石河军
国能浙江舟山发电有限责任公司，浙江 舟山 316021
摘要：舟山发电厂#4号机组为超临界运行机组，作为全国首台近零排放的机组，有着很高的运行参数以及经济效益，通过观察运行过程中的现象，调整自动化控制运行方式，降低炉膛结焦的现象，对于提高发电机组运行安全，降低受热面局部高温，防止发生蠕变，降低排烟温度，提高发电机经济性有很大的促进作用。以下论文观点为个人观点，仅供参考。
关键词：锅炉，结焦，喷嘴机械变型，安全性，经济性?
1锅炉概述
锅炉型式：超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，一次再热、单炉膛单切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、露天布置燃煤∏型锅炉。
炉膛部分设有48只墙式吹灰器，分四层布置，一层位于燃烧器的下方，其余三层位于主燃烧器与SOFA之间，由于墙式吹灰器均布置在水冷壁的螺旋段，为了保证吹灰器的横向对称布置且开孔中心位于扁钢中心，各吹灰器的标高均不相同。在炉膛上部辐射区域、水平烟道部分及尾部烟道的低温再热器、省煤器区域布置有44只长伸缩式吹灰器。
2机组运行过程中出现的问题
舟山电厂投产运行至今，在运行过程中出现两侧烟气氧量不平衡现象，导致过热汽与再热器两侧气温不平衡，两侧减温水偏差大等现象的发生，同时炉膛受热面管壁局部明显偏高的现象，尤其是后墙悬吊管尤为严重，该现象有很大程度上是由于炉膛燃烧偏差，局部结焦导致。在机组大修过程中，发现燃烧器喷嘴结焦，甚至周界风出口以及二次小风门直接被焦块堵住，同时发生了风门变型，钢板脱落等。说明自动化控制运行方式与设计有偏差，需要去调节，解决结焦问题，对于提高炉膛运行安全，提高炉膛寿命，降低排烟温度，提高经济性有着很大的作用。
3结焦对发电机组的影响
锅炉在运行过程中，安全生产始终放到第一位，一切对安全生产有影响的因素与隐患一定要得到良好的控制，才能为企业，为单位创造利益，为社会奉献绿色能源。
而炉膛结焦，就相当于在炉膛的内部长了一颗良性肿瘤，控制的好，这个隐患就可以一直得到很好的控制，控制不好，就会演变成为一颗恶性肿瘤，祸害炉膛，影响整个安全生产。
从炉膛的安全方面来分析，炉膛内部焦块会不断增大，当达到一定程度后，焦块会脱落，掉下的焦块会砸坏受水冷壁受热面，导致炉膛金属内部变形，甚至破裂，炉膛爆管，还能能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口等等以至于锅炉被迫停炉。焦块大面积脱落的时候，炉膛动力场波动很大，炉膛内部参数如主再热汽温，主再热汽压等，极大的影响了炉膛的安全运行。而且炉膛管壁等金属材料，在长期的炉膛高温下，会发生金属蠕变，影响炉膛内部设备的使用寿命。
从效益方面来看，炉膛结焦以后，最直观的现象就是排烟温度会不正常的升高，热量损失加大。其温度至偏离改负荷下的正常排烟温度，因为炉膛吸热收到影响，未完全燃烧热损化学未完全燃烧热损失增大。内部动力场发生变化，内部的不完全燃烧以及烟气的飞灰含量会上升，容易造成空预器差压变大，影响空预器效率。而且引风机电流增大，厂用电上升，更加会影响炉膛的内部出力。这些因素都会影响电厂的发电效益，不利于长久发展以及绿色能源的理念。
4结焦的原因及具体的应对措施
4.1燃煤机组在运行过程中，可能会出现燃烧喷嘴结焦的情况，甚至周界风出口以及二次小风门直接被焦块堵住，同时发生了风门发生挤压变型，钢板脱落的现象，说明燃烧过于靠近燃烧器喷嘴以及周界冷却风门，对于这种情况，可以适当提高一次风压，正常运行的一次风压在6.8kpa至8.0kpa，具体的压力根据设计压力负荷曲线，将一次风压提高一定压力后，从而提高煤粉喷嘴喷出的煤粉速度，推迟煤粉的燃烧，同时周界风对于喷嘴的冷却更加充分，能够有效的防止喷嘴附近的结焦情况。
4.2炉膛的结焦还要考虑到内部的燃烧环境，就是缺氧燃烧和过氧燃烧的调节配合，在燃烧中心属于缺氧燃烧，燃尽风区域为过氧燃烧，在炉内出现过度的还原性气氛，熔点较高的Fe2O3还原为熔点较低的FeO，从而使灰熔点大大降低，这样就增加了结焦的可能性。在低负荷阶段，炉膛氧量还是很充分的，基本能使排烟中的氧量在3.5%以上。但是在高负荷（大于80%BMCR）的时候氧量往往比较偏小，会出现小于3%甚至小于2%，这就导致了还原性气氛过度的情况，所以在高负荷阶段，适当提高送风量，使得锅炉排烟中的氧量保证在3%以上，能够有效的防止焦块的产生。
4.3从炉膛的结构上分析，炉膛采用切向燃烧方式，下13层小风门为正切方式（炉膛从上往下顺时针），在炉膛上最上层燃尽风区域布置了四层反切的风门，主要是用于燃尽剩余的煤粉以及产生的还原性气体，还有一个重要原因就是平衡炉膛下部切向燃烧产生的不平衡烟气，使得水平烟道等区域受热均匀，均匀的排烟温度可以使得烟气温度低于结焦温度，能够有效的防止水平烟道等区域的结焦问题。而均匀的受热与否则可以通过主再热蒸汽两侧的蒸汽温度与两侧的减温水量来判断，如果发生偏差，则需要通过上层反切风来调节平衡，使得受热均匀，防止炉膛焦块的产生。
4.4煤粉细度又叫煤粉经济细度，不仅是经济性的重要因素，同时也是炉膛焦块产生的重要因素。煤粉过粗，燃烧推迟，燃烧温度也会上升，同时也会对水冷壁产生冲刷，这些因素都会加剧炉膛内部焦块的产生。但是煤粉过细，也会带来电耗高，制粉出力下降等问题，根据电厂机组在大修过程中对炉膛内部的观察，其冲刷程度情况还好，说明煤粉细度和燃烧切向角度是负荷设计要求的。单位邀请专业机构通过对飞灰中的碳含量以及燃烧情况，来微调煤粉细度，提高经济性做出了磨煤机的一些调整，将分离器转速从90rpm提高到100rpm，磨煤机煤量超过25t/h后在原有的基础上提高1MPA的加载力，超过30t/h后提高2MPA的加载力，安全与经济共同进步。
4.5炉膛吹灰系统的灵活运用。炉膛结焦是无法避免的，既然无法避免，那就降低炉膛的结焦程度，在炉膛结焦初期就对炉膛内部的焦块进行清理，炉膛配置了48只墙式吹灰器与44只长伸缩式吹灰器，通过观察炉膛水冷壁温度偏差以及关火孔结焦程度的观察，及时发现炉膛水冷壁的结焦情况，于此同时选择性的对水冷壁经行吹灰，吹灰完毕后如果通过观察孔发现仍有大块焦存在，则可以通过人工打焦的方式去除残余的焦块。对于炉膛过热器、再热器、省煤器等区域无法通过观察孔了解具体结焦情况，则可以通过炉膛各个受热面的温升情况，如果发现某个部位温升明显偏差开始加大，则针对性的对该部位进行吹灰。吹灰的目的是为了防止结焦过于严重，并不是吹灰越多越频繁越好，因为过于频繁的吹灰会影响到炉膛的稳定运行，增加汽耗，增加煤耗，同时吹灰蒸汽对于炉膛管壁的冲刷会加剧对炉膛管壁的磨损，过度的吹灰导致排烟温度过低也会影响到空预器的冷端腐蚀与脱销系统的运行。这些因素均影响到炉膛的使用寿命。反而不利于机组的安全运行与经济性。
6总结
日常生产过程中，集控值班员通过调节，加大运行中过量空气系数，增加配风的均匀性，防止一次风气流直接冲刷壁面，合理的运行吹灰系统，通过这些有效的手段来控制结焦问题我们一直热衷与发现问题，解决问题，为安全运行和运行经济效益做着自己的贡献。
防范胜于治理，将事故隐患扼杀在萌芽状态，将运行风险降到最低，为社会风奉献安全、可靠的绿色电能。
参考文献：
[1]章德龙，王云刚.超超临界火电机组培训系列教材锅炉分册[M].北京：中国电力出版社，2013.
[2]容銮恩，袁镇福，刘志敏，田子平.电站锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，1997.
[3]冯俊凯，沈幼庭.锅炉原理及计算[M].北京：科学出版社，1992.