（華能福州電廠，福建福州市，350200）

1 引言

華能福州電廠幾臺鍋爐設(shè)計煤種低位熱值均為22 410kJ/kg晉煤。隨著煤碳市場的供需變化，煤炭價格居高不下，為確保電廠利潤最大化；燒用非設(shè)計的經(jīng)濟煤種是電廠生存的必要條件。但隨著華能福州電廠燃燒煤種多樣性、復(fù)雜化，也帶來了鍋爐嚴(yán)重結(jié)焦，甚至多次出現(xiàn)需要停爐除焦的情況。因此，防止鍋爐結(jié)焦是確保鍋爐安全運行的重要任務(wù)。

2 鍋爐結(jié)焦的原因分析

2.1 爐膛內(nèi)部溫度的影響

爐膛內(nèi)燃料燃燒時的燃燒溫度越高，飛灰就越容易燃燒達到完全處于軟化的燃燒狀態(tài)或完全處于熔融的燃燒狀態(tài)，就越容易導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)焦。

2.2 氧量控制的影響

由于氧量控制操作不當(dāng)，造成送風(fēng)、引風(fēng)量太大。較大的氧量會強化燃燒，爐溫超過煤灰粘結(jié)的溫度時，可能會形成鍋爐高溫結(jié)焦。

2.3 煤質(zhì)的影響

鍋爐結(jié)焦的主要內(nèi)因受燃煤灰質(zhì)的組成成分和熔化溫度的影響。煤在鍋爐燃燒時，其灰分的熔融變形特性溫度用變形溫度、軟化溫度和熔化溫度數(shù)值來表示，軟化溫度的高低是作為判斷電廠鍋爐是否容易結(jié)焦的主要依據(jù)和指標(biāo)。

2.4 鍋爐爐膛容積熱負荷溫度的影響

鍋爐爐膛容積熱負荷、燃燒器出口區(qū)域熱負荷、爐膛幾何尺寸對于鍋爐的結(jié)焦程度都有直接的影響。鍋爐爐膛容積熱負荷溫度設(shè)計值的正確選取直接影響鍋爐燃燒器出口的溫度和爐膛內(nèi)溫度，特別是對于熔點較低的燃料和煤種，選取較大的爐膛容積和截面積是優(yōu)先選擇的方案。否則，爐膛上部及爐膛的受熱面就容易結(jié)焦。

2.5 爐膛內(nèi)空氣動力場影響

爐膛內(nèi)空氣動力場組織是否得當(dāng)，對于控制結(jié)焦具有重要作用。

2.6 燃煤成份中鉀、鈉等堿金屬含量的影響

在燃煤中鉀、鈉鹽是易熱揮發(fā)物質(zhì)，高溫下（大約800～1 000℃）鈉鹽揮發(fā)后，容易凝結(jié)在受熱面形成具有粘結(jié)性的沉積。鍋爐負荷越大、爐膛出口溫度越高、堿金屬氧化物的含量也就越大，積灰就越嚴(yán)重。

2.7 煤粉顆粒的影響

在離心力的強大作用下，煤粉中的粗顆粒在爐內(nèi)切圓燃燒時從煤粉氣流中分離出來，與爐內(nèi)水冷壁發(fā)生劇烈沖撞，由于煤粉顆粒相對較粗，燃燒的持續(xù)時間增長，沒有完全燃燒的粗顆粒煤粉在爐內(nèi)水冷壁衛(wèi)燃燒帶上繼續(xù)燃燒，造成爐內(nèi)結(jié)焦。

3 鍋爐結(jié)焦的危害

3.1 結(jié)焦影響鍋爐安全和正常運行

結(jié)焦會使鍋爐出力降低；嚴(yán)重時可能會造成被迫停爐；結(jié)焦還會縮短鍋爐的正常使用壽命；由于鍋爐的結(jié)焦基本都是不均勻的，因此鍋爐水冷壁的結(jié)渣可能會對自然循環(huán)鍋爐水循環(huán)安全性以及強制循環(huán)鍋爐水冷壁的熱偏差均勻性帶來不利的影響。

3.2 結(jié)焦影響機組鍋爐的經(jīng)濟運行

鍋爐的結(jié)焦通常會引起鍋爐過熱蒸汽溫度的升高，造成鍋爐過熱器、再熱器減溫水量的增大。會使鍋爐受熱面的換熱能力大大減弱（鍋爐傳熱系數(shù)的降低）；鍋爐排煙溫度上升，排煙熱損失增大，鍋爐的效率降低；引風(fēng)機電流增大，風(fēng)機耗電率增加。

3.3 結(jié)焦容易形成大塊灰渣

由于大塊灰渣掉落后容易使撈渣機、鋼帶排渣機、碎渣機發(fā)生運輸困難，有時會造成過載而跳閘，嚴(yán)重時還會使得渣溝、渣管發(fā)生堵塞，損壞排渣設(shè)備，被迫降低機組負荷，甚至停爐。

3.4 結(jié)焦可能導(dǎo)致水冷壁冷灰斗被砸壞

大塊渣由于重力作用從上部落下，可能導(dǎo)致水冷壁冷灰斗被砸壞。大塊渣在機組低負荷掉落時會造成燃燒不穩(wěn)，甚至鍋爐滅火。

3.5 結(jié)焦會引起鍋爐滅火

由于鍋爐的大焦塊掉在了撈渣機后，瞬間使撈渣機產(chǎn)生大量的水蒸汽，破壞了撈渣機的水封，使?fàn)t底漏入大量的冷風(fēng)，造成爐內(nèi)燃燒嚴(yán)重惡化，使得爐膛負壓產(chǎn)生大幅度劇烈波動而引起鍋爐滅火。

3.6 結(jié)焦造成停爐

結(jié)焦嚴(yán)重時，只有被迫停爐進行人工清焦，甚至要運用爆破等手段進行炸焦。

3.7 結(jié)焦導(dǎo)致鍋爐爆管

結(jié)焦容易導(dǎo)致鍋爐受熱面受熱不均，產(chǎn)生熱偏差而容易發(fā)生鍋爐過熱爆管。同時煤中鉀、鈉這些堿金屬與二氧化硫、三氧化硫化學(xué)作用，生成堿金屬的硫酸鹽等堿金屬復(fù)合物，融化或半融化的這些堿金屬硫酸鹽等復(fù)合物會與鍋爐受熱面發(fā)生強烈的氧化反應(yīng)，使鍋爐受熱面壁厚逐漸減薄，導(dǎo)致鍋爐爆管。

4 防范措施

4.1 加強配煤工作

精細化配煤，運行人員熟知加倉情況，化驗新煤種成分，試燒新煤種，合理摻燒堿金屬氧化物含量高煤種。

4.2 磨煤機定期切換

如果機組連續(xù)滿負荷運行，定期進行磨煤機切換，對爐膛進行較大擾動，改變火焰中心。

4.3 負荷擾動

利用系統(tǒng)負荷低谷時間，對各臺機組輪流進行升降負荷的擾動。將機組負荷降至80%額定出力以下再升上去。并做好詳細的擾動情況記錄（包括時間、負荷量），以便給下一班做參考。負荷擾動期間，應(yīng)注意監(jiān)視爐膛負壓，檢查爐底的排渣情況。

4.4 適當(dāng)提高吹灰頻度

鍋爐吹灰時，運行人員加強對爐底渣的監(jiān)視，觀查爐底渣情況，發(fā)現(xiàn)爐底有黑色"乳焦"出現(xiàn)，加強鍋爐看火孔處的觀察，同時進行燃燒調(diào)整，適當(dāng)提高氧量加強吹灰，并做好機組負荷擾動工作，同時匯報相關(guān)人員做好加倉調(diào)整工作。

4.5 保持鍋爐出口氧量不低于優(yōu)化氧量控制值運行

通過提高爐膛-風(fēng)箱差壓、層二次風(fēng)母管風(fēng)壓、調(diào)整層二次風(fēng)檔板開度以及適當(dāng)開大燃盡風(fēng)檔板開度等，使得運行氧量不低于對應(yīng)負荷下的優(yōu)化氧量，避免缺氧燃燒，否則，應(yīng)降低機組負荷，防止?fàn)t膛缺氧燃燒。

4.6 一氧化碳（CO）的控制

嚴(yán)密監(jiān)視控制一氧化碳（CO）的值。正常運行中，爐內(nèi)CO目標(biāo)值一般按均值在200mg/Nm3以內(nèi)控制。

4.7 調(diào)整煤粉細度R90

煤粉細度R90 的主要調(diào)節(jié)方法是調(diào)整磨煤機的一次風(fēng)量、一次風(fēng)壓和調(diào)節(jié)分離器轉(zhuǎn)速。一次風(fēng)量越小，分離器轉(zhuǎn)速越大，煤粉細度就大，煤粉就越細。

4.8 加強對爐底灰渣系統(tǒng)的運行監(jiān)視

運行中發(fā)現(xiàn)撈渣機（鋼帶機）的渣量偏少或沒有渣時，加強吹灰和看火孔檢查，立即匯報，組織人員查找原因并采取措施。對于撈渣機（鋼帶機）不正常停運1 小時以上再次重新起動運行時，要加強對看火孔的檢查確認(rèn)，觀察冷灰斗渣口的情況以防止渣口搭橋堵塞。

4.9 定期觀察檢查爐膛看火孔

一旦發(fā)現(xiàn)撈渣機（鋼帶機）的渣量變少、大塊渣增多、掉下的渣塊成圓形、爐底的渣塊很黑、空預(yù)器入口煙溫或減溫水量變化較大時，認(rèn)真全面地分析，通過鍋爐本體的各層看火孔，對前屏處結(jié)渣、冷灰斗渣口的焦量情況進行觀察檢查，及時采取各種燃燒調(diào)整措施進行處理。

4.10 采用鍋爐除焦劑

采用加入鍋爐除焦劑，一方面阻止結(jié)焦的形成，另一方面，能附吸在爐壁上并滲入焦層，使結(jié)焦逐漸疏松脫落，保證了鍋爐的安全經(jīng)濟運行。

4.11 定期進行爐膛結(jié)焦情況檢查

停爐時，組織人員進行爐膛結(jié)焦情況進行專項檢查，做到“逢停必檢”，針對受熱面、燃燒器結(jié)焦情況，制定針對性的措施。

5 結(jié)束語

鍋爐結(jié)焦的原因很多，帶來的危害也很嚴(yán)重。我們要加強鍋爐結(jié)焦原因的分析，并采取針對性的措施。華能福州電廠通過不斷總結(jié)完善預(yù)防措施，極大減少了鍋爐結(jié)焦事件，消除了鍋爐結(jié)焦造成的機組“非?！?、“降出力”事件，取得了喜人的成績，保證了機組安全高效運行。