電廠鍋爐結(jié)焦原因與預(yù)防性措施探討

陳洪

（國(guó)能（泉州）熱電有限公司，福建 泉州 362800）

1 鍋爐結(jié)焦的危害

1.1 可對(duì)鍋爐正常運(yùn)行造成影響

鍋爐結(jié)焦后會(huì)使鍋爐內(nèi)部的過熱器、再熱氣處煙氣溫度升高，進(jìn)而使管壁溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)溫度，導(dǎo)致鍋爐正常運(yùn)行造成影響。同時(shí)，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，管壁溫度長(zhǎng)期高于設(shè)計(jì)溫度容易引發(fā)爆管事故，使得電廠受到巨大經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)鍋爐爐膛出現(xiàn)局部結(jié)焦情況時(shí)，結(jié)焦部位的水冷壁吸熱量降低，使得鍋爐水循環(huán)的熱偏差、安全性受到影響，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致水冷壁爆管。若鍋爐爐膛出現(xiàn)大面積掉焦現(xiàn)象時(shí)，極有可能對(duì)水冷壁、除渣設(shè)備造成損傷，且焦塊落入撈渣就會(huì)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽會(huì)對(duì)撈渣機(jī)的水封造成破壞，導(dǎo)致大量冷風(fēng)從爐底滲入鍋爐內(nèi)部，使燃燒器區(qū)域火焰著火狀況惡化，爐膛負(fù)壓產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的波動(dòng)，進(jìn)而引起鍋爐滅火。

1.2 可使鍋爐出力降低

水冷壁結(jié)焦會(huì)使蒸發(fā)量降低，鍋爐出口煙的溫度、過熱器溫度、再熱器溫度升高。在此情況下，為使鍋爐正常運(yùn)行，相應(yīng)的減溫水用量會(huì)增大，進(jìn)而對(duì)鍋爐的出力造成不良影響。此外，鍋爐出口煙溫升高后會(huì)增加鍋爐排煙損失、引風(fēng)機(jī)電耗，可對(duì)鍋爐運(yùn)行效率造成影響，進(jìn)而降低電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

2 鍋爐結(jié)焦的原因

2.1 煤質(zhì)原因

電廠鍋爐使用的燃料為煤，而煤的質(zhì)量存在較大差異，如果相關(guān)工作人員不小心采用了質(zhì)量較差的煤，將會(huì)使電廠鍋爐結(jié)焦。比如，電廠購(gòu)入含有大量堿性氧化物的煤粉時(shí)，會(huì)使鍋爐產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。因?yàn)槊悍廴紵c其灰分成分密切相關(guān)，含有大量堿性氧化物的煤粉灰熔點(diǎn)較低，所以容易結(jié)焦。而電廠購(gòu)入含有大量氧化硅、鋁的煤粉時(shí)，就不太容易結(jié)焦。因?yàn)楹写罅垦趸琛X的煤粉灰熔點(diǎn)較高。又如，電廠購(gòu)入濃度較高的煤粉時(shí)，會(huì)使燃燒器出口的熱負(fù)荷增加，如果煤粉與爐墻的距離較近，便會(huì)使?fàn)t墻附近產(chǎn)生還原性氣氛，進(jìn)而使鍋爐結(jié)焦。再如，電廠購(gòu)入煤粒較粗的煤粉時(shí)，也很容易使鍋爐結(jié)焦。具體而言，粗煤粒通過燃燒器后極易脫離主流，所以處于燃燒狀態(tài)的粉粒及灰粒容易撞上水冷壁管，進(jìn)而使鍋爐結(jié)焦。

2.2 爐膛內(nèi)溫度

通過研究發(fā)現(xiàn)，燃燒器區(qū)域溫度與鍋爐結(jié)焦息息相關(guān)。當(dāng)燃燒器區(qū)域溫度越高時(shí)，灰就越容易軟化、熔融，鍋爐結(jié)焦就越有可能出現(xiàn)。具體而言，在一般爐膛溫度下，某些灰熔點(diǎn)中等的煤并不會(huì)結(jié)焦，但熱負(fù)荷集中于燃燒器區(qū)域壁面且火焰溫度較高時(shí)，灰熔點(diǎn)中等的煤有可能結(jié)焦。因?yàn)闋t膛內(nèi)溫度升高時(shí)，煤中含有的容易揮發(fā)的物質(zhì)就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的氣化反應(yīng)。比如，當(dāng)爐膛出口溫度較高時(shí)，極易使?fàn)t膛上部因屏式受熱面、高溫產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。又如，當(dāng)爐膛出口煙溫不均勻時(shí)，會(huì)使溫度較高的部分結(jié)渣。

2.3 人為因素

鍋爐結(jié)焦也會(huì)受到人為因素影響。比如，因人為因素造成的高溫結(jié)焦。

（1）在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)未考慮實(shí)際情況，導(dǎo)致爐膛容積太小，使其在使用過程中超負(fù)荷運(yùn)行，出現(xiàn)了鍋爐結(jié)焦。（2）工作人員在安裝時(shí)未考慮輻射受熱面情況、水冷管間距情況，導(dǎo)致吸熱量超出標(biāo)準(zhǔn)，電廠為不影響正常運(yùn)行直接進(jìn)行使用，進(jìn)而形成高溫結(jié)焦。（3）工作人員并未按照規(guī)范操作，使得送引風(fēng)量過大，進(jìn)行了強(qiáng)化燃燒，鍋爐溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了煤灰黏結(jié)溫度，所以鍋爐出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。（4）當(dāng)火咀安裝角度不對(duì)時(shí)，鍋爐內(nèi)部的空氣動(dòng)力工況不良，所以會(huì)出現(xiàn)燃燒切圓過大火燃燒中心偏離的現(xiàn)象，使得高溫?zé)煔庖槐橛忠槐榈貨_刷水冷壁面，使得熔渣在未凝固之前就接觸水冷壁面，進(jìn)而形成結(jié)焦。又如，因人為因素造成的低溫結(jié)焦：當(dāng)配風(fēng)不當(dāng)時(shí)，煤是無法完全燃燒的，此時(shí)，不僅會(huì)產(chǎn)生大量的一氧化碳、氫氣，還會(huì)使三氧化二鐵還原為氧化鐵，使灰熔點(diǎn)降低，進(jìn)而出現(xiàn)低溫結(jié)焦。

2.4 風(fēng)壓

風(fēng)壓也是造成鍋爐結(jié)焦的重要原因。具體而言，風(fēng)壓、風(fēng)量不平衡時(shí)會(huì)使鍋爐內(nèi)部燃燒情況惡化。比如，會(huì)在噴口形成回流卷吸高溫?zé)煔猓沟蔑L(fēng)粉無法有效混合、攪拌，煙氣對(duì)其相鄰的兩側(cè)墻不斷沖刷，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)焦。

3 鍋爐結(jié)焦預(yù)防性措施

3.1 重視燃煤管理

燃煤管理是電廠購(gòu)入高質(zhì)煤的前提，是工作人員合理燃燒煤的基礎(chǔ)。因此，要想預(yù)防鍋爐結(jié)焦，電廠就需將燃煤管理重視起來。具體而言，電廠可從以下三個(gè)方面入手：（1）燃煤采購(gòu)。煤質(zhì)不達(dá)標(biāo)是鍋爐結(jié)焦的根本原因，因此，電廠在購(gòu)入燃煤時(shí)需嚴(yán)格把關(guān)，根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)煤種特性進(jìn)行采購(gòu)。當(dāng)燃煤與要求不符時(shí)，采購(gòu)人員需盡可能選擇成分穩(wěn)定且含灰、含石量少的煤。如此，才可避免因煤質(zhì)不好而造成的鍋爐結(jié)焦。（2）入廠煤管理。購(gòu)入燃煤后，電廠需做好管理工作，將煤礦點(diǎn)、煤種當(dāng)作依據(jù)，按照優(yōu)、劣標(biāo)準(zhǔn)原則進(jìn)行燃煤堆放。此外，在燃煤入廠之前，相關(guān)人員要進(jìn)行嚴(yán)格檢查、化驗(yàn)，將與電廠鍋爐燃燒要求不符的燃煤拒收。（3）合理?yè)綗?。?yōu)質(zhì)煤、標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量較少，如果在鍋爐燃燒時(shí)只考慮煤質(zhì)，將會(huì)出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，電廠經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)受到影響。因此，相關(guān)工作人員需基于煤種特性按照鍋爐需求進(jìn)行合理?yè)綗?。不過，鑒于多數(shù)工作人員對(duì)煤的特性了解不夠，無法進(jìn)行合理搭配，所以電廠需成立培訓(xùn)部門，對(duì)煤粉特性進(jìn)行講解，

使工作人員能對(duì)各種煤進(jìn)行科學(xué)搭配。此外，電廠還需對(duì)入爐煤進(jìn)行化驗(yàn)，給工作人員調(diào)整配比及上煤方式提供依據(jù)。

3.2 確定煤粉細(xì)度

煤粉對(duì)于鍋爐結(jié)焦而言十分重要，所以在進(jìn)行煤粉燃燒前，工作人員需對(duì)煤粉細(xì)度進(jìn)行確定，使煤粉能夠在鍋爐中充分燃燒。此外，在對(duì)煤粉細(xì)度進(jìn)行選擇時(shí)，要將多樣化因素考慮到，如煤粉能否穩(wěn)定燃燒、爐膛及爐膛口受熱后是否會(huì)出現(xiàn)受熱面結(jié)焦等。

3.3 降低爐膛熱負(fù)荷

在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，提高鍋爐運(yùn)行熱效率可將同負(fù)荷燃料量降低，可使?fàn)t膛熱負(fù)荷降低。在此情況下，燃料停留在鍋爐內(nèi)的時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)，燃料的燃燒也會(huì)較為完全。而這可將鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象減少。此外，工作人員需使給水在較高溫度下運(yùn)行，借助其降低燃料的入爐量。

3.4 禁止長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行

鍋爐長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)造成氣溫超限，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。因此，電廠需要盡可能禁止長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行。具體而言，工作人員需要定期對(duì)磨煤機(jī)風(fēng)壓情況進(jìn)行觀察、記錄，并基于其變化趨勢(shì)采取相應(yīng)措施。比如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況的時(shí)候，工作人員需要即刻對(duì)風(fēng)管溫度進(jìn)行檢查、實(shí)測(cè)；當(dāng)溫度偏低的時(shí)候，工作人員要立刻停運(yùn)，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行吹掃工作；當(dāng)某一次風(fēng)管溫度呈現(xiàn)正常狀態(tài)，但是，其他參與沒有異常變化時(shí)，工作人員需要及時(shí)與熱控人員進(jìn)行聯(lián)系，對(duì)粉管測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢查。

3.5 保證合理的運(yùn)行氧量

鑒于鍋爐運(yùn)行氧量與結(jié)焦現(xiàn)象有著密切聯(lián)系，所以要想從根源上解決鍋爐結(jié)焦問題，電廠就需對(duì)鍋爐內(nèi)部的燃燒進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，對(duì)燃煤煤種進(jìn)行嚴(yán)格控制，并使鍋爐膛內(nèi)火焰均勻地分布，兩側(cè)的吸風(fēng)機(jī)、吹風(fēng)機(jī)出力應(yīng)該保持均勻，為煙風(fēng)不偏斜奠定基礎(chǔ)。

3.6 強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理

鍋爐結(jié)焦所帶來的危害并不是立即就能形成的，其是一個(gè)緩慢的過程，所以一旦發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)焦情況，相關(guān)工作人員就需進(jìn)行治理。如此，便可最大限度地減少結(jié)焦問題給鍋爐帶來的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可以看出，電廠是為我國(guó)提供電力供應(yīng)的主要企業(yè)，而鍋爐是電廠的主要設(shè)備，鍋爐結(jié)焦是電廠中較為常見的現(xiàn)象，且會(huì)給電廠帶來不良影響。因此，電廠可采取相應(yīng)的預(yù)防措施及時(shí)處理結(jié)焦減少結(jié)焦問題給鍋爐帶來的不良影響，如此方能使鍋爐效用最大限度地發(fā)揮出來，為電廠經(jīng)濟(jì)效益提高奠定良好的基礎(chǔ)。