探析电厂锅炉结焦及其控制措施

董刚

【关键词】电厂锅炉结渣措施

中图分类号：TM6文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2018）03-052-02

锅炉结焦不但增加了锅炉受热面的传热阻力，使受热面传热恶化、煤耗增加、降低锅炉的热经济性，还可能造成烟气通道的堵塞，影响了锅炉的安全运行，严重时会发生设备损坏、人身伤害事故。因而，我们要重视电厂锅炉结焦问题，并采取相应的控制措施。

一、锅炉结焦的危害

1、降低锅炉出力，甚至被迫停炉。

（1）炉膛内水冷壁上结焦会增加受热面的传热阻力,降低辐射吸热量,使炉膛出口烟温升高。一方面会使蒸发量减少，要维持蒸发量，就要增风加煤，但是通风设备容量是有限的，再加之结焦使得烟气的流动阻力增加，也要引起风量的不足；另一方面会使对流受热面热负荷升高、对流传热量增加而导致蒸汽温度、金属壁温超温，为了维持额定的参数，往往必须降低锅炉出力，还可能被迫停炉。

（2）炉膛出口受热面结焦,则会影响受热面传热,甚至影响蒸汽温度,并增大通风阻力,严重时甚至造成烟气通道的堵塞而使燃烧恶化。焦作电厂#4炉就碰到过炉膛烟道结焦堵塞，造成了炉膛火焰四处喷出，三台引风机都加满了出力也不行，结果是降出力最后只能被迫停炉清焦。

（3）锅炉燃烧调整不好，掉焦严重时会造成锅炉出渣困难，被迫降低锅炉出力运行，甚至会把整个渣井封死，不能维持锅炉正常运行，只有停炉出渣、打焦。这种情况我们很多电厂都遇到过。

2、降低锅炉效率

（1）锅炉受热面结焦时，减少了工质的吸热量，使排烟温度升高，造成排烟热损失增大。

（2）炉膛内结焦会造成炉内空气动力场不均；燃烧器喷口及其附近结焦,会影响到煤粉射流及改变炉内燃烧空气动力工况,直接影响风粉的混合和燃烧；这些会造成化学和机械不完全燃烧损失的增加。

3、造成事故，影响安全运行

（1）炉内结焦时，结焦部分和不结焦部分受热不均，产生热偏差，会影响到锅炉正常的水循环，容易损坏管子，也会使过热器管产生热应力，疲劳损坏。

（2）锅炉结焦，为了维持运行，使得蒸汽温度和受热面金属温度超温，造成管子过热损坏。

（3）结焦造成的炉内空气动力场不均，燃烧偏斜发生，还会造成因炉膛受热不均而导致的炉墙撕裂；还会烧坏喷燃器。

（4）炉内焦块掉落时,会划伤甚至砸坏水冷壁或冷灰斗，严重时发生锅炉水冷壁泄漏、高温汽水伤人等事故。

（5）炉内结焦，打焦不慎也会打坏管子

（6）锅炉清渣、打焦时经常会造成人员受伤的事故发生；把手打伤，把下巴打伤，把手烫伤，把腿烫伤等等。原来还有为了打焦，把脑袋打掉一块。甚至有人身伤亡的事故发生。

（7）锅炉灭火。炉内结焦，除焦时间长，大量冷风漏入，降低炉温，容易引起灭火；当大块焦渣掉落时，也会将火压灭。

二、电厂锅炉结焦的控制措施

防止和减少锅炉结渣的具体措施如下：

要有合适的煤粉细度。煤粉粗，火炬拖长，粗粉因惯性作用会直接冲刷受热面。再则，粗煤粉燃烧温度比烟温高许多，熔化比例高，冲墙后容易引起结渣。但是，煤粉太细也会带来问题，一是电耗高，制粉出力受到影响，二是炉膛出口烟温升高，易引起结渣。

适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结渣。提高一次风速可推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结渣。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风气流直接冲刷壁面而产生结渣。

炉膛出口温度场应尽可能均匀。降低炉膛出口残余旋转，均匀的温度分布可使密排对流管束中烟气温度低于开始结渣温度。应用三次风、二次风反切来减少残余旋转，必须能够很准确地计算出主旋气流和反切气流的动量矩以及合成气流的动量矩，而且通过运行调试来观察是否满足运行要求。

组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提。

燃烧中心温度高达1400~1600度。当灰渣撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，易黏结附于炉壁上形成结渣，尤其是在有卫燃带的炉膛内壁，表面温度很高，又很粗糙，更易结渣，而且易成为大片焦渣的策源地。因此必须保持燃烧中心适中，防止火焰中心偏斜和贴边。

炉内旋转气流对燃烧器射流的冲击力和作用点。旋转强度大，射流偏转加剧，实际切圆增大；一次风射流刚性；射流两侧补气条件差异；燃烧器组长宽比及燃烧器喷口间隙。当燃烧器组高宽比越大时，燃烧器组中间部分从上下两侧获取补气的条件越差，射流偏转加剧。

四角煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀：煤粉喷口煤粉量分配不均匀的状况必然造成炉膛局部缺氧和负荷分配不均匀，在燃烧空气不足的情况下，炉膛结渣状况恶化。当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平四角风量，避免选择合理的炉膛出口温度：根据经济技术比较，对煤粉炉最经济的炉膛出口温度在1200~1400度之间，但实际上，为了防止对流受热面结渣，炉膛出口温度不能过高。在炉膛出口布置屏式受热面的锅炉，对一般性结渣性煤应小于1200度。

控制合理的炉内过量空气系数a：过量空气系数a增加，受热面的积灰、结渣趋势减弱。主要归因于炉膛出口烟温降低，炉膛壁面处的烟温降低。过量空气系数过低容易造成氧量不足，在炉内出现还原性气氛，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，这样就增加了结渣的可能性。

保证空气和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，防止局部严重积灰、结渣：当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性气氛。当煤粉炉烟气含氧量低于3时，由于局部缺氧，将会使CO含量急剧增加。

应用各种运行措施控制炉内温度水平。

第一，炉内温度水平高，将使煤中一些易挥发碱性氧化物汽化或升华（1400度以上），使碱金属化合物在受热面上凝结（1000~1100度）。碱金属直接凝结在受热面上会形成致密的强黏结性灰。第二，可在初始灰层中形成产生低熔点复合硫酸盐反应的条件，还会使含有碱性化合物的积灰外表层黏结性增强，加速积灰过程的发展。第三，煤灰呈熔化或半熔化状态，熔融灰会直接黏在受热面上，产生严重结渣。

措施：加大运行中过量空气系数，增加配风的均匀性，防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛，调整四角风粉分配的均匀性，防止一次风气流直接冲刷壁面，必要时采取降负荷运行。

参考文献

[1]张瑜波.电厂锅炉结焦原因及对策分析.《科技创新与应用》.2015.18.

[2]王玉玺.电厂锅炉结焦原因及防治措施.《城市建设理论研究》.2012.33.