鍋爐結(jié)焦原因分析及對(duì)策

張賢忠 王琰清

（海勃灣發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 烏海 016040）

1 機(jī)組存在的問(wèn)題

機(jī)組投產(chǎn)后，運(yùn)行良好，但到2010年6月以后，鍋爐結(jié)焦越來(lái)越嚴(yán)重，僅2010年10月份一個(gè)月內(nèi)，大的跨焦次數(shù)達(dá)9次，其中1次導(dǎo)致鍋爐熄火，8次導(dǎo)致?lián)圃鼨C(jī)卡死，需投助燃的小的垮焦幾乎每天都有。10月份1個(gè)月的助燃用油高達(dá)128t。

2 結(jié)焦原因分析

2.1 設(shè)計(jì)方面

(1)設(shè)計(jì)煤種與實(shí)際燃用煤種的特性參數(shù)相差較大。設(shè)計(jì)煤種的灰分為28.09%，而實(shí)際燃用煤種的灰分都在38%以上，有時(shí)高達(dá)42%。設(shè)計(jì)煤種的低位發(fā)熱量為22.24MJ/kg，而實(shí)際燃用煤種的低位發(fā)熱量?jī)H為17MJ/kg左右，因此，造成爐膛容積設(shè)計(jì)過(guò)小，爐膛熱負(fù)荷過(guò)高；輻射受熱面布置較少，水冷壁管間距過(guò)大，吸熱量??；爐膛出口煙氣溫度選得太高；爐膛出口流通截面狹窄，火焰中心位置太高。

2.2 燃燒調(diào)整方面

（1）燃燒中空氣量不足?？諝饬坎蛔?，就不易達(dá)到完全燃燒，產(chǎn)生一氧化碳及氫等還原性氣體，使灰中熔點(diǎn)較高的三氧化鐵還原成熔點(diǎn)很低的氧化鐵，大大降低了灰熔點(diǎn)，爐膛出口煙溫雖然低于煤灰的軟化溫度，但仍會(huì)形成劇烈的結(jié)焦。

（2）燃料與空氣混合不良。因?yàn)榛旌喜涣嫉臅r(shí)候，某些部分空氣多一些，則燃燒就完全；有的地方空氣少一些則燃燒就不完全，在煙氣溫度高的地方，管壁溫度高，未燃燼的煤粉灰粒一旦粘結(jié)在上面繼續(xù)燃燒，將形成灰粒的黏附，同時(shí)產(chǎn)生大量的CO，使灰熔點(diǎn)降低，導(dǎo)致結(jié)焦。

（3）燃料和空氣散布不均，造成火焰偏斜。在正常運(yùn)行中爐膛中心溫度應(yīng)該最高，由于火焰的偏斜將使最高火焰移到邊側(cè)，灰得不到足夠的冷卻，而灼熱的灰粒與水冷壁受熱面接觸的時(shí)候，就很快粘上去形成焦。燃料與空氣散布不均，往往是由于運(yùn)行調(diào)整不及時(shí)或調(diào)整不當(dāng)所致。

2.3 運(yùn)行管理方面

（1）吹灰打焦不及時(shí)。在鍋爐的某些受熱面上積灰后，受熱面變得粗糙，一有黏性的灰碰上去，就很容易附在上面。因?yàn)樗且粋€(gè)自動(dòng)加劇的過(guò)程，若不及時(shí)清焦，結(jié)焦加劇將會(huì)使鍋爐出力受到限制。

（2）煤粉細(xì)度不均勻。煤粉過(guò)細(xì)、過(guò)粗均可能引起結(jié)焦。對(duì)于直吹式制粉系統(tǒng)，當(dāng)磨煤機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，煤粉顆粒變粗，進(jìn)入鍋爐的煤粉燃燒不完全，且燃燒后的灰粒容易產(chǎn)生離析，撞擊爐膛受熱面而產(chǎn)生結(jié)焦。由于垮焦，使燃燒不穩(wěn)而投油助燃，火焰升高后可促進(jìn)灰熔融軟化。此外，由于煤油的燃燒速度不同，會(huì)造成煤粉和空氣在爐膛中分布不均勻，導(dǎo)致火焰偏斜，最高焰層邊移，燃燒后的水冷壁接觸時(shí)，粘結(jié)在上面而形成結(jié)焦。

（3）磨煤機(jī)運(yùn)行方式的影響。對(duì)于直吹式制粉系統(tǒng)，當(dāng)投入上層磨組，火焰中心抬高，爐膛出口溫度升高，會(huì)造成嚴(yán)重的結(jié)焦。

2.4 煤質(zhì)方面

（1）燃料質(zhì)量低劣。煤內(nèi)雜質(zhì)偏多、灰熔點(diǎn)低、灰分大，都容易產(chǎn)生結(jié)焦?；业娜刍瘻囟仍诤艽蟪潭壬鲜请S著化學(xué)成分的改變而改變的，特別是灰中的含鐵量和堿類的增加將使灰的熔點(diǎn)大大降低，當(dāng)煤含有較多硫化鐵的時(shí)候，結(jié)焦最為嚴(yán)重。

海電在投產(chǎn)初期，配套的大煤礦供應(yīng)充足。但由于近年來(lái)煤碳市場(chǎng)供應(yīng)緊張，賣方市場(chǎng)變?yōu)橘I方市場(chǎng)，煤源緊張，主要煤源為小窯煤，摻燒部分大礦煤，致使入廠煤的灰分極大。設(shè)計(jì)煤種的灰分為28.09%，而實(shí)際燃用煤種的灰分都在38%以上，有時(shí)高達(dá)42%，且煤中的石頭、矸石極多，更加大了結(jié)焦的嚴(yán)重性。

（2）煤質(zhì)發(fā)熱量過(guò)低。海電設(shè)計(jì)煤種的低位發(fā)熱量為22.24MJ/kg，而實(shí)際燃用煤種的低位發(fā)熱量?jī)H有17MJ/kg左右，這就使燃料消耗量大大增加，相應(yīng)的灰分也會(huì)大大增加，從而使結(jié)焦更為嚴(yán)重。

3 處理措施

3.1 加強(qiáng)燃料管理

（1）加強(qiáng)對(duì)入廠煤和入爐煤的檢驗(yàn)。要求燃料部試驗(yàn)室對(duì)入廠煤、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)入爐煤的煤質(zhì)及時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，使其不至偏離設(shè)計(jì)煤種太多。

（2）制訂《關(guān)于燃煤摻燒的有關(guān)規(guī)定》，要求對(duì)入爐煤進(jìn)行搭配摻燒，以降低入爐煤的平均灰分；根據(jù)入爐煤情況，及時(shí)聯(lián)系輸煤進(jìn)行配煤，保護(hù)入爐煤質(zhì)量要求。

3.2 加強(qiáng)運(yùn)行管理

(1)制訂《關(guān)于吹灰的管理規(guī)定》并嚴(yán)格執(zhí)行，增加了吹灰次數(shù)，尤其是爐膛，從每天吹灰1次增加到每天吹灰4次。

（2）制訂了《防止結(jié)焦的措施》并嚴(yán)格執(zhí)行。

3.3 加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整

（1）降低爐膛出口煙溫。通過(guò)調(diào)整爐內(nèi)燃燒和減少爐內(nèi)熱強(qiáng)度，將爐膛出口的煙溫控制在比灰分的軟化溫度低50～100℃規(guī)定范圍內(nèi)。

1）合理使用一、二次風(fēng)。風(fēng)粉混合均勻，燃燒既快又完全，爐膛出口煙氣溫度就會(huì)下降。二次風(fēng)小，燃燒就不容易完全，同時(shí)火焰中心會(huì)偏高；一次風(fēng)量太大，火焰中心上移，而有的火嘴還直射后墻，引起嚴(yán)重的結(jié)焦。在爐膛內(nèi)一、二次風(fēng)風(fēng)速相同或相似時(shí)候，風(fēng)粉能得到良好的攪拌、燃燒。

2）減少爐膛熱負(fù)荷。盡一切可能來(lái)提高鍋爐效率，在同樣的負(fù)荷下燃用的燃料就少，停留的時(shí)間就長(zhǎng)一些，燃燒就比較完全。別外，將給水維持在較高的溫度下，減少?gòu)腻仩t抽出較多的飽和蒸汽量；不允許鍋爐有較大的過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象，避免劇烈地增加和減少負(fù)荷。

3）加速燃煤在爐膛入口處著火。如果著火提前了，燃料在爐膛內(nèi)燃燒的時(shí)間就相應(yīng)的延長(zhǎng)，這樣就能降低爐膛出口的煙氣溫度。

（2）保持適當(dāng)?shù)倪^(guò)?？諝饬?。揮發(fā)分大于20%的煤其過(guò)?？諝庀禂?shù)保持1.20～1.25%，揮發(fā)分小于20%的煤保持1.25～1.30.折合成氣量大約為3～4%。

（3）保持爐膛內(nèi)火焰的均勻分布和磨煤機(jī)運(yùn)行方式合理。兩側(cè)吸、送風(fēng)機(jī)出力應(yīng)均勻，不使煙風(fēng)偏斜；盡可能運(yùn)行下層四臺(tái)磨組，使得火焰中心降低。

（4）保持合適的煤粉細(xì)度和均勻度?，F(xiàn)煤粉細(xì)度一般保持在R90=16～17%,而依照設(shè)計(jì)要求為R90=18～22%，但煤種發(fā)生變化，煤粉細(xì)度應(yīng)做出相應(yīng)調(diào)整，以保證完全燃燒。

（5）加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視。運(yùn)行中，可根據(jù)儀表指示和實(shí)際觀察來(lái)判斷是否結(jié)焦。爐膛結(jié)焦后，煤粉消耗量增加，爐膛出口煙溫升高，過(guò)熱氣溫升高且減溫水量增大，鍋爐排煙溫度升高。爐膛出口結(jié)焦時(shí)，爐膛的負(fù)壓值還會(huì)減小，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)正壓。此時(shí)應(yīng)及時(shí)除焦，防止結(jié)焦的加劇。另外，運(yùn)行中要保證能及時(shí)吹灰。

（6）利用降負(fù)荷的方法。保持最低負(fù)荷20～30min，可使?fàn)t膛溫度降低，焦塊冷卻而自行掉下來(lái)。但此法對(duì)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)影響較大，盡量不采用。

4 結(jié)論

從根本上解決鍋爐結(jié)焦問(wèn)題，關(guān)鍵是要適應(yīng)煤種變化，對(duì)爐內(nèi)燃燒進(jìn)行合理調(diào)整，嚴(yán)格控制燃煤煤種，防止偏離設(shè)計(jì)煤種過(guò)多，改善爐膛吹灰，跟蹤爐內(nèi)結(jié)焦情況，讓結(jié)焦消失在萌芽狀態(tài)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行觀察，結(jié)焦嚴(yán)重的問(wèn)題基本解決，2010年12月份全月垮焦只有3次，均未投油助燃，撈渣機(jī)未被卡死過(guò)。

[1]岑可法.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2003.

[2]范從振.鍋爐原理[M].北京.中國(guó)電力出版社.1986.