淺談防止鍋爐結(jié)焦運(yùn)行控制措施

馮 磊

福建省鴻山熱電有限責(zé)任公司,福建 石獅 362712

當(dāng)前國內(nèi)發(fā)電企業(yè)仍以燃煤的火電為主，而鍋爐在燃燒過程中，受熱面經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度結(jié)焦問題，造成傳熱熱阻增加，排煙損失增加，嚴(yán)重結(jié)焦會造成機(jī)組被迫停運(yùn)，使機(jī)組效率降低，可用率降低，嚴(yán)重威脅著機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文針對福建省鴻山熱電有限責(zé)任公司（以下簡稱鴻山熱電廠）的實(shí)際運(yùn)行狀況，全面分析鍋爐結(jié)焦的主要原因，并進(jìn)行深入分析，通過有效的控制應(yīng)對措施，對同類鍋爐的安全運(yùn)行具有較好的參考價值。

1 設(shè)備概況

該鍋爐型號為HG-1962/25.4-YM3。鍋爐燃燒方式為前、后墻各3層（每層各有5只）對沖燃燒。在燃燒器上方布置1層燃燼風(fēng)，其中前、后墻各5只，兩側(cè)墻各3只，共16只燃燼風(fēng)口，用來補(bǔ)充燃燒后期所需要的空氣，同時實(shí)現(xiàn)分級燃燒，降低爐內(nèi)平均溫度，減少 NOx的生成[1]。

2 鍋爐結(jié)焦原因分析

（1）煤質(zhì)因素。軟化溫度的高低是判別煤灰是否易結(jié)焦的重要指標(biāo)，煤的灰熔點(diǎn)低于1100℃，則這種煤非常容易結(jié)成焦塊。本研究中設(shè)計(jì)煤種為神華煙煤，其軟化溫度為1150℃，也是易結(jié)焦煤種。

（2）安裝偏離設(shè)計(jì)因素的影響。鍋爐容積及鍋爐長期超負(fù)荷運(yùn)行，造成爐膛局部熱負(fù)荷偏高；爐膛受熱面管壁布置不當(dāng)，水冷壁管距間安裝偏離設(shè)計(jì)值，造成吸熱不均；爐膛左右側(cè)熱負(fù)荷偏差大，出口煙溫偏離設(shè)計(jì)值過高；爐膛燃用中火焰中心過高等因素，都可能鍋爐結(jié)焦可能因素，如鴻山熱電廠兩臺機(jī)組鍋爐同型號，但運(yùn)行中1號機(jī)組明顯較2號機(jī)組更能適應(yīng)低灰熔點(diǎn)煤質(zhì)。

（3）燃燒調(diào)整不當(dāng)影響因素。 爐溫超過燃煤灰熔點(diǎn)溫度時，會造成高溫結(jié)焦。如果配風(fēng)不當(dāng)，煤燃燒不完全，會降低灰熔點(diǎn)(300～350℃)，雖然爐膛出口煙溫低于燃煤的軟化溫度，但仍會造成結(jié)焦的可能。

（4）清焦不及時。渣倉積渣、看火孔積焦、鍋爐受熱面結(jié)焦等未及時清理均有可能造成鍋爐大面積結(jié)焦。

（5）爐膛配風(fēng)不合理或火焰中心偏斜貼壁。燃燒器損壞、一次風(fēng)粉速度過低、燃料風(fēng)開度過?。▌傂圆蛔悖?、空氣動力場不合格等因素易造成煤粉氣流刷墻結(jié)焦。

（6）鍋爐長時間高負(fù)荷或過負(fù)荷運(yùn)行。

（7）制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式不合理，或鍋爐燃燒配風(fēng)調(diào)整不當(dāng)，造成爐內(nèi)局部熱負(fù)荷過高。磨煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)控制超規(guī)范，如出口溫度過高、一次風(fēng)率過低、分離器轉(zhuǎn)速過高造成煤粉調(diào)整過細(xì)使著火點(diǎn)提前，造成噴燃器口結(jié)焦。

（8）鍋爐運(yùn)行中送風(fēng)量偏低，氧量設(shè)置過低，造成鍋爐低氧運(yùn)行而產(chǎn)生結(jié)焦。

（9）鍋爐吹灰器長期不能正常投入，短吹影響水冷壁，而長吹主要影響屏過，大量掛焦將嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行。

（10）磨煤機(jī)出口風(fēng)粉溫度偏低。使火焰中心上移，造成爐膛出口處及其后部的受熱面結(jié)渣。

3 鍋爐結(jié)焦主要現(xiàn)象

（1）鍋爐水冷壁局部、燃燒器周圍、冷灰斗等處有焦渣聚集。

（2）鍋爐煤水比降低，鍋爐效率降低，鍋爐管壁溫度局部超溫，鍋爐出口溫度、過熱器、再熱器出口或沿程蒸汽溫度出現(xiàn)明顯偏差，一、二級過熱器減溫水調(diào)門不正常升高或降低。

（3）燃燒器結(jié)焦嚴(yán)重時，易造成燃燒不穩(wěn)定或掉焦時負(fù)壓波動，爐膛出現(xiàn)明顯熱負(fù)荷不均，各受熱面金屬溫度偏差增大。

（4）鍋爐排渣量增大，掉大焦等，底渣出現(xiàn)較多的大塊渣極易造成撈渣系統(tǒng)卡澀，同時有可能造成渣斗堵渣。

4 防止鍋爐結(jié)焦控制措施

（1）各值長每班應(yīng)安排專人按防止鍋爐結(jié)焦檢查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行兩次檢查，發(fā)現(xiàn)積灰、結(jié)焦現(xiàn)象應(yīng)及時清理，如無法清理，匯報值長組織人員清理。

（2）加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行中參數(shù)的分析。運(yùn)行人員應(yīng)定期檢查鍋爐的結(jié)渣情況，尤其在燃用低熔點(diǎn)煤質(zhì)期間，應(yīng)加強(qiáng)檢查次數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有明顯結(jié)渣情況時，應(yīng)及時向鍋爐專業(yè)工程師匯報處理。應(yīng)經(jīng)常分析鍋爐運(yùn)行參數(shù)，重點(diǎn)分析排煙溫度，減溫水量的變化，分析過熱器、再熱器管壁溫度變化情況。對比歷史曲線發(fā)現(xiàn)鍋爐在相同負(fù)荷工況下，若減溫水量異常變大和過熱器、再熱器管壁超溫等情況發(fā)生，應(yīng)適當(dāng)降低鍋爐負(fù)荷運(yùn)行，并加強(qiáng)鍋爐吹灰。

（3）鍋爐有結(jié)焦現(xiàn)象時，應(yīng)及時聯(lián)系燃料專業(yè)人員調(diào)整配煤方式，降低鍋爐結(jié)焦可能性。

（4）無特殊情況時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行鍋爐吹灰規(guī)定，不得擅自更改吹灰順序，保證鍋爐受熱面清潔；同時應(yīng)根據(jù)鍋爐的掉焦、結(jié)焦情況和爐膛出口煙溫變化，及時調(diào)整吹灰的方式和吹灰器投運(yùn)數(shù)量和頻率。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)再熱器兩側(cè)氣溫出現(xiàn)明顯偏差時，除調(diào)整鍋爐燃燒外，應(yīng)增加過熱器和再熱器吹灰器投運(yùn)數(shù)量。運(yùn)行人員也可以結(jié)合鍋爐負(fù)荷情況，增減吹灰器的投入數(shù)量。

（5）運(yùn)行中應(yīng)特別加強(qiáng)對制粉系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視和分析，保證磨煤機(jī)的出口溫度、一次風(fēng)量和煤粉細(xì)度在正常范圍內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)燃燒器口附近結(jié)焦，應(yīng)適當(dāng)降低磨煤機(jī)分離器轉(zhuǎn)速，降低煤粉細(xì)度、降低出口溫度、適當(dāng)增加一次風(fēng)率或者適當(dāng)降低對應(yīng)的磨煤機(jī)出力，將其出力轉(zhuǎn)移，推遲燃燒器著火點(diǎn)。

（6）加強(qiáng)爐膛二次風(fēng)風(fēng)箱差壓的控制調(diào)整。二次風(fēng)可控制燃燒器的旋流強(qiáng)度，而風(fēng)箱差壓可以直接反映，它對CO濃度和控制貼壁氧量有重要影響。運(yùn)行中應(yīng)適度降低爐膛風(fēng)箱壓差，從而控制爐膛四周貼壁的CO濃度，減少還原性氣氛的生產(chǎn)，對減輕結(jié)渣非常有利。

（7）控制合適的煤粉細(xì)度。調(diào)整煤粉細(xì)度可有效地控制噴燃器口的著火點(diǎn)，如提升煤粉系統(tǒng)能有效地縮短火焰行程，控制火焰中心高度，降低爐膛出口煙溫，使?fàn)t膛內(nèi)主燃區(qū)燃燒增強(qiáng)，從而降低燃燼區(qū)的火焰強(qiáng)度，對抑制燃燼區(qū)的還原性氣氛有利，減少分隔屏和部位結(jié)渣傾向。

（8）合理調(diào)整制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式，在保證鍋爐燃燒安全的前提下盡量分散對稱投運(yùn)。避免鍋爐局部熱負(fù)荷偏高，造成爐膛內(nèi)管壁局部高溫腐蝕或出現(xiàn)結(jié)焦的可能。同時應(yīng)努力調(diào)整制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式，盡量燃用下層磨煤機(jī)，盡可能地降低爐膛出口溫度。

（9）如果燃燒區(qū)域結(jié)焦，通過看火孔是否因一次風(fēng)粉剛性不足，煤粉流刷墻所致，可適當(dāng)提高一次風(fēng)速及二次風(fēng)電動調(diào)節(jié)擋板開度，避免火焰刷墻結(jié)焦。

（10）鍋爐有結(jié)焦現(xiàn)象時，應(yīng)及時調(diào)整燃燒方式。適當(dāng)增加總風(fēng)量提高氧量運(yùn)行，抑制還原性氣氛的產(chǎn)生（省煤器出口含氧量在450～600 MW，可提高至4.5%～5.5%）；提高一次風(fēng)率推遲著火點(diǎn)位置，防止燃燒器和爐膛結(jié)渣（但不能太高否則易造成脫火或沖墻，建議單臺磨最大風(fēng)量不大于105 t/h）。

（11）根據(jù)電網(wǎng)要求采取變負(fù)荷運(yùn)行有利于控制掉渣，但升降負(fù)荷過程不宜太快，以免大面積掉渣導(dǎo)致渣倉堵死。

（12）鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重時，應(yīng)及時加強(qiáng)鍋爐煙道吹灰，可適當(dāng)降低風(fēng)箱與爐膛差壓，適當(dāng)降低燃盡風(fēng)量并增加整體爐膛的過量空氣系數(shù)運(yùn)行。

（13）如果渣倉渣量較多時，應(yīng)通知除灰專業(yè)人員，利用爐底渣系統(tǒng)的關(guān)斷門進(jìn)行擠壓，并組織人員清焦，經(jīng)采取措施無效后，應(yīng)申請降低鍋爐負(fù)荷。

（14）如底渣系統(tǒng)故障在50 min內(nèi)無法處理好時，應(yīng)匯報生產(chǎn)副廠長并申請降負(fù)荷處理，組織人員進(jìn)行撈渣；如果底渣系統(tǒng)故障運(yùn)行中無法處理時，應(yīng)申請停爐處理；底渣系統(tǒng)故障處理過程若積渣滿至渣倉上部入孔門處，應(yīng)經(jīng)主管生產(chǎn)副總經(jīng)理批準(zhǔn)后申請停爐處理。

（15）除上述措施外，鍋爐運(yùn)行中可使用除焦劑對緩解鍋爐結(jié)焦、防止鍋爐掉大焦起到較好的效果。在鍋爐結(jié)焦情況明顯時，應(yīng)視情況添加除焦劑。

5 防止鍋爐結(jié)焦檢查項(xiàng)目

（1）確認(rèn)鍋爐各受熱面及爐墻情況是否正常，保溫完好，各受熱面壁溫正常。

（2）檢查鍋爐各看火孔、入孔門確已關(guān)好，減少漏風(fēng)對燃燒的影響。

（3）逐個打開爐各看火孔檢查煤粉燃燒情況，火焰是否有偏斜、沖刷水冷壁，回火、卷吸、著火是否正常（注意正火面與背火面燃燒情況）。

（4）逐個檢查各噴燃器口結(jié)焦情況，并應(yīng)及時清理。

（5）通過CRT顯示器畫面判斷火檢、煤檢是否正常，有無焦擋住。

（6）檢查就地火焰觀察孔是否有結(jié)焦。

（7）檢查爐底干渣機(jī)系統(tǒng)是否運(yùn)行正常。

（8）檢查撈渣機(jī)內(nèi)出渣情況，看是否有大塊的焦塊。

（9）定期檢查相同負(fù)荷下的分離器出口溫度及燃料情況，可以輔助判定水冷壁是否有結(jié)焦發(fā)生，升、降負(fù)荷工況應(yīng)到撈渣機(jī)處理檢查是否有掉焦。

6 結(jié)語

結(jié)焦直接影響著鍋爐機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，是當(dāng)前火電廠普遍存在的難題。因此，保證鍋爐運(yùn)行中受熱面清潔，通過對鍋爐運(yùn)行中參數(shù)的不斷分析，總結(jié)出合理有效的運(yùn)行控制措施，控制并解決鍋爐結(jié)焦的產(chǎn)生，將能有效地保證火電廠生產(chǎn)成本，對鍋爐長期安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要意義。