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四川泸州川南发电有限责任公司锅炉结焦原因及防范对策

发表时间：2020/8/4 来源：《电力设备》2020年第8期作者：罗丹

[导读] 摘要：本文阐述了锅炉结焦的概念，分析了四川泸州川南发电有限责任公司锅炉结焦原因，探讨了火电厂锅炉结焦的危害，并提出了锅炉结焦的防范对策。

        (四川泸州川南发电公司四川泸州 646007)
        摘要：本文阐述了锅炉结焦的概念，分析了四川泸州川南发电有限责任公司锅炉结焦原因，探讨了火电厂锅炉结焦的危害，并提出了锅炉结焦的防范对策。
        关键词：火电厂；锅炉结焦；原因；对策
        火电厂锅炉主要以煤为燃料，其燃烧产物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物质，这些物质在锅炉运行过程中，有时会以各种形式沉积在受热面的表面，造成受热面的结焦。锅炉结焦，不仅会降低锅炉运行的热经济性，甚至会影响锅炉的安全运行，严重时还会发生设备损坏、人身伤害事故。因此，锅炉的结焦和防治问题，一直以来都是火电厂锅炉工作人员研究和解决的问题。
        四川泸州川南发电公司一期安装两台600MW机组，配套锅炉为东方锅炉集团生产的亚临界参数、自然循环、自然循环、固态排渣、“W”型火焰锅炉，锅炉型号为DG-2028/17.54-541/541-Ⅱ3。燃用煤源为古叙煤田的无烟煤，此煤种收到基灰分为22.98%，低位发热量为23310KJ/KG。变形温度DT1480度，软化温度ST>1500度，流动温度>1500度。
        1．锅炉结焦的概念
        所谓锅炉结焦，就是在燃煤或者燃油的锅炉中，局部燃料积聚在燃烧器的喷口、燃料床上或者受热面上。在高温少氧的情况下，水分挥发后所形成的结积焦块。在锅炉炉膛的中心，燃烧料的火焰中心温度都在摄氏1500～l700℃之间。燃料中存在大量的灰分，灰分在这样高的温度下，炉膛内又严重缺氧，大多数的灰分都会熔化成液态，或者呈现为软化状态。由于四周的水冷壁不断的吸收热量，所以从燃烧的火焰中心向外四周，温度越来越低。越接近水冷壁的温度就越低。随着温度的降低，灰份必将从液态、变为软化状态、硬化变成固态。如果灰在还是软化状态的情况下，就碰到受热面时，由于受到骤然冷却而直接硬化，粘结在受热面上，这样就形成了结焦。
        2 火电厂锅炉结焦原因
        2.1热负荷的影响。炉膛容积的热负荷、炉膛断面的热负荷、燃烧器区域的热负荷、炉膛的几何尺寸都对锅炉结焦有影响。
        2.2吹灰器的影响。锅炉的吹灰器长期不投人使用，受热面上的积灰会逐渐增多，也会被高温缺氧而软态和液态，从而导致结焦。
        2.3煤粉浓度与细度的影响。喷煤的煤粉质量也会导致结焦的产生。
        2.4 空气动力场特性的影响。从锅炉的炉膛内，如果燃烧器安装的角度不正确，和配风配的不合理，这样就会导致炉内的空气动力工况呈不良状态，这样就会造成燃烧的切圆过大，使燃烧中心偏离，高温的烟气便会冲刷水冷壁面，烟气中的熔渣在未得到凝固前就接触水冷壁，瞬时硬化面而形成结焦。
        2.5煤质的影响。结焦的形成，与煤质有直接的关系。煤的质量不好，灰分较大，就容易形成结焦。相反就不容易形成结焦。
        2.6风煤配比的影响。对结焦的影响主要是引风机，锅炉的引风机是用来进行将炉膛中燃料燃烧所产生的烟气吸出并送入烟道。由于引风机所吸和运送的烟气是高温的，并带有大量的灰分和杂质。所以如果引风机的风力不足时，就会有烟气中的灰分没有被吸出，便会被高温成软态进而成为液态，这样就给结焦又创造了条件。
        2.7钢球质量的影响。磨煤机钢球磨损严重时，导致磨煤出力的降低，煤粉的质量下降，无法保证煤粉的安全、温度高效运送。无法及时输入煤粉，便会使炉膛长时间的保持很高的温度，使灰分有机会软化液化，给结焦刨造了条件。
        2.8炉膛内温度的影响。炉膛燃烧器区域中的温度越高，灰分就越容易达到软化状态，或者达到熔融状态。这就给结焦制造了源头。形成结焦的可能性也就越大。燃烧区域内的温度越高，煤粉中容易挥发的部分物质的气化也就越强烈，为结焦创造了条件。
        3、火电厂锅炉结焦的危害
        3.1锅炉结焦的大焦块掉下以后，会在瞬间产生大量水蒸气，使炉底进人大量的冷风，造成了燃烧器区域煤粉燃烧状况严重的恶化，严重时会引起锅炉灭火。
        3.2严重时会导致水冷壁的全部结焦，这时就只能停炉进行人工清焦。
        3.3结焦块若熔合成更大的块时。由于自身的重力从上部落下，会砸坏冷灰斗的水冷壁。低负荷时会因掉下大块的焦，而引起燃烧降低甚至熄火。
        3.4结焦会使锅炉的出力降低，严重时可能造成被迫停炉。
        3.5炉膛产生结焦会引起过热使蒸汽温度升高。并导致过热的汽温、过热的蒸汽温度，可能会招致汽水管爆裂。
        3.6结焦容易使渣结成大块。严重时会使渣沟堵塞，导致必须降低负荷运行。
        3.7结焦会大大缩短锅炉及其设备的使用寿命。排烟的损失增大，锅炉热效率的降低，引风机消耗的电量增加。
        4、四川泸州川南发电有限责任公司锅炉结焦的防范对策
        四川泸州川南发电有限责任公司自建厂发电以来，就发生多次因炉内严重结焦而造成的被迫减负荷或者停机的惨痛经历。运行人员根据多次结焦前后的参数对比和分析，通过对入炉煤种参数的分析，总结出减少锅炉结焦的有效方法：
        4.1各负荷段对应的氧量按如下要求进行控制（锅炉表盘氧量控制曲线）：

                       锅炉表盘氧量控制曲线
        4.2二次风箱与炉膛差压按如下要求进行控制：

        4.3C挡板的调整：300MW负荷时在30%～35%，600MW负荷时在45%～50%，其余C、F挡板的调整按《防止锅炉结渣的措施》执行；
        4.4煤粉细度R90＞8%，在低谷时段安排停运该磨煤机，清理粗粉分离器回粉管锁气器，并作好清理结果的记录；
        4.5每班对燃烧器C、F挡板和吹灰器系统全面检查一次，如有缺陷应立即通知处理；
        4.6巡检员应按要求至少2小时巡视检查一次锅炉观火孔和渣井结焦和出渣的情况：观火孔和渣井积焦应立即清除，有软化形状的焦块时应立即切除该侧角部燃烧器；如渣井无焦渣落下或光线变暗变黑时，应立即调整锅炉配风；如渣量与负荷相比较异常偏小应立即查找原因；
        4.7按规定吹灰，确保各受热面清洁，防止结渣堆积；
        4.8适当增加锅炉总风量，机组负荷＞400MW时氧量不应低于3.5%，机组负荷＞500MW时氧量不应低于2.5%，任何时候炉膛中部的氧量不应低于2.0％；
        4.9开大四个角部燃烧器C、F挡板:机组负荷＜350MW时,C、F挡板开度不小于40%，机组负荷＞480MW时，C 、F挡板开度不小于70%；
        4.10除四角燃烧器的C、F挡板外，其余燃烧器的C、F挡板的调整应遵循两边小，中间大的原则，保证配风均衡，防止炉膛中间缺风：300MW负荷时，C挡板开度在40%到60%，F挡板开度在30%到50%；600MW负荷时，C挡板开度在70%到90%，F挡板开度在25%到45%；
        4.11如炉膛两侧氧量偏差较大时，应优先切除四个角燃烧较强或结焦较严重侧的燃烧器；若要切除中间燃烧器，切除燃烧器的C、F档板开度应保持不变；
        4.12如机组连续运行超过一周且无垮焦时应安排降负荷除焦；
        4.13双机运行，低谷时段值长申请降负荷时应根据两台炉结焦情况，将结焦较重的机组负荷降至最低不投油负荷除焦。单机运行时，低谷时段，值长也应积极申请降负荷除焦，同时作好调度记录；
        4.14计划性除焦时，应作好相关安全措施：加强燃烧监视和调整，降低捞渣机转速，牵好安全隔离带，派专人在捞渣机排渣口处清渣，无关人员不得在捞渣机底部及周围逗留；
        4.15发现受热面或炉底有严重结渣时，应立即汇报相关专业人员，影响锅炉安全运行时应立即停炉处理；
        4.16合理掺烧。根据入场煤化验数据，掌握各种煤的主要特性，包括挥发份、灰分、水分等，了解各煤种特性，按照锅炉燃烧要求将不同煤种进行科学搭配、合理掺烧。同时，每天及时准确地做好人炉煤的化验分析，为运行人员提供参考，以便针对性地渊整人炉煤配比和上煤方式，建立起适合掺烧煤种的运行丁况，以达到充分燃烧并防止结焦的目的。
        4.17加强入场煤管理。必须切实做好入场煤的管理，根据来煤矿煤种不同，对采购的优质煤、劣质煤、标准燃煤分类堆放，并做好入场煤的化验工作。严格入场煤的检质，坚决杜绝严重不符合电厂锅炉燃烧要求的燃煤进场，否则将造成锅炉严重结焦、燃烧恶化等影响锅炉安全稳定运行的后果。
        5、结束语
        锅炉结焦对发电厂锅炉的安全经济运行有非常重要意义。高效、低耗、安全是锅炉运行中追求的目标。火电厂锅炉结焦存在设汁、运行等多方面的主客观原因，在综合分析各种因素的基础上，针对性制定有效的对策，严格执行各项防焦技术措施，可以有效地预防锅炉结焦，优化锅炉运行工况，提高锅炉运行的安全性和经济性。
        参考文献：
        [1]洪日生．电厂锅炉结焦问题的原闪分析．黑龙江科技信 .2009
        [2]罗成. 四川四川泸州川南发电有限责任公司600MW机组培训教程.重庆电力高等专科学校.2005
        作者简介：罗丹（1976-02），女，汉族，本科，工程师，现从事火力发电厂运行管理工作。