（国家能源集团谏壁发电厂）
摘要：锅炉结渣问题是燃煤锅炉发展史上“永恒的主题”。本文以某厂1000MW超超临界锅炉为例，主要从锅炉结渣形成的原因进行分析，运行人员如何进行判断，进而如何采取相应的对策措施，以及今后的改造建议等进行了探讨。
关键词：结渣；分析；对策；改进
1 前言
从燃煤锅炉投入运行开始，锅炉结渣问题就一直存在，可以说，研究电厂锅炉燃烧过程中的结渣问题是燃煤锅炉发展史上“永恒的主题”。结渣的形成：由于锅炉燃烧火焰中心温度一般在1500—1700℃之间，燃料中的灰在这样高的温度下大多熔化为液态或呈软化状态。而水冷壁的吸热会导致从燃烧火焰中心向外，越接近水冷壁温度越低。在正常情况下，随着温度的降低，灰份将从液态变为软化状态进而变成固态。此时若灰在保持着软化状态就碰到受热面时，受到冷却的灰就粘结在受热面上，形成结渣。
2 原因分析
（1）燃煤灰熔点低。
软化温度ST的高低是判断煤灰是否容易结渣的主要指标。灰的成分不同，其熔点也不同。当煤中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量大时，灰熔点低，就容易结渣；当煤中的氧化硅、氧化铝含量大时，灰熔点就高，就不容易结渣。
（2）风量不足，燃烧工况不佳；各燃烧器间风粉分配不均，使火焰中心偏斜，造成炉膛单侧热负荷过高；配风不当，使煤粉与水冷壁接触。
锅炉运行氧量偏低，会在炉内燃烧器区形成大面积的还原性气氛，使低灰熔点煤更易熔融。对于切圆燃烧方式，如果投用或停用的燃烧器喷口不对称或同层射流速度差异偏大、送粉不匀等，都会出现炉膛火焰偏斜，炉内温度场不均匀性增大，容易产生高温区域的熔灰黏附受热面形成结渣。一次煤粉气流速度过大或过小，燃烧都会发生在炉墙附近，引起燃烧器区段结渣。一次风门与二次风门调节不当，一次风率过大时，燃料的燃烧速度将下降，燃尽时间延长，此时容易出现燃尽期发生在炉膛出口附近或炉墙附近，甚至黏附在炉墙上继续进行，这样炉膛上部或炉膛附近温度升高，灰分在未固化之前就接触到受热面，黏结其上形成结渣。
（3）燃烧器热负荷过大，燃烧温度过高，使燃烧区域或炉膛断面放热强度太大。
锅炉结渣、积灰随锅炉负荷及烟气温度的增加而增加。当锅炉高负荷连续运行，特别是超负荷运行时，炉膛热负荷增加，温度升高，灰粒得不到冷却，在吹灰器吹不到的地方易形成积灰，如不及时吹灰清渣，当熔融软化的灰粘结在上面时会形成大面积结渣。炉膛截面热负荷qf决定炉膛截面尺寸，qf越大，表示释放同样热量时，炉膛截面愈小，炉膛截面周界长度也小，燃烧区域每米炉膛高度沿横截面周界所具有的辐射受热面越少，传热能力越差，就越容易结渣。
（4）大多数吹灰器工作不正常或吹灰不及时；
如炉膛吹灰器短缺或转动，伸缩卡涩，不能形成正常吹灰或者吹灰不及时，容易使受热面黏附灰粒，形成结渣。
（5）煤层对应的周界风开度相对较小，或磨煤机一次风量相对于煤量较小，使一次风的刚性不足，煤粉在燃烧器口燃烧、或一次风偏斜；从而造成水冷壁区域、或燃烧器附近、甚至于燃烧器内部结焦。
3 采取对策
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图1 PSSS系统结渣指数说明图
某厂锅炉为1000MW超超临界压力参数变压运行螺旋管圈直流锅炉，单炉膛塔式布置形式、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊构造、露天布置。锅炉燃用设计煤种神府东胜煤，校核煤种为淮南煤、兖州煤。
正常运行以高温管屏在线监测系统（PSSS）的结渣指数作为参考，当显示值达到或接近“1.7”时，则表示一级过热器的管外开始有一定的结渣。4.0时为很严重，需要立刻处理。
运行人员可结合以下现象判别结渣程度加剧：
（1）水冷壁金属温度下降或排烟温度上升。
（2）炉膛结渣严重时，燃料量增加，水燃比下降。
（3）局部结渣时，将使热偏差增大，局部管壁过热。
（4）过热器、再热器进口烟温明显上升，其受热面壁温明显增高或超限。
（5）火焰颜色过于明亮，呈白色并刺眼，结渣区域炉膛温度升高。
（6）冷灰斗有大渣块落入。
处理措施：
（1）根据不同结焦原因及部位，针对性进行燃烧调整；
（2）视结渣部位，增加该处蒸汽吹灰频度，防止结成大块。正常情况不投用水力吹灰器，必须在真正存在结焦且负荷大于800MW的情况下使用（可通过一些运行参数发现：如过热器后温度过高、出力减少），以避免炉膛受热面不必要的热应力。
（3）当燃烧室内结有不易清除的大块焦渣，且有脱落损坏水冷壁的可能时，应做好事故预想。
（4）如因燃用低灰熔点煤所致，可减少低灰熔点煤入炉比例，采取与高灰熔点煤分仓入炉的掺烧方式。
（5）采用快速降低负荷的方法，使受热面的结渣冷缩后掉落。
（6）当炉内结渣严重无法清除，发生水冷壁出口热偏差增大或过热器、再热器管壁超温，减温水明显增大，估计有可能会引起受热面爆、漏或瞬间大面积塌渣导致事故扩大时，应尽快请示故障停炉。
4建议改进
（1）燃烧器功率调平改造
通过调节各煤粉管出口流量，防止燃烧火焰冲墙、贴壁，同时使炉内温度场均匀分布，消除上部结渣。
（2）通过合理配置一、二次风，在保证燃烧稳定的前提下减小炉内切圆半径，并使炉内氧量场和CO分布均匀，控制炉膛周围还原性气体的产生，防止结焦。
（3）选用煤种尽量接近设计煤种，或掺配精细化，有效从源头控制结焦。
（4）提高磨煤机出口一次风粉温度，提高磨煤机分离器转速，提高煤粉细度，使煤粉提前着火，缩短火焰长度，从而降低炉膛出口温度，减少过热器结焦。
（5）以PSSS的温度监视为依据，有针对性的吹灰，提高吹灰效率。
（6）对二过以上吹灰区域改造为声波吹灰，防止蒸汽吹灰吹损因高温腐蚀导致变薄的管壁。
5总结
锅炉结渣是影响运行安全和经济的主要因素之一。锅炉燃煤灰渣特性和炉内燃烧空气动力特性是锅炉受热面产生结渣的主要因素。调整燃烧时，防止炉膛火焰冲刷炉壁或形成贴壁气流，是防止结渣的主要运行措施。保持炉内燃烧工况良好，使燃烧完全，炉膛温度场和热负荷分布均匀，减少结渣。运行中应加强结渣监视和吹灰工作，发现结渣应及时采取措施。
参考文献：
[1]岑可法，周昊，池作和．大型电站锅炉安全及优化运行技术[M]．北京：中国电力出版社，2003
[2]中国华东电力集团公司科学技术委员会．《600MW火电机组运行技术丛书——锅炉分册》．北京：中国电力出版社，2000．
[3]华东电力实验研究所编．燃煤燃烧性、结渣性和积灰性评价技术．1985
作者简介：
孔令（1986-），男，大学本科，助理工程师，从事电厂集控运行工作。