鍋爐落煤口結(jié)焦問題原因和處理辦法研究

王宏星 劉玉東 喬方浩

（河南省煤氣（集團）有限責任公司義馬氣化廠 河南義馬 472300）

氣化廠2臺鍋爐屬于循壞硫化鍋爐，其運行中具有以下的優(yōu)點。①擁有煤潔凈燃燒發(fā)電的核心技術(shù)，能夠高效地運用灰渣進行循環(huán)利用。②它具有高環(huán)保性和高適應性，能夠燃燒多種形式的煤燃料。同時循環(huán)硫化鍋爐也具有較大的缺陷，即給煤系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定，給煤分布的不均勻。由此可知，鍋爐給煤系統(tǒng)的缺點是造成鍋爐運行問題的主要原因。

1 爐膛落煤口結(jié)焦具體原因分析

鍋爐結(jié)構(gòu)主要有布風裝置、爐膛、氣固分離器、回送裝置。其中鍋爐燃燒方式是次混煤進入爐膛內(nèi)以氣固流態(tài)方式燃燒。爐膛內(nèi)下部錐段具有大顆粒高濃度的燃料的區(qū)域為密相區(qū)，爐膛中部具有小顆粒和低溶度的氣固兩相流區(qū)為稀相區(qū)，稀相區(qū)通常位于爐膛的二次風碰口上。當上升氣流將一些稀相區(qū)的微小物料帶出爐膛時，會導致大部分的顆粒被氣固分離器收集下來，再次通過回送裝置回頭爐膛內(nèi)燃燒。最終，才會使小顆粒物體離開分離器，進入到排放裝置中，通過放熱或排氣使鍋爐形成一個燃燒發(fā)電的循環(huán)。

氣化廠鍋爐以爐后墻給煤方式進行燃料添加，流化床鍋爐單爐配備的2臺給煤機4根落煤管以57°傾斜度自流到鍋爐膛中進行燃燒發(fā)電。主要系統(tǒng)運行情況如圖1所示。

圖1 落煤口結(jié)焦示意圖

已知燃煤在爐前墻據(jù)布風板上1m左右的位置進入爐膛。當鍋爐正常運行時，鍋爐無傾斜角度，燃煤進入鍋爐的位置發(fā)生了改變，由原本1m左右處入爐轉(zhuǎn)變由爐內(nèi)物料密相區(qū)爐內(nèi)物料稀相區(qū)之間的臨界處入爐。所以當燃煤進入爐膛燃燒時，大多數(shù)大顆粒的次煤都直接落入熱床料區(qū)，進行混合燃燒。而體積小的次煤會流入爐膛口，被爐膛口的風阻擋，使其滯留在膛口。當爐膛內(nèi)進行燃燒時，膛口滯留的小顆粒煤也會受熱燃燒。對于煤炭燃燒程度而言，其燃燒時整體溫度不具有一致性，即燃燒中局部會產(chǎn)生高溫，局部保持常溫不變，而當高溫燃煤的溫度達到了煤整體軟化變形溫度時，就會產(chǎn)生高溫結(jié)焦?？傊霠t時由于個別因素停滯在爐口的小顆粒煤快速燃燒導致煤局部高溫結(jié)焦是落煤口結(jié)焦的主要原因。

2 落煤口結(jié)焦問題處理方法

通過對鍋爐落煤口結(jié)焦情況的觀察分析可以得知，減少小顆粒煤在爐口的停滯程度是減少落煤口結(jié)焦的最主要的措施。而減少煤的停滯程度最重要的方式是改造燃煤進入鍋爐的方式。主要改造方式如下：首先是改變原有自由落體式的落煤方式，改造為風口播散給煤的方式給鍋爐爐膛給料。風口播散給煤方式主要是通過對落煤管的根部開一個矩形孔，同時將壓力較強的風引入矩形孔，通過扁平鴨嘴狀的噴嘴傳播風使爐膛內(nèi)的燃煤能夠快速冷卻和均衡播散在整個爐膛中，主要設備如圖2所示。

圖2 改造后的給煤方式和相關設備

這一給煤方式的改造的主要原理如下所示：

（1）扁平鴨嘴狀噴射出的風能夠?qū)⑦M入爐膛內(nèi)小顆粒的燃煤吹散成停留在爐口扁平狀風膜；同時將其他的燃煤托起并均勻播散到爐膛內(nèi)，從而改善顆粒煤在爐口停滯問題；

（2）由于給煤口的風主要是為了冷卻燃煤所以風的溫度較低，所以給煤口的風進入爐膛內(nèi)可以有效地降低鍋爐入口的溫度，從而防止了原先燃煤局部溫度過高，阻斷了結(jié)焦的溫度條件。最終高效地避免落煤口結(jié)焦的問題。由此可知，改造的方式具有簡潔性，能夠有效地改變結(jié)焦現(xiàn)象。操作性較高。

同時，該鍋爐優(yōu)化了播煤風設備，帶來了以下改革：

（1）改變了播煤風的角度，促使其能夠進行到爐內(nèi)最適合的燃燒位置，進行充分燃燒。

（2）改變了播煤風的風量控制，促使其能按照燃料的大小調(diào)節(jié)風量。

（3）改變了上下播煤風的風量配比，使風能能夠在爐膛內(nèi)形成一個氣壓差，加大對煤炭的位置的控制。

3 落煤口結(jié)焦問題處理方法的優(yōu)勢

改革后的入煤方式投入到具體操作中，顯示強大的優(yōu)點。2臺鍋爐采用不同的給煤方式，形成了不一樣的工作強度和工作效益。

兩臺鍋爐，可以支持每臺機組正常運行可以產(chǎn)生12000kW的電量，創(chuàng)造25萬元的經(jīng)濟效益。采用改造后的給煤方式使得鍋爐能夠正常每天運行。工作人員每天的工作強度為8h。平均每個月為該單位節(jié)約了啟動鍋爐需用的凈煤氣2萬m3，采用的是價格2.1元/m3的凈煤氣，即共節(jié)約42000元，同時節(jié)約了啟動鍋爐的除鹽水130余t，即鍋爐在一個月內(nèi)順暢運行，一共節(jié)約了46000元。最終計算得出一共是節(jié)約了20余萬左右的經(jīng)濟?？傊?，改革后的入爐方式，在無形之中創(chuàng)造20余萬的經(jīng)濟效益，同時減緩了工作人員的工作強度。促使燃煤高效燃燒，在同等發(fā)電量中，節(jié)約使用次煤5t，節(jié)約了1萬元?？傊瑴p少停爐的次數(shù)，能夠彌補大量的經(jīng)濟損失。

改革使鍋爐燃煤進入鍋爐在入爐口處易造成結(jié)焦塊的現(xiàn)象徹底消失，并且有效地避免了工作人員清理堵塞問題時的停機問題，保障了工作人員處理堵塞時所產(chǎn)生的生命威脅。通過落煤管進行加裝播散風設備后，高效地提高了次煤的分布程度，提高煤炭的燃燒程度，實現(xiàn)了徹底燃燒，避免了大量灰渣的出現(xiàn)。提高了資源的有效利用，增加了工廠的經(jīng)濟效益。減少了工作人員對落煤管的清理工作，減少對落煤管的拆卸清洗，有效地提高了落煤管的使用壽命，同時降低了工作人員的勞動強度。由于改造方法采用的是加塞播散風設備，其操作起來相對簡單，不需要高設備和技術(shù)支持，前期投入少，方便推廣。

4 結(jié)束語

鍋爐給煤入爐方式的改革，有效地解決了入爐口結(jié)焦的問題，從根本上改變因為結(jié)焦所產(chǎn)生的人工損失，同時使結(jié)焦嚴重時停爐情況的徹底消失，減少了經(jīng)濟損失。從而保證了發(fā)電組發(fā)電的順暢和高效。總而言之，鍋爐落煤口的結(jié)焦問題的有效解決，提高了鍋爐設備運行的有序性和高效安全性，因而，可以在各個行業(yè)中存在同樣結(jié)焦問題的鍋爐上進行推廣使用，促進鍋爐運作的高效性。

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