淺談鍋爐結(jié)焦原因危害以及預(yù)防措施

張漆璽

摘 要：隨著發(fā)電機組的容量不斷增加，鍋爐容量和參數(shù)也不斷升高，鍋爐受熱面單位熱強度也逐漸提高，但鍋爐在運行過程中出現(xiàn)的受熱面結(jié)焦對鍋爐整體效率的影響，也顯得比較突出。鍋爐一旦出現(xiàn)結(jié)焦，就會導致其受熱面?zhèn)鳠嶙枇哟?，受熱面的傳熱也會因此惡化，導致煤耗加大，鍋爐經(jīng)濟性下降，甚至出現(xiàn)煙氣通道被堵塞的情況，導致鍋爐安全運行受到影響，嚴重時會發(fā)生設(shè)備損壞、人身傷害事故。所以本文主要對鍋爐結(jié)焦原因危害以及預(yù)防措施進行了探討。

關(guān)鍵詞：鍋爐；結(jié)焦；原因；危害；預(yù)防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.023

0 引言

煤是發(fā)電站鍋爐中常用的燃料，由于煤燃燒后形成含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物質(zhì)，且這些物質(zhì)大多數(shù)在鍋爐運行的過程中會以各種形式在受熱表面聚集，導致受熱面出現(xiàn)結(jié)焦的情況。這就使得鍋爐的受熱面?zhèn)鳠岬男阅芙档?，所以我們必須對其原因和危害進行分析，并采取針對性的預(yù)防措施，確保其安全高效的運行。

1 鍋爐結(jié)焦的基本原理概述

當前，火電站主要以煤粉爐為主，在煤燃燒過程中，其火焰的中心溫度是1600℃±100℃。煤燃燒后形成的灰在這樣的高溫下，就會熔化成液態(tài)，至少呈現(xiàn)出軟化的狀態(tài)。加上水冷壁吸熱，使得燃燒火焰的中心往外，且與水冷壁越接近時，其溫度也就越低。然而由于溫度快速的下降，使得灰就會由液變固。此時若灰為軟化狀態(tài)，當期與受熱面接觸時，就會由于冷卻而在受熱面粘結(jié)，即結(jié)焦。

2 火電站鍋爐結(jié)焦原因的分析

上述我們對火電站鍋爐結(jié)焦的基本原理有了一個基本的認識，為了更好地加強對其的處理，就必須對火電站鍋爐結(jié)焦的原因進行分析。常見的原因主要有以下幾個方面：

（1）燃燒不充分。之所以燃燒不充分，主要是因為煤在燃燒中缺乏足夠的空氣供應(yīng)。而煤灰屬于多成分化合物，其成分較為復雜，在同種煤質(zhì)下的煤渣，由于所在的煙氣和氣體介質(zhì)不同，其化學成分也會發(fā)生變化，而一旦成分改變，那么灰熔點也會因此改變。

（2）風門調(diào)節(jié)不當。因為鍋爐的一次風門和二次風門在調(diào)節(jié)時不到位，導致鍋爐運行時的配風方式難以滿足實際需要，進而導致其通風不良的情況出現(xiàn)，出現(xiàn)結(jié)焦的情況。

（3）機械故障。部分機械在出現(xiàn)故障之后，也可能出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦的情況。例如磨煤機和給煤機，一旦出現(xiàn)故障，煤粉的細度與粒度分布以及煤粉過粗或者過細而導致結(jié)焦的情況出現(xiàn)。此外，鍋爐在長時間高負荷運行之后，其結(jié)焦和積灰就會因為鍋爐負荷和煙氣溫度加大而增加。

（4）設(shè)計安裝問題。因為鍋爐自身的設(shè)計問題和安裝檢修質(zhì)量不到位，也可能出現(xiàn)結(jié)焦的情況。因為其不僅取決于煤灰的性質(zhì)，更與鍋爐的設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式以及受熱面布置有著緊密的關(guān)聯(lián)。

（5）煤質(zhì)問題。在鍋爐運行中，由于煤質(zhì)問題的存在，同樣會導致結(jié)焦的情況出現(xiàn)。若煤質(zhì)差，其發(fā)熱量就會較低，那么就會威脅到鍋爐的安全運行。而煤質(zhì)好，發(fā)熱量就會越大，當超過設(shè)計值時，爐膛的溫度和出口煙的溫度就會快速升高，導致煤灰被熔融和軟化，進而出現(xiàn)鍋爐結(jié)渣的情況。

3 鍋爐受熱面結(jié)焦帶來的危害分析

當鍋爐受熱面結(jié)焦之后其將帶來諸多危害，必須引起我們的重視。一是熱效率會降低，同時耗電量增加，鍋爐的通風阻力也會加大。二是鍋爐系統(tǒng)的熱損失會加大，因為一旦水冷壁結(jié)焦，就會導致蒸發(fā)量下降，同時爐膛出口的溫度也會上升，導致排煙熱損失較大，而蒸汽出口的溫度會上升，同時管壁的溫度也會加大，導致通風阻力加大，導致出力受到限制。三是影響整個鍋爐安全高效的運行，尤其在結(jié)焦后，不僅溫度升高，而且還會形成局部過熱，甚至導致鍋爐爆管。

4 預(yù)防措施

（1）要有合適的煤粉細度。煤粉過粗，燃燒時間和燃燒距離增長，煤粉由于在慣性的作用下，使得爐膛的受熱面被直接沖刷，加上粗煤粉在燃燒的溫度遠比煙氣的溫度高，所以其熔化的比例也就較高，進而出現(xiàn)結(jié)焦。而煤粉過細，又會導致能耗高，使得制粉性能下降，爐膛出口的煙氣溫度較高，進而出現(xiàn)結(jié)焦的情況。所以必須對煤粉的細度進行嚴格的控制。

（2）將一次風速適當?shù)奶嵘?。這樣做的目的主要是為了減緩和減少燃燒器周邊的結(jié)焦情況。這是因為將一次風速適當?shù)奶嵘?，能將煤粉著火的時間適當?shù)耐七t，點火器與燃燒器的距離更遠，且火焰高溫區(qū)處于爐膛中心，有效的預(yù)防在噴口附近出現(xiàn)結(jié)焦的情況。此外，這樣做還能加大一次風射流的剛性，將因為射流側(cè)的靜壓形成的偏轉(zhuǎn)減少，尤其的能預(yù)防因一次風氣流對避免進行直接沖刷，有效的避免出現(xiàn)結(jié)焦的情況。

（3）適當?shù)囊欢物L配比。根據(jù)煤種的不同，制定合適的一二次風量配比。在調(diào)節(jié)一次風時，主要是確?；鹧娴拈L度適中，而對二次風的調(diào)節(jié)，主要是確保供氧量充足，進而確保煤粉的燃燒更加充分。并根據(jù)煤種的品質(zhì)，調(diào)整一次風溫，改變煤粉氣流著火距離，燃用煙煤時，由于揮發(fā)分高，適當降低一次風溫，使揮發(fā)分溢出減慢，增加一次風風量，煤粉氣流運動速度增快，延長煤粉著火距離。

（4）嚴防火焰中心出現(xiàn)偏斜與貼邊的情況。當灰渣與爐壁相撞時，如果仍處于熔化或者軟化的狀態(tài)，就會在爐壁上粘附而結(jié)焦。所以需要確保燃燒中心適中，預(yù)防火焰中心出現(xiàn)偏斜與貼邊的情況。

（5）配風均勻。在對燃燒器進行配風時，應(yīng)盡可能地確保其均勻，才能避免燃燒空氣不足的情況出現(xiàn)，確保爐內(nèi)的火焰中心不偏斜。

（6）對爐膛出口溫度進行合理的優(yōu)化和完善。一般而言，這一溫度在1200℃到1400℃時，最具有技術(shù)性和經(jīng)濟性。但是這主要是基于理論的視角來分析，所以為了預(yù)防在對流受熱面出現(xiàn)結(jié)焦的情況，應(yīng)嚴格控制爐膛出口的問題，并在鍋爐的爐膛出口設(shè)置屏式受熱面。

（7）確保燃料與空氣充分接觸。這主要是為了預(yù)防水冷壁周邊生成還原性的環(huán)境，避免局部出現(xiàn)嚴重的結(jié)焦情況。所以必須確保一次風和二次風在位置和風量以及風速上進行合理的設(shè)計，才能確保燃料和空氣得到充分的接觸。特別需要提出的是，若爐內(nèi)煙氣含量在3%以下時，因為局部出現(xiàn)缺氧的情況，將導致CO的含量快速的增加，從而導致水冷壁局部掛焦。

5 結(jié)語

綜上所述，鍋爐結(jié)焦的原因較多，帶來的危害也不容忽視。所以我們必須切實加強對其原因的分析，并采取針對性的措施，切實加強對其的優(yōu)化和完善，盡可能地減少結(jié)焦的情況出現(xiàn)，確保其安全高效的運行。

參考文獻：

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