刘胜
张家口发电厂 075100
摘要：本论文针对发电厂锅炉运行中存在的结焦问题进行了研究，重点对防止锅炉受热面结焦提出了相应的解决方案，并进行了实施。
锅炉结焦主要与灰的熔点；炉内空气动力工况；炉膛附近的还原性气氛；炉膛容积热负荷、断面热负荷和燃烧区壁面热负荷有关。锅炉结焦危害很大，炉膛内结焦会使水冷壁辐射吸热量下降，炉膛出口烟温升高，影响水循环工况，使对流受热面因热负荷升高而超温；燃烧器喷口及其附近结焦会使射流及炉内动力工况改变，影响风粉混合及燃烧；同时渣块脱落时会引起炉膛压力的大幅波动。防止锅炉结焦的发生对保证锅炉安全、经济运行具有重要的现实意义。因此，必须针对锅炉结焦的具体情况、具体位置，采取相应的措施，防止或减轻锅炉的结焦。
关键词：锅炉；结焦；原因；措施
1.绪论
锅炉受热面结焦的主要原因取决于燃煤的结渣特性及燃烧工况，锅炉结焦危害很大，炉膛内结焦会增加受热面的传热阻力，使水冷壁辐射吸热量下降，炉膛出口烟温升高，影响水循环工况，使对流受热面因热负荷升高而超温；燃烧器喷口及其附近结焦会使射流及炉内动力工况改变，影响风粉混合及燃烧；炉膛出口受热面结焦会影响受热面传热，并增大通风阻力，引起受热面传热变差、锅炉热效率降低，同时渣块脱落时会引起炉膛压力的波动，严重时曾造成过锅炉灭火事故。
2.锅炉结焦的原因分析
锅炉受热面结焦是锅炉内高温处熔化或软化之灰接触到受热面时粘结在受热面上形成的积灰，由于灰的导热性差使积灰的外表面温度升高且积灰使管壁面粗糙度增大，使软化状态的灰更容易粘附灰渣处，表面的灰温度越来越高，结渣越来越厚，当渣的温度达到熔化温度时熔渣会流到临近的受热面管上，扩大结渣范围形成结焦，锅炉结焦与以下因素有关。???????
2.1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，煤粉中容易挥发的那部分物质的气化也就越强烈，为结焦由创造了条件。
2.2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。
2.3煤种及煤粉细度的影响
结焦的形成，与煤种有直接的关系。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。同样，磨煤机磨辊磨损、旋转分离器的转速等因素的影响，导致磨煤出力的降低，煤粉的细度过粗，会使煤粉的燃尽过程加长，造成炉膛火焰中心位置提高、炉膛出口烟温升高，导致炉膛出口受热面结渣。
2.4空气动力场特性的影响
在锅炉的炉膛内，如果火嘴安装的角度不正确，和配风配的就会不合理。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受热面吹灰的影响
受热面积灰后，会使受热面传热变差，管壁灰层外表面温度升高，使灰因温度升高而熔化，若不及时吹扫，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。
3.针对锅炉结焦原因采取的措施
3.1炉膛出口烟温
当炉膛出口烟温超过灰熔点时，容易引起炉膛出口受热面上结渣。炉内烟温升高可使煤中易挥发的碱金属氧化物升华，并在受热面上凝结形成致密的强粘结灰；炉温高受热面壁温也高时，可在初始灰层中形成易发生低熔点复合硫酸盐反应的条件，会使含有碱金属化合物的积灰外表层粘结性增强，加速积灰的发展；烟温过高时煤灰呈熔化或半熔化状态，熔融的灰会直接粘在受热面上，产生严重的结渣。当燃用结渣性较强的煤时，若燃烧器区域水冷壁附近过剩空气系数较大，则一方面可以避免壁面区域处于弱还原气氛中，另一方面也可以降低壁面处的烟气温度，从而避免结渣。因此在燃烧器的设计中可采用在一次风口外侧加装侧二次风或将水平浓淡燃烧器的淡侧布置在背火侧的措施。在实际运行中，应当采取保证投用燃烧器上下层二次风的风量足够，使空气与燃料良好混合，保证燃烧器区水冷壁壁面附近的烟气含氧量不致太低，以避免在水冷壁附近形成还原性或半还原性气氛。实践表明，当运行O2低于3%时，会造成燃烧器区局部缺氧，CO含量急剧增加，易于形成还原性气氛导致结渣。
3.2炉膛容积热负荷、断面热负荷和燃烧区壁面热负荷
炉膛容积热负荷、断面热负荷和燃烧区壁面热负荷过高，同样会造成炉膛及炉膛出口烟温过高。因此在燃用发热量较高并易结渣的煤种时，应尽量将各层燃烧器的负荷均匀分配，投用足够的燃烧器层数，避免局部燃烧器区热负荷过于集中。
3.3煤粉细度及煤的混烧
煤粉细度过大（煤粉过粗），因惯性作用较大会直接冲刷水冷壁，而且粗粉的燃烧温度要比细粉高得多，因此其熔化的比例也比较高，冲刷水冷壁时更易引起结渣。所以，磨煤机运行稳定，煤粉细度合适，是防止锅炉结焦的重要措施。在灰熔点低的煤中掺入灰熔点高的煤，虽然并不能使低灰熔点的煤的灰熔点提高，但可使单位时间内灰渣在管壁上的沉积数量减少，并且由于高熔点固态灰对受热面上的积灰有一定的冲刷、清洁作用，进一步减少灰渣的沉积量，因此采用高、低灰熔点煤搭配混烧是解决锅炉结渣问题的一个行之有效的方法。
3.4一次风速及炉内空气动力场
当燃用易结渣煤时，燃烧器出口一次风速过低会造成着火点距离风口太近，可能会造成一次风口结焦。同时对于挥发分高的煤，一次风率过低，会造成一次风出口附近形成还原性气氛，易造成结焦。另外炉内空气动力场的状况会对炉内燃烧工况产生很大的影响，同层燃烧器各角一次风出口风速及煤粉浓度是否均匀，一、二次风之间的动量比是否合适，燃烧切圆的中心是否偏斜、切圆直径是否过大等均是造成火焰偏斜或刷壁的重要因素。
3.5受热面的吹灰
受热面的清洁程度是影响受热面结渣的一个重要因素。应通过加强管理维护，维持吹灰系统的正常投入，调整好吹灰参数（吹灰器出口的蒸汽压力及温度足够，吹灰器喷嘴的伸入炉膛内的距离及蒸汽喷射角度应合适），在实际运行中保持合理的吹灰周期（每天至少吹灰一次）。
4.对预防锅炉结焦进行的运行调整
4.1合理安排制粉系统的运行方式
机组满负荷长时间连续运行时，制粉系统可采用隔层燃烧方式并尽量采用5台磨运行方式，运行中除按上述调整原则进行调整外，还应注意入炉煤质的变化和各段受热面壁温变化，避免炉膛热负荷过于集中。
4.2维持正常的一次风压
严格按照各炉燃烧调整基础试验测试数据，维持一次风压在规定范围内；同时调整各运行制粉系统的风量略高于最低允许下限，确保各粉管风速在22 -25米/秒范围内。
4.3坚持吹灰制度，保持受热面清洁
严格执行锅炉膛吹灰管理规定。运行中坚持定期吹灰，防止受热面积灰、结渣。发现结渣严重应逐级汇报，机组降负荷时注意控制燃烧稳定，防止掉焦造成锅炉灭火。
4.4适当控制锅炉运行氧量
根据炉内实际的结焦情况，及时检测排烟中的CO和飞灰可燃物含量，消除或降低炉内的还原性气氛，以减少炉膛内结焦。维持氧量在对应负荷值范围内；变工况时对二次风门进行及时、适当的调节，配合一次风的改变, 在不同负荷下使炉膛燃烧工况均处于氧化性气氛中，可人为破坏煤灰组成化合物在燃烧过程中共熔而降低灰熔点的条件，防止锅炉结焦。
4.5经常开展热力测试工作，并提供准确测试报告
在不同负荷下通过试验找出合适的燃烧器倾角，适当降低火焰中心，避免炉膛出口受热面结焦。调整制粉系统，保持适当的煤粉细度及较好的煤粉颗粒均匀性，也可起到提高煤粉燃尽程度、降低炉膛出口温度的作用。发生结焦后，详细检查摆动式燃烧器和周界风门的运行状态，发现缺陷及时消除。平时，做好定期检查和维护工作。
4.6加强运行中的监视与分析
4.6.1有结焦迹象时，在降负荷过程、低负荷时段、吹灰时段，加强负压监视，备好油枪画面，做好炉膛大面积掉焦事故预想。
4.6.2运行中，加强受热面壁温、各处汽温、汽包水位的监视，发现异常，及时检查分析处理。
4.6.3应经常分析炉膛及烟风道压力、烟温各参数的变化，分析是否存在漏风，积灰，结渣等情况，并及时作出相应的调整。
结论
锅炉结焦是一个很复杂的物理化学过程。一旦发生结焦，将会自动加剧，稍有疏忽，后果就会很严重。防止锅炉结焦的发生对保证锅炉安全、经济运行具有重要的现实意义。因此，必须针对锅炉结焦的具体情况、具体位置，采取相应的措施，防止或减轻锅炉的结焦。严格执行防止电力生产重大事故的二十五项重点要求关于锅炉结焦的规定。
（1）采用与锅炉相匹配的煤种，是防止炉膛结焦的重要措施。
（2）运行人员应经常从看火孔监视炉膛结焦情况，一旦发现结焦，应及时处理。
（3）大容量锅炉吹灰器系统应正常投入运行，防止炉膛玷污结渣造成超温。
（4）受热面及炉底等部位严重结渣，影响锅炉安全运行时，应立即停炉处理。
参考文献:
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作者简介：刘胜，助理工程师，张家口发电厂发电部集控值班员