浅析煤粉锅炉结焦的原因与防治对策

    白凤斌 呼正彪

    摘 要：煤粉锅炉是热电厂运行设备中的重要组成部分，伴随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，相关行业对煤粉锅炉的质量提出了更高的要求。面临全新的机遇和挑战，促进发电厂的安全运行，必须预防煤粉锅炉结焦问题的发生，为发电厂的安全经济运行提供基础保障。一直以来，煤粉锅炉的结焦严重影响着锅炉机组的安全经济运行，笔者结合多年的工作经验，从煤粉锅炉结焦的机理着手，对煤粉锅炉结焦的原因与防治对策做了简单介绍。

    关键词：煤粉锅炉；结焦；原因；防治对策

    煤粉锅炉结焦对锅炉机组的正常运行有严重的影响，伴随着经济的发展，各行各业越来越注重可持续经济的发展，煤粉锅炉的结焦问题会影响热电厂的发展[1]。因此，行业建设者应该针对煤粉锅炉运行的实际状况，对结焦产生的原因进行深入研究，针对煤粉锅炉结焦产生的原因，采取相应措施为煤粉锅炉的正常运行提供安全保障。

    1 煤粉锅炉结焦机理

    如果煤粉锅炉的排渣形式以固态为主，火焰的中心温度会达到1500°C左右。煤粉在炉膛内经过一段时间的燃烧后，会形成大量灰渣粒，灰渣粒受高温影响处在融化或者半融化状态。通常情况下，锅炉在水冷壁处的温度相对较低，灰渣粒和水冷壁管接触时，会释放出大量热量，灰渣粒温度降低后会处于凝固状态，最终会在冷水壁管上形成一层积灰。积灰以疏松状态为主，在锅炉运行过程中，借助吹灰器将积灰层吹落，积灰层不会形成结焦；如果灰渣粒没有达到凝固状态，很容易粘附在水冷壁墙面上，最后形成结焦。锅炉膛内结焦如下图1所示。

    2 煤粉锅炉结焦的原因

    （一）煤灰的成分与组成

    相关行业对用煤质量有严格的规定，煤灰的熔融性是其重要指标之一。各种类型煤灰的熔点在1500°C左右，灰的软化温度大于或等于1350°C，这种灰结焦的可能性较小，如果软化温度在1200°C以下，则容易发生结焦问题。

    （二）炉膛内的温度水平

    锅炉的结构对结焦影响很大，炉膛面积太小，水冷壁受热面积相对减小，锅炉内部温度升高，容易结焦。相反，如果炉膛面积太大，水冷壁受热面积会随之增大，锅炉内部温度降低，导致结焦问题。

    （三）捞渣机的运行和维护不到位

    捞渣机内有大量结焦后，工作人员应该及时对捞渣机进行清理，如果清理工作不到位，很容易导致结焦堆积。在实际处理过程中，捞渣机会存在链条以及减速机故障，捞渣机运行和维护不到位，也会产生大量结焦。

    （四）风、煤配比不当

    喷燃器风、煤的配合比应该有严格的控制，二次风混入的时间应该有严格的控制。如果在火点燃之前混入风，风量会随之增加，如果二次风混入的时间比较晚，燃烧过程会出现缺氧的问题，导致结焦。

    （五）煤粉细度的影响

    如果煤粉非常细，煤粉颗粒的变面积增大，与空气的接触面积也会增大，其燃烧性也会随之提升，但是，煤粉在燃烧器口位置容易着火，喷燃器附近温度升高，长期处于热负荷状态下工作的喷燃器附近容易结焦，甚至产生喷嘴烧坏等问题；如果煤粉比较粗，火焰中心会发生改变，炉膛出口温度会上升，随之产生结焦状况[2]。

    3 煤粉锅炉结焦的防治对策

    （一）保持合适的炉膛内热负荷

    煤粉锅炉在实际运行过程中，受汽水系统泄露以及汽轮机效率降低的影响，锅炉机组容易出现安全问题。为了解决上述问题，部分企业采取锅炉超负荷运行，使锅炉内水冷壁承受较高的温度，热负荷偏大，导致锅炉结焦[3]。为了防止锅炉结焦对锅炉机组产生的影响，工作人员应该采取措施保持炉膛内部热负荷符合使用标准，发现问题，及时采取有效措施补救，严禁锅炉超负荷运行。

    （二）防止缺氧燃烧

    氧化性气氛中燃烧的煤粉变形温度比还原性气氛中燃烧的变形温度高，如果煤灰铁含量减少，这种差别相对较小。因此，工作人员必须保证锅炉的正常运行，对燃烧环境进行控制。如果影响锅炉运行的外界因素发生变化，引风机和送风机出现故障，工作人员应该及时降低负荷，合理调整风量大小，防止锅炉内因缺氧而燃烧不充分导致结焦。另外，工作人员还应该对锅炉内的一次风进行调整，保证同一层火嘴的风速一致；最后，工作人员还应该调整锅炉内部剩余空气系数，保障锅炉的有氧燃烧。

    （三）坚持锅炉吹灰

    正确处理煤粉锅炉结焦问题，需要工作人员加强锅炉吹灰系统的正确维护和管理工作，保障锅炉性能的稳定和质量的完好。工作人员应该定期对锅炉以及捞煤机等进行清焦、除渣；企业应该安排专业人员对现场进行监督管理，一旦发现结渣问题，及时采取有效措施进行清理，例如对锅炉进行及时的吹灰，防止小块结焦结成大渣块。

    （四）使用使用除焦剂

    除焦剂属于化学药剂，它能与炉内的焦渣发生化学作用，使焦渣疏松软化。其作用的范围较大，从炉膛到烟道各级受热面均有效。对于不易吹扫的较硬的焦，加药后灰渣会变得逐渐疏松，易于脱落。但除焦速度较慢，需要使用较长的时间才能看出效果。

    （五）调整好火焰的中心位置

    煤粉锅炉燃烧过程中火焰位置必须合适，不能出现偏斜问题。结合锅炉膛承受的热力状况，选择合适的投、切上下层火嘴的燃烧方式，结合实际燃烧需求及时调整风量大小[4]。如果燃烧的煤种熔点较低，切圆范围应该减小，防止因切圆较大产生的火焰偏斜；熔点较高的煤种，切圆相应较大，保证火焰的充满度。锅炉在经过大幅度维修后，在进行锅炉验收时，工作人员还应该对锅炉进行检查，如有需要还应该做冷态空气动力场实验，调整好火焰的中心位置。

    （六）保持适当的煤粉细度和煤粉匀称性

    结合锅炉用煤的实际状况，合理调整煤粉的细度和匀称性，通常情况下，可采用分离器和系统通风量的调整确定煤粉的状况。分离器很难满足多次调整，如果燃煤发生较高频率的变化，工作人员应该改变一次风速，防止炉膛内结焦问题的产生。

    4 结束语

    总之，锅炉安全高效的运行对热电厂的安全运行和经济效益有直接作用。工作人员应该在明确煤粉锅炉结焦机理的前提下，了解煤粉锅炉结焦产生的原因，针对原因采取有效的措施，减少锅炉结焦问题的产生，为煤粉锅炉的正常运行提供安全保障。

    参考文献：

    [1]张新才，董海恩.浅析电厂锅炉结焦原因及防治措施[J].电力学报，2011.

    [2]李冠良.热电厂煤粉锅炉结焦的原因分析与对策[J].广西轻工业，2011.

    [3]肖建新.煤粉锅炉结焦分析及防治措施探讨[J].现代商贸工业，2011.

    [4]张树佳.论锅炉结焦的原因和危害及其解决对策[J].能源与节能，2013.