淺析電廠鍋爐結焦問題原因

周森 劉賀玲

摘要：煤炭是電廠鍋爐的主要燃料，煤炭在燃燒的過程中會釋放很多的灰粒、硫和氮的氧化物和其他物質。在鍋爐運行過程中，有時這些物質會沉積在表面受熱從而造成表面的結焦。這種現(xiàn)象有很大的危害，它會損壞設備、甚至發(fā)生人身傷害事故，從而導致鍋爐運行的經(jīng)濟性降低，進而影響鍋爐的安全運行。本文對此問題的原因和危害進行了分析，并提出了科學合理的解決措施。

關鍵詞：電廠鍋爐結焦 產(chǎn)生原因 危害 解決措施

中圖分類號：TM6文獻標識碼： A 文章編號：

引言

中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和煤炭消費國，在中國的能源結構中，占主導地位的仍然是煤炭?；痣娨廊辉谥袊恼紦?jù)主要的電力供應，這種情況不會在短期內改變。煤炭具有特殊的品質，它在燃燒的過程中會釋放大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物質、這些物質容易沉積，進而造成結焦。鍋爐的結焦是電廠運行中較為常見的問題，也會工作人員急需解決的問題。然而解決鍋爐的結焦問題，必須找到它的成因，才能有的放矢，科學快速的解決問題。從而保證電廠經(jīng)濟有效地運行，保證資源的節(jié)約利用，保證人民的生命財產(chǎn)安全?？梢?，我們極其有必要對電廠鍋爐結焦問題進行探析。

一、 什么是鍋爐結焦及其分類

鍋爐結焦是電廠運行中十分常見的現(xiàn)象。煤炭在燃燒的過程中會釋放很多的灰粒、硫和氮的氧化物等物質。這些物質會隨著煙氣一起運動，飛到爐膛水冷壁被冷卻進而凝固，最后形成一層疏松的灰層?；覍幽Y粘附在煙氣沖刷的受熱面或爐墻上以及飛灰顆粒表面，最終導致電廠鍋爐結焦。

根據(jù)其結焦原因的分析，鍋爐結焦可以分為兩類，即高溫結焦和鍋爐積灰。鍋爐結渣指的是煤炭中的灰分受到爐膛燃燒火焰的極高的溫度變?yōu)橐后w，然后又在爐膛內水冷壁冷卻的作用下從液態(tài)狀態(tài)逐漸變?yōu)楣虘B(tài)粘結在受熱面上，就形成了結渣。鍋爐積灰指的是在鍋爐中煤炭不完全燃燒時，很多碳顆粒未燃盡，然后在吸收其他煙氣形成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽受冷凝結在受熱面管壁上形成水泥狀的堵灰。同時，硫酸蒸汽流到熱面管束時，也可能受到靜電或者摩擦阻力的影響，形成鍋爐積灰。

二、鍋爐結焦的原因

鍋爐結焦的原因有很多種，比如說爐膛內溫度高低、鍋爐爐膛結構、煤質特性等等。下面本文將一一進行探討。

（一）鍋爐爐膛溫度及其結構

一般來說，鍋爐爐膛的溫度越高，產(chǎn)導致結焦的機會就會越大。因為在高溫下，煤炭燃燒產(chǎn)生的飛灰就越容易從固體達到軟化狀態(tài)。同時，煤粉燃燒產(chǎn)生的易揮發(fā)的氣化，如硫和氮等也越強烈。這就會為鍋爐結焦創(chuàng)造前提。

鍋爐爐膛結構對鍋爐結焦也有很大的的影響。比如說，鍋爐鍋爐爐膛的尺寸、容積熱負荷、斷面熱負荷等，都會影響鍋爐的結焦。我們應當選用爐膛尺寸和截面積較大的鍋爐，因為這樣可以有效增加爐膛的吸熱量，使得煙氣的溫度不至于過高，這樣水冷壁就不容易結焦。對于鍋爐的選型設計選擇，應當選用較低的爐膛容積熱負荷，可以起到防止鍋爐結焦的作用。因為當鍋爐高負荷連續(xù)運行時，爐膛容積熱負荷增加，迅速升高的溫度，使的灰粒不容易冷卻，容易在吹灰器吹不到的區(qū)域產(chǎn)生積灰，當熔融的積灰粘結在上面時，會造成大面積的結渣。

（二）煤粉的特性

煤粉的特性對于結焦的影響是起主要作用的。煤粉在燃燒時的軟化溫度是煤灰是否容易結焦的主要指標。當煤粉中堿性氧化物含量大時，容易結焦；而當煤粉中氧化硅和氧化鋁含量比較大時，鍋爐就不容易結焦。同時煤粉不能過粗，煤粉過粗會導致燃燒中心的上移，更接近爐膛口，導致受熱面被煙氣直接沖刷。從而在爐膛口處容易出現(xiàn)結焦。反之，煤粉太過細的話，燃燒中心前移，噴燃器口附近容易結焦。因此應當選擇粗細合適的煤粉。

（三）灰分熔點

造成鍋爐結焦的本質原因在于，處于熔化或軟化狀態(tài)下的飛灰沉積在了受熱面之上。如果能夠降低飛灰的熔點就能有效解決鍋爐結焦的問題?；瘜W組成決定成分灰分的熔點。因此應當減少灰分中熔點較高的物質，增加熔點較低的物質。比如可以通過增加煤中FeS2的含量，就可以降低灰分的熔點。其次，可以增加CO2、H2等還原氣體，改變周圍的介質，還原灰分中的高價化合物，來降低灰分的熔點。最后，可以燃燒含灰濃度低的煤炭，也可以有效降低結渣。

三、鍋爐結焦的危害

鍋爐結焦危害很大主要表現(xiàn)在以下方面。

汽水管會因結焦會引起的過熱汽溫以及再熱汽溫而爆破。同時會降低鍋爐出力，造成被迫停爐的嚴重后果，降低鍋爐效率，增加引風機耗電量會，這些都會使設備的使用壽命大大縮短鍋爐。

結焦造成的大塊灰渣，存在運輸困難的問題。嚴重的時候，會過載導致跳閘，堵塞渣溝。有時這些大塊的灰渣會從鍋爐脫落，砸壞水冷壁。若水冷壁全面結焦，不得不停工進行人為清理。如果大塊灰渣掉在撈渣機，則撈渣機會因產(chǎn)生的大量水蒸汽受到破環(huán)，引起燃燒器附近嚴重的煤粉著火，進而造成鍋爐滅火。

四、結焦的防治措施

要解決鍋爐結焦的問題最重要的是做好結焦的防治，做好結焦的防治應當從電廠的各個環(huán)節(jié)做起。

（一）首先做好燃煤管理

燃煤管理包括采購、進場管理、摻燒等環(huán)節(jié)。

預防鍋爐結焦的第一步是燃煤采購。電廠在組織燃料采購時應嚴格把關煤種的質量，比如選擇灰分、灰熔點、水分等主要特性好的煤種。煤的成分比較穩(wěn)定、含灰量以及含石量要少。 對于燃煤的進場管理，應當嚴格把關入場煤的質量，杜絕不符合電廠鍋爐燃燒要求的劣質煤進場，維護鍋爐的有效運行。在摻燒這一環(huán)節(jié)，應當在充分了解各種煤的主要特性的基礎上，合理摻燒不同煤種。準確地記錄好各煤種的入爐化驗數(shù)據(jù)分析，防止鍋爐結焦的產(chǎn)生。

（二）做好燃燒工作

做好燃燒工作，首先冷態(tài)動力場要確保是沒有問題的。組織進行反復的檢查、調整。在線監(jiān)視對爐膛出口煙溫（或高溫受熱面管壁溫度）。保證爐內各角風量基本平衡、擋板位置最佳、配風方式合理。在運行過程中，調整好熱態(tài)運行的燃燒，合理調配各一次風和二次風的運行風門開度以及運行氧量。保證煤粉燃燒完全。確保、穩(wěn)定、安全的運行鍋爐。

確定煤粉粗細度

不同的煤粉混合摻燒，要合理確定煤粉的粗細度以及煤粉的塊大小粒以及均勻度。使煤粉充分燃燒，避免導致結焦的不良后果。在煤粉細度選擇的選擇過程中,應綜合考慮多種因素，比如煤粉是否能夠穩(wěn)燃、是否會出現(xiàn)爐膛及爐膛口受熱面結焦、不完全燃燒的機械損失、因制粉產(chǎn)生的電耗等。同時，如果煤質出現(xiàn)問題，比如煤的灰熔點比較低，可以通過配煤的渠道來解決這個問題。

（三）定期的檢查

輸渣皮帶的運行情況應經(jīng)常檢查，在發(fā)現(xiàn)運行皮帶上無渣的情況下，應立即匯報到上級。其次，渣斗缺水時會導致的結大焦現(xiàn)問題，因此渣斗的水位要確保正常。定期觀察爐膛底部灰斗落渣情況，及時聯(lián)系檢修處理。定期維護撈渣機，檢修碎渣機。在運行時因為燃燒的煤種發(fā)熱量較高，下層火咀的運行要盡可能的保持，火焰中心要盡可能的降低。防止過熱器處出現(xiàn)結焦的現(xiàn)象。加強監(jiān)視和調整爐膛負壓的，防止大焦塊導致滅火的事故。嚴格的監(jiān)視入口煙溫度的過高，嚴格控制，防止出現(xiàn)煙道受熱面的結焦。

五、結論

由于中國國情的原因，中國在未來的一段時間仍然會繼續(xù)使用以煤炭為主要燃料的火電廠。本文仔細分析了電廠鍋爐結焦的問題，提出了鍋爐燃燒應采用調整措施,為保證鍋爐安全運行提出了寶貴的的意見。為了防止出現(xiàn)鍋爐結焦的問題，我們應當弄清電廠鍋爐結焦問題產(chǎn)生的原因，嚴格執(zhí)行各項防焦技術措施，這樣才能有效地預防鍋爐出現(xiàn)結焦，優(yōu)化鍋爐運行的狀況，極大地提高鍋爐運行的科學性、安全性和以及經(jīng)濟性。

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