李 偉

（大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 青銅峽751607）

0 引言

近年來，隨著節(jié)能減排意識的提高和國內(nèi)環(huán)保法治的不斷完善，工業(yè)鍋爐作為高效清潔的燃燒技術(shù)，正在向大容量、高參數(shù)方向快速發(fā)展，相繼投產(chǎn)了一大批600MW級的2070T/H的電廠鍋爐，還有相當(dāng)數(shù)量的300MW等級的1025T/H鍋爐投入運行。在調(diào)試、運行中，不少鍋爐發(fā)生了爐內(nèi)結(jié)焦。大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司的兩臺鍋爐是東方鍋爐集團公司生產(chǎn)的DG2070／17.5-Π6型，5#爐于2009年4月投入運行，6#爐于2009年5月投入運行，5#，6#爐在投入商業(yè)生產(chǎn)后都發(fā)生了大面積的非常嚴(yán)重地結(jié)焦，這些結(jié)焦是典型的經(jīng)驗不足、設(shè)備本身特點等造成的低溫結(jié)焦，這種對沖燃燒的鍋爐技術(shù)是近十幾年迅速發(fā)展起來的一項高效、清潔燃燒技術(shù)。隨著大量的對沖燃燒鍋爐投入生產(chǎn)運行，它的運行特點逐漸為大家所掌握。 但由于其固有的一些特點，運行中仍經(jīng)常出現(xiàn)問題。結(jié)焦就是對沖燃燒鍋爐運行中較為常見的故障，它直接影響到鍋爐的安全經(jīng)濟運行。我現(xiàn)就談?wù)勱P(guān)于預(yù)防鍋爐結(jié)焦的一些體會。

1 運行方面

1.1 選擇合理的運行氧量

鍋爐運行氧量即爐內(nèi)的氧化或還原性氣氛，它對鍋爐的結(jié)焦有非常大的影響，如果鍋爐運行氧量偏低，爐內(nèi)還原性氣氛較強，煤的灰熔點就會下降，鍋爐就容易結(jié)焦。這是因為灰熔點隨著鐵量的增加而下降，鐵對灰熔點的影響還與爐內(nèi)氣體性質(zhì)有關(guān)，在爐內(nèi)氧化性氣氛中，鐵可能以Fe2O3形態(tài)存在，這時隨著含鐵量的增加，其熔點的降低比較緩慢；在爐內(nèi)還原性氣氛中（氧量不足），F(xiàn)e2O3會還原成FeO，灰熔點隨之迅速降低，而且FeO最容易與灰渣中的SiO2形成熔點很低的2FeO·SiO2，其灰熔點僅為 1065 ℃。

當(dāng)煤質(zhì)有波動時，運行人員沒辦法根據(jù)實際情況進行調(diào)整，造成鍋爐燃燒配風(fēng)方式不是處于優(yōu)化狀態(tài)，特別是上層噴嘴煤粉顆粒燃盡性差，有一部分大顆粒煤粉在爐膛出口處尚未燃盡，導(dǎo)致鍋爐爐膛出口煙溫偏高，結(jié)焦嚴(yán)重，由于爐膛截面大，熱負(fù)荷較??；當(dāng)煤質(zhì)變劣時，煤粉的燃盡性能適應(yīng)能力不強。

提高鍋爐運行氧量，也就說采用富氧燃燒，避免爐內(nèi)出現(xiàn)還原性氣氛。加強爐內(nèi)吹灰工作，特別是重點區(qū)域要增加吹灰次數(shù)，如果運行氧量還偏低，必要時適當(dāng)降低負(fù)荷。由于結(jié)焦的主要區(qū)域在爐膛出口處，此處容易堵塞煙道，增加煙氣阻力，引風(fēng)機出力更顯不足，所以要防止結(jié)焦與還原性氣氛惡性循環(huán)的趨勢。機組檢修時，對空氣預(yù)熱器進行重點清洗，降低風(fēng)煙道的阻力,提高風(fēng)機的出力。

1.2 選擇合理的爐膛出口溫度

對鍋爐進行優(yōu)化燃燒調(diào)整試驗，對爐膛出口煙溫（或高溫受熱面管壁溫度）進行在線監(jiān)視，在保證主參數(shù)合格的前提下，建立在線的優(yōu)化運行指導(dǎo)系統(tǒng)；通過合理調(diào)配各一次風(fēng)和二次風(fēng)的運行風(fēng)門開度以及運行氧量，保證主參數(shù)合格和爐膛出口煙溫低于燃煤灰熔點的同時來保證蒸汽質(zhì)量，從而防止?fàn)t膛出口結(jié)焦；通過對爐膛出口煙溫、過熱汽溫、鍋爐負(fù)荷、燃燒氧量、爐膛排煙溫度等各種運行參數(shù)的在線監(jiān)測，也可以評價鍋爐爐膛出口是否會產(chǎn)生結(jié)焦，從而防止在燃用不同煤種時鍋爐爐膛結(jié)焦，并能獲得最大的鍋爐效率。

1.3 保證空氣和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成還原性氣氛，防止局部嚴(yán)重積灰、結(jié)焦

當(dāng)一、二次風(fēng)的位置、風(fēng)速、風(fēng)量設(shè)計不合理時，盡管爐內(nèi)總空氣量大，但仍會出現(xiàn)局部區(qū)域的熾熱焦碳和揮發(fā)分得不到氧量而出現(xiàn)局部還原性氣氛。當(dāng)煤粉爐煙氣含氧量低于3%時，由于局部缺氧，將會使CO含量急劇增加。保持適當(dāng)?shù)倪^?？諝庀禂?shù)，合理使用一、二次風(fēng)。若一次風(fēng)太大，火焰上升得很高，甚至直射后墻，會促使高溫結(jié)焦。若二次風(fēng)使用得當(dāng)，火焰中心下移，延長了煙氣路線，可使?fàn)t膛出口溫度降低50℃至 80℃。

1.4 應(yīng)用各種運行措施控制爐內(nèi)溫度水平

爐內(nèi)溫度水平高，將使煤中一些易揮發(fā)堿性氧化物汽化或升華（1400℃以上），使堿金屬化合物在受熱面上凝結(jié)（1000～1100℃）。堿金屬直接凝結(jié)在受熱面上會形成致密的強黏結(jié)性灰。可在初始灰層中形成產(chǎn)生低熔點復(fù)合硫酸鹽反應(yīng)的條件，還會使含有堿性化合物的積灰外表層黏結(jié)性增強，加速積灰過程的發(fā)展。煤灰呈熔化或半熔化狀態(tài)，熔融灰會直接黏在受熱面上，產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)焦。

措施：加大運行中過量空氣系數(shù)，增加配風(fēng)的均勻性，防止局部熱負(fù)荷過高和產(chǎn)生局部還原性氣氛，調(diào)整風(fēng)粉分配的均勻性，防止一次風(fēng)氣流直接沖刷壁面，必要時采取降負(fù)荷運行。

1.5 組織合理而良好的爐內(nèi)空氣動力場是防止結(jié)焦的前提

當(dāng)灰渣撞擊爐壁時，若仍保持軟化或熔化狀態(tài)，易黏結(jié)附于爐壁上形成結(jié)渣，因此必須保持燃燒中心適中，防止火焰中心偏斜和貼邊。

1.6 煤粉濃度及各燃燒器配風(fēng)應(yīng)盡量均勻

煤粉噴口煤粉量分配不均勻的狀況必然造成爐膛局部缺氧和負(fù)荷分配不均勻，在燃燒空氣不足的情況下，爐膛結(jié)焦?fàn)顩r惡化。當(dāng)燃燒器配風(fēng)不均勻或者鍋爐降負(fù)荷，燃燒器缺角或缺對角運行時，爐內(nèi)火焰中心會發(fā)生偏斜。運行時要盡量調(diào)平風(fēng)量，避免缺角情況。

1.7 要有合適的煤粉細(xì)度

煤粉粗，火炬拖長，粗粉因慣性作用會直接沖刷受熱面。再則，粗煤粉燃燒溫度比煙溫高許多，熔化比例高，沖墻后容易引起結(jié)焦。但是，煤粉太細(xì)也會帶來問題：一是，電耗高，制粉出力受到影響；二是，爐膛出口煙溫升高，易引起結(jié)焦。對于干煤應(yīng)適當(dāng)摻水，對于含硫化鐵粘結(jié)性強的煤應(yīng)及時打焦清渣，對于灰分大的煤應(yīng)適當(dāng)增加清爐次數(shù)，對于管群、煙管或煙室的堵灰應(yīng)及時清理。

1.8 適當(dāng)提高一次風(fēng)速可以減輕燃燒器附近的結(jié)焦

提高一次風(fēng)速可推遲煤粉的著火，可使著火點離燃燒器更遠(yuǎn)，火焰高溫區(qū)也相應(yīng)推移到爐膛中心，可以避免噴口附加結(jié)焦。

提高一次風(fēng)速還可以增加一次風(fēng)射流的剛性，減少由于射流兩側(cè)靜壓作用而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)，避免一次風(fēng)直接沖刷壁面而產(chǎn)生結(jié)焦。

注意一次風(fēng)速的提高受煤粉著火條件的限制。

1.9 爐膛出口溫度場應(yīng)盡可能均勻

降低爐膛出口殘余旋轉(zhuǎn)，均勻的溫度分布可使密排對流管束中煙氣溫度低于開始結(jié)焦溫度。

1.10 摻燒不同煤種

煤種摻燒能在一定程度上綜合所摻煤種的灰焦特性。低灰熔點煤灰分仍在受熱面上沉積，但高熔點固態(tài)灰對受熱面有一定的沖刷作用，使沉積量降低。嚴(yán)格控制入廠煤和入爐煤：煤種變化將對結(jié)焦有很大影響，特別是燃用灰熔點低、揮發(fā)份相對較高的煤種。因此要加強對入廠煤和入爐煤化驗，嚴(yán)格把關(guān)，其在下部爐膛燃燒時著火點早，火焰相對密集，造成擴散性燃燒，下部爐膛容積熱負(fù)荷較大，從而造成局部高溫區(qū)壁面結(jié)渣。因此燃用設(shè)計煤種是防止?fàn)t膛結(jié)焦最重要的因數(shù)。

1.11 配風(fēng)方面

高負(fù)荷開大底層風(fēng)。加強對爐膛的吹灰，防止低負(fù)荷掉灰對鍋爐燃燒產(chǎn)生不良的擾動。

通過不斷的摸索雖然在實際中鍋爐的結(jié)焦有所改善，但是由于煤種的原因，還是有一定程度的結(jié)焦。運行中加強配風(fēng)工況調(diào)整，調(diào)節(jié)三次風(fēng)，使火焰不貼壁；調(diào)節(jié)二次風(fēng)使其提供充足的氧量保證煤粉的充分燃燒；調(diào)節(jié)一次風(fēng)，使火焰長度合適；調(diào)節(jié)吸風(fēng)機，保持爐膛負(fù)壓在-70Pa左右；既要保證煤粉在爐膛內(nèi)充分燃燒所需要的時間，又要避免在下爐膛形成擴散燃燒?？刂蒲趿吭?%-6%之間，嚴(yán)禁缺氧燃燒。加強燃燒調(diào)整，避免大起大落，幅度太大。嚴(yán)格控制升溫升壓速度，防止出現(xiàn)兩側(cè)煙氣溫度偏差。

1.12 防止超負(fù)荷運行

超負(fù)荷運行會引起結(jié)焦。對于裕量較大的風(fēng)機來說，超負(fù)荷時就要較大幅度調(diào)大風(fēng)量，提高送引風(fēng)和二次風(fēng)風(fēng)速及煙速，增加過?？諝饬俊＿@種強化燃燒的結(jié)果使火焰偏高，煙氣里攜帶大量熔融狀態(tài)的煤粒煤灰粘結(jié)在爐膛出口捕渣管上，此處平均溫度很快高于灰熔點，形成結(jié)焦。例如，本市某廠一臺鍋爐，在燃用一種結(jié)焦性較強的煤種時，由于鍋爐負(fù)荷不同而引起燃燒工況及熱效率的變化。防止超負(fù)荷運行要從給煤量、給水量、送引風(fēng)量和控制調(diào)整燃燒工況來進行。

1.13 加強制粉系統(tǒng)檢查，防止噴燃器結(jié)焦運行

（1）正常巡回檢查中，一定要注意檢查燃燒器區(qū)及粉管閘板門前、后溫度，發(fā)現(xiàn)異常，及時匯報，進行處理。

（2）磨煤機正常運行中，DCS CRT一定要注意監(jiān)視各粉管風(fēng)壓，并注意其變化趨勢。發(fā)現(xiàn)異常，要立即就地檢查并實測燃燒器溫度。若溫度偏高，應(yīng)立即停運并進行吹掃。若燃燒器就地溫度正常，其它參數(shù)也無異常變化，應(yīng)聯(lián)系熱控檢查粉管壓力測點。

（3）磨煤機正常停運（包括正常減負(fù)荷停單側(cè)）后，運行人員要就地檢查分離器出口擋板、旋風(fēng)子煤粉出口擋板、伐氣出口擋板在關(guān)閉位置

（4）磨煤機停運后，其相應(yīng)的二次風(fēng)控制擋板應(yīng)保持5-10%的開度以保證對狹縫式噴燃器的冷卻，防止噴燃器燒壞。

1.14 除灰運行防止鍋爐堵渣的技術(shù)措施

經(jīng)常檢查輸渣皮帶的運行情況，發(fā)現(xiàn)運行皮帶上無渣時，應(yīng)立即匯報值長。

確保渣斗水位正常，嚴(yán)防因渣斗缺水造成的結(jié)大焦現(xiàn)象。

運行中加強巡回檢查，發(fā)現(xiàn)渣斗漏水等缺陷，及時聯(lián)系檢修處理。

每2小時觀察爐膛底部灰斗落渣情況。發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即匯報值長，采取措施。嚴(yán)防跨大焦。結(jié)焦情況嚴(yán)重時每半小時觀察一次。

煤質(zhì)特差，灰份較大時適當(dāng)調(diào)整撈渣機速度。

聯(lián)系檢修定期進行碎渣機、撈渣機的維護工作

2 在檢修方面

2.1 改進爐膛結(jié)構(gòu)

改進爐膛結(jié)構(gòu)的目的是要控制爐膛容積大小和煙溫，防止結(jié)焦通常要將爐膛出口煙溫控制在煤灰變形溫度t1以下50～100℃，最好在900～1000℃。要控制爐膛出口煙溫，就要選取適當(dāng)?shù)臓t排熱負(fù)荷和爐膛熱負(fù)荷。

爐膛容積熱負(fù)荷的高低還取決于爐膛內(nèi)水冷壁布置的多少。水冷壁太少，爐膛容積熱負(fù)荷過高，就會嚴(yán)重結(jié)焦。特別是爐膛出口的捕渣管不要布置得太密，否則容易掛渣堵死。

降低爐膛熱負(fù)荷和煙溫的措施是改進爐膛結(jié)構(gòu)，爐膛兩側(cè)增加水冷壁或防焦聯(lián)箱；以及煤粉爐適當(dāng)加高爐膛，增大爐膛容積，改進燃燒器噴粉角度等。

2.2 堵漏風(fēng)

爐膛漏風(fēng)，破壞了正常燃燒工況，造成火焰的充滿度和攪拌混合情況惡化，火焰中心升高或偏斜，會加速結(jié)焦的形成。解決的辦法是減少漏風(fēng)量，使?fàn)t膛出口負(fù)壓不致過大(鏈條爐為10～15Pa，煤粉爐為15～30Pa）。鍋爐各部位的漏風(fēng)系數(shù)應(yīng)控制在：爐膛0.1，爐排 0.15，過熱器0.05，省煤器 0.1，空氣預(yù)熱器0.1，除塵器0.05。

3 機組正常運行中的組織協(xié)調(diào)

燃料及輔機煤化驗應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行煤樣化驗，并且及時將化驗結(jié)果送交給值長，使運行人員做到心中有數(shù)，便于及時調(diào)整燃燒；

值長要及時將機組運行狀況交代給除灰運行，包括機組負(fù)荷、磨煤機運行臺數(shù)、煤質(zhì)等，使灰運掌握工況，以便根據(jù)實際情況除渣。

燃料值班人員認(rèn)真執(zhí)行配煤規(guī)定，要保證配煤的比例適中，避免煤種的大幅度變化。摸索摻配經(jīng)驗，值長做好調(diào)度和協(xié)調(diào)。

值班員要及時了解煤種的變化情況，嚴(yán)格監(jiān)視磨煤機和給煤機流量的運行情況，每1小時觀察一次鍋爐下部著火和結(jié)焦情況（爐底落渣多少、焦的熔融狀態(tài)），針對煤種的變化進行燃燒調(diào)整。

加強入爐煤的監(jiān)督和化驗，化驗員每班不少于兩次的取樣化驗，并將化驗結(jié)果發(fā)送到值長和機組長微機上，以便作為集控人員調(diào)整燃燒的依據(jù)。

要有高崗位人員（副值以上）每兩小時對爐內(nèi)燃燒和結(jié)焦情況進行檢查，特別是噴燃器處，發(fā)現(xiàn)有結(jié)焦情況要及時調(diào)整和清理，避免結(jié)焦加劇。

4 結(jié)束語

總之，鍋爐的結(jié)焦事故的是可以預(yù)防的，同時運行中尚應(yīng)認(rèn)真調(diào)整好煤量、風(fēng)量，嚴(yán)格控制各運行參數(shù)，只要查出原因，對癥下藥，就可以預(yù)防以后事故的發(fā)生，如此，鍋爐結(jié)焦是可以避免的，鍋爐的安全運行就可以得到保證。

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