李　貴（廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司，廣州惠州　056363）

結(jié)合平海廠鍋爐結(jié)焦情況淺析結(jié)焦的危害、原因及預防措施

李貴
（廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司，廣州惠州056363）

鍋爐結(jié)焦是目前電廠鍋爐非常普遍的一種異常情況，它不但影響了鍋爐的效率，和廠用電率，而且還有可能造成鍋爐大面積爆管或者嚴重堵焦，造成被迫停爐事故。所以鍋爐結(jié)焦給鍋爐的安全穩(wěn)定運行帶來了極大的安全隱患?，F(xiàn)結(jié)合平海電廠鍋爐結(jié)焦的實際情況，對鍋爐結(jié)焦的原因、危害以及需要采取的一些預防措施加以分析和說明。

鍋爐結(jié)焦預防措施

1　平海廠鍋爐概況

平海電廠鍋爐型號為SG-3093/27.46-M533，型式：Π型布置、單爐膛、一次中間再熱、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、八角雙切圓燃燒方式、平衡通風、機械干式排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)露天布置、采用帶BCP 泵的內(nèi)置式啟動分離系統(tǒng)、三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預熱器、采用正壓冷一次風直吹式制粉系統(tǒng)、超超臨界參數(shù)變壓直流鍋爐。燃燒方式采用低 NOx 同軸燃燒系統(tǒng)（LNCFS）。通過分析煤粉燃燒時NOx的生成機理，低NOx煤粉燃燒系統(tǒng)設計的主要任務是減少揮發(fā)份氮轉(zhuǎn)化成NOx，其主要方法是建立早期著火和使用控制氧量的燃料/空氣分段燃燒技術(shù)。鍋爐設計煤種為內(nèi)蒙準格爾煤與印尼煤的1：1混煤，校核煤種為印尼煤。

2　平海廠鍋爐運行結(jié)焦情況

平海廠投產(chǎn)后的一段時間，一直燃用神華煤，灰熔點溫度較低，約為1150℃左右，另外由于機組負荷較高，通過爐膛觀火情況及排渣檢查情況判斷，鍋爐已出現(xiàn)輕度結(jié)焦現(xiàn)象。近期平海廠一直燃用煤種為內(nèi)蒙伊泰4，由于白天長時間高負荷運行，晚上機組調(diào)峰降負荷時，出現(xiàn)掉焦現(xiàn)象，而且焦塊比較大，導致在干排渣上側(cè)的擠壓頭處出現(xiàn)搭橋，所有的焦渣堵在擠壓頭出無法從干渣機排出。擠壓頭對爐焦進行擠壓時，由于渣量過大，導致干排渣系統(tǒng)跳閘。最后只能通過檢修人員人工將爐渣一點一點的從排渣系統(tǒng)的觀察孔出排出。本次鍋爐結(jié)焦并出現(xiàn)搭橋堵焦事件，險些造成鍋爐被迫停運事故。

3　鍋爐結(jié)焦特性分型

3.1鍋爐結(jié)焦的危害

（1）鍋爐結(jié)焦會影響受熱面的換熱效果，從而引起汽溫升高甚至超限，導致減溫水用量過大，甚至會導致受熱面爆破；鍋爐結(jié)焦還會引起鍋爐排煙溫度升高，排煙損失增大，鍋爐效率降低。

（2）若結(jié)焦嚴重熔合成大的焦塊，因重力從上部落下，低負荷時可能會使燃燒不穩(wěn)定造成滅火，也可能會砸壞冷灰斗水冷壁，造成被迫停爐事故。

（3）鍋爐結(jié)焦后，為保持鍋爐的正常運行，在增加燃料量的同時必須相應的加大風量，這就使送、引風機負荷增加，從而增加廠用電。

（4）鍋爐部分水冷壁結(jié)焦時，水冷壁受熱不均勻，會使水冷壁產(chǎn)生熱偏差，可能導致水冷壁破壞。

（5）結(jié)焦易成灰渣大塊，使干渣機運輸困難，還可能會導致過載跳閘，嚴重時會堵焦堵，被迫降負荷甚至停爐。

3.2影響鍋爐結(jié)焦的因素

（1）鍋爐燃用煤種的煤質(zhì)特性是影響鍋爐結(jié)焦的一個很重要因素。煤在燃燒時，其灰分熔融特性分為變形、軟化和熔化三個階段，軟化溫度的高低是判斷煤灰是否容易結(jié)焦的主要指標。灰的成分不同，其熔點也不同：煤中的硫化鐵、氧化亞鐵、氧化鉀和氧化鈉含量大時，灰熔點低，就容易結(jié)焦；煤中的氧化硅、氧化鉀和氧化鋁含量大時，灰熔點高，就不易結(jié)焦。煤的灰熔點一般在1250～1500℃（高于鍋爐爐膛受熱面的設計溫度），而有些煤的灰熔點低于1100℃，燃用這種低灰熔點的煤則非常容易結(jié)焦。

（2）鍋爐燃燒時的含氧量。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)就會產(chǎn)生像CO這樣的還原性氣體，而這樣的還原性氣體會使煤的灰熔點降低，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，其灰熔點約為1060℃。

（3）鍋爐負荷及爐膛的出口溫度。鍋爐過負荷運行也會容易引起結(jié)焦，對于裕量較大的風組來說，鍋爐過負荷運行時就會相應提高總風量，提高二次風速及煙氣流速，增加過?？諝饬?，這種強化燃燒的狀況就會使火焰中心繼續(xù)上移，爐膛溫度繼續(xù)上升并很快高于煤粉的灰熔點，形成結(jié)焦。

（4）燃燒器故障或配風不合理，燃燒器火焰偏斜。隨著煤粉在燃燒器口被點燃，同時也會被一次風以很高的風速帶到爐膛中去。如果火焰發(fā)生偏斜，燃燒的煤粉顆粒將會對附近水冷壁形成沖刷，使部分處于燃燒中的粉煤顆粒附著到水冷壁上，在高溫環(huán)境下長時間地沖刷及附著從而造成水冷壁結(jié)焦。

（5）制粉系統(tǒng)的調(diào)整不當。煤粉的細度和一次風速也是影響鍋爐結(jié)焦的一大因素。煤粉越粗，火炬拖長，粗粉因慣性作用會直接沖刷受熱面。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。一次風速如果控制較低時，一次風剛性不足，著火點離燃燒器會很近且溫度較高，可能會使燃燒器噴口處形成結(jié)焦。

3.3防止鍋爐結(jié)焦的措施

（1）根據(jù)燃料上煤情況，保證煤質(zhì)穩(wěn)定，當煤質(zhì)發(fā)生變化，應加強配煤，進行煤質(zhì)分析，避免燃燒低熔點煤，盡量使然煤接近或達到鍋爐設計允許變化范圍。

（2）優(yōu)化制粉系統(tǒng)運行方式，合理控制煤粉細度和一次風速。通過調(diào)整磨煤機旋轉(zhuǎn)分離器，保證煤粉細度在合理控制范圍。避免煤粉過粗，形成結(jié)焦，但又考慮到制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟運行不能使煤粉過細。適當提高一次風速可推遲煤粉的著火，可使著火點離燃燒器更遠，火焰高溫區(qū)也相應推移到爐膛中心，可以避免噴口附加結(jié)焦。提高一次風速還可以增加一次風射流的剛性，減少由于射流兩側(cè)靜壓作用而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)，避免一次風直接沖刷壁面而產(chǎn)生結(jié)焦。

（3）避免鍋爐過負荷運行，控制爐膛出口溫度。嚴格控制鍋爐負荷在額定負荷范圍內(nèi)，避免過負荷運行。如鍋爐長期高負荷運行或短時過負荷運行，注意監(jiān)視鍋爐的結(jié)焦情況，及時發(fā)現(xiàn)及時進行相應調(diào)整。

（4）鍋爐高負荷運行時，調(diào)整二次風量，保證鍋爐富氧燃燒，避免生成還原性氣體，導致鍋爐結(jié)焦。

（5）合理控制二次風，適當開大燃燒器周界風，保證燃燒器配風合理，均勻。避免火焰發(fā)生偏斜，同時也避免燃燒區(qū)域局部出現(xiàn)過多的還原性氣體或燃燒器火嘴燒壞。高負荷時適當減小燃燒器上部燃盡風風量，同時適當增加燃燒器的周界風和上下層二次風，為避免二次風剛性不足導致著火提前。

（6）吹灰是鍋爐除焦的有效手段，在鍋爐高負荷運行時，根據(jù)鍋爐運行情況和結(jié)焦情況，對鍋爐各個受熱面進行吹灰，并且保證吹灰壓力和吹灰溫度在正常范圍內(nèi)。

總之，鍋爐結(jié)焦是煤粉鍋爐非常常見的一種情況，它給鍋爐的安全運行帶來了很大的隱患。我們只有在鍋爐不過負荷運行，保證煤質(zhì)的前提下，不斷優(yōu)化調(diào)整，并且加強監(jiān)視，才能從根本上避免結(jié)焦給鍋爐帶來的安全隱患。