流强度过大，会过量卷吸燃烧器周边高温烟气，烟气回流区域变大，导致煤粉气流快速着火，燃烧器喷口附近产生高温燃烧区域。
2.2.3 氧量控制
煤粉在炉膛中燃烧，需要足够的空气，若锅炉运行中氧量控制低，会使炉膛燃烧区域还原性氛围增强，导致灰熔点降低，易引起结焦。
3锅炉结焦防治策略
3.1 入炉煤品质
华能渑池热电厂投产初期，入炉煤品质与设计煤种相近，锅炉运行参数均正常。随着电力市场的改变，机组经常参与调峰，同时期配煤掺烧任务加剧，火车来煤品质不断变化，导致锅炉燃烧工况变化频繁，结焦问题突显。对此应做到发现锅炉结焦时，应及时化验入炉煤灰熔点，尽量采购高灰熔点煤，或者在运行中采取低灰熔点与高灰熔点煤混烧的方法。
3.2燃烧器方面
通过观察炉内火焰燃烧情况、监测炉膛各部温度、炉膛出口CO数值、受热面结焦情况等手段，分析锅炉结焦原因为炉膛内辐射受热面区域局部温度过高引起，由此对两台炉各层燃烧器进行了相应调节，力求整体降低炉膛温度，重点降低辐射受热面周边温度。在保证锅炉燃烧稳定的前提下，将各层燃烧器外二次风旋流强度减弱，减小煤粉气流离开燃烧器后的火焰张角，降低煤粉贴壁燃烧的可能性；同时将易产生结焦的部分燃烧器内二次风旋流强度减弱，防止因大量高温烟气卷吸至燃烧器喷口附近而造成煤粉气流着火点贴近燃烧器，有效降低了燃烧器喷口附近受热面结焦的风险。
3.3 氧量控制
保证煤粉在炉膛内的正常燃烧，严格按照锅炉厂提供的氧量控制曲线，同时参考锅炉蒸发量比对数值、风煤比经验值，保证风量的正常供给。2018年通过技改在SCR装置两侧入口分别安装CO测量装置，实时监测炉内燃烧后产生的以CO为主的还原性气体浓度，并严格控制在50～100mg/Nm3，用以判断炉膛内燃烧区域是否发生缺氧现象，保证燃烧区域不会因产生还原性气体氛围而导致灰熔点降低。
3.4 运行调整
（1）根据锅炉实际经验，前墙下层燃烧器煤粉投运后会导致后墙下层燃烧器喷口附近结焦明显，主要为前墙下层制粉系统现场布置原因，风道阻力小，同样的入口风压和风量下，相比其它制粉系统出口一次风速明显偏高，煤粉投运后一次风刚性过强，不断冲刷后墙水冷壁，引发后墙水冷壁结焦。现阶段主要采取中层燃烧器长期投运的措施，若前墙下层燃烧器投运煤粉时，需保持出力最小，同时将一次风量偏置下设8～10，有效降低了后墙水冷壁结焦的风险。
（2）华能渑池热电厂机组负荷较多时间维持在170MW～245MW之间，通过燃烧调整，摸索规律，发现不同的磨煤机组合运行时，燃烧配风存在一定规律，运行中关小下层燃烧器二次风门至25%～40%，同时适当调整燃烬风，保证炉内燃烧火焰基本呈现碗状，对减弱结焦效果明显。
（3）合理调整吹灰频次，降低吹灰压力，既保证受热面清洁，又不会因频繁吹灰造成受热面管壁减薄。
4结语
结焦严重威胁锅炉的运行安全和经济效益，然而实际中由于各种各样的原因，结焦现象不可避免。为此，需要认真分析结焦产生的原因，针对性地采取措施，华能渑池热电厂通过不断摸索规律，改进防治措施，大幅减少了锅炉结焦事件，保证了机组的长周期安全稳定运行。
5参考文献
[1]李永华,杨卧龙,常建刚. 300MW锅炉优化燃烧调整试验研究［J］电力系统工程, 2010,26(6):7-9
[2] 尚玉华,孙向峰. 锅炉喷燃器结焦的分析与处理［J］电力安全技术 2002,4(5)