热力发电厂锅炉结焦的原因及防治对策

热力发电厂锅炉结焦的原因及防治对策

摘要：我国热力发电厂锅炉普遍存在一些不同程度的结焦现象，轻微结焦会降低锅炉出力，影响锅炉效率，严重结渣会导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。笔者根据工作实际，对锅炉结焦的原因及预防措施进行了相关的分析。

关键词：发电厂；结焦；煤质 1、前言

我国热力发电厂锅炉普遍存在一些不同程度的结焦现象，轻微结焦会降低锅炉出力，影响锅炉效率，严重结渣会导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。结焦是一个复杂的物理化学过程，从理论上讲，煤灰粒子在高达1500～1700℃的火焰中心温度区域内呈熔化或半熔化状态，一般情况下，当熔化状态的灰粒子在接近水冷壁和炉膛出口时应该能够得到必要的冷却而固化。当附着在受热面管壁上时，将会形成一层疏松的灰层，运行中通过吹灰很容易除掉，不会粘附在受热面上而形成结渣。而实际运行中，由于炉膛设计不良，运行调整不合理，设计煤种的偏离，或者超负荷运行，若灰渣粒在到达受热面前未得到足够冷却成为凝固状态，就容易粘附在受烟气火焰冲刷的受热面或炉墙上产生结焦。一旦结焦发生，由于焦层的热阻使得传热恶化，焦层表面因得不到充分冷却而温度很高，再加上焦层表面粗糙，炉内灰渣粒更容易粘附上去，进一步加剧结焦的发展。因此，对锅炉结焦的原因及预防措施进行研究对保证锅炉安全稳定的运行有重大的现实意义。

2、锅炉结焦的原因

（1）煤质因素的影响

煤质对电厂锅炉的结焦有着根本的影响，结焦的原因主要是受灰质的组成成分和熔化温度的影响，灰质的熔融温度越低、粘度越大，就越容易结焦。煤中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量大时，灰熔点低，就容易结焦；当煤粉中的氧化硅、氧化铝含量大时，灰熔点高，就不易结焦。煤的灰熔点一般在1250—1500℃，而有些煤的灰熔点则低于1100℃，燃用了这种煤非常容易结成焦块。煤粉细度对燃烧也有很大影响，煤粉细，使着火点提前，易在喷口处结焦；煤粉粗，着火推迟，火焰中心上移，炉膛出口温度提高，易在炉膛出口处结焦。但是，煤粉太细也会带来问题，一是电耗高，制粉出力受到影响，二是炉膛出口烟温升高，易引起结渣。

（2）结焦与设计、安装有关

炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、炉膛几何尺寸对锅炉结焦有直接关系。炉膛容积热负荷设计值的选取不但影响煤的燃烬，更重要的是影响炉膛出口温度和炉膛温度。如果炉膛出口烟气温度选得太高；炉膛出口流

通截面狭窄，火焰中心位置太高，而造成了炉膛容积热负荷过大，使炉膛温度过高，灰粒到达水冷壁面和炉膛出口时，不能得到足够的冷却，从而造成结焦。若燃烧器安装角度有偏斜、燃烧器本身存在缺陷，燃烧器切圆过大，煤粉气流发生偏斜擦墙，往往会导致锅炉严重结焦。

（3）结焦与运行调整有关

如果送引风量太大，进行强化燃烧，炉温超过煤灰粘结温度时，会形成高温结焦；若一次风压过低，风速过低，煤粉过细，着火早，二次风速过大，四角风量分配不均匀，四角燃烧器粉量不均匀等原因，均会引起煤粉气流擦墙结焦；空气量不足，使煤粉达不到完全燃烧，未完全燃烧造成烟气中一氧化碳增多，灰熔点就会显著降低，结焦加重；炉膛漏风、制粉系统漏风增大进入炉内的风量，降低燃烧室的温度水平，冷灰斗处漏风会抬高火焰中心，火焰拉长，导致炉膛出口烟温升高，容易引起结焦。

（4）吹灰不及时对锅炉结焦的影响

吹灰的目的是维持受热面的清洁，防止壁面污染和壁温升高，壁温升高和壁面污染使受热面接收熔渣。当炉膛受热面积灰过多时，如清理不及时，或发现结焦没有及时清除都会造成受热面壁温升高，从而使受热面产生结焦；另外受热面表面粗糙更易粘结不断沉积的灰粒,如果锅炉一次连续运行时间较长,则炉膛内结焦以及屏区过热器部位的煤焦会越积越多,渣量也将增加,一旦运行中落下大量的焦块,将造成锅炉燃烧不稳定,并给运行带来威胁。

3、防止锅炉结焦的技术措施

（1）保证合理的煤质

煤种问题是产生结渣的主要原因之一，因此要根据锅炉设计煤种进行燃煤的组织和选用，力争煤种的变化范围保持在设计允许的范围内。加强入炉煤的化验，通过合适的配煤技术，根据煤质挥发份、发热量、灰熔点进行合理配煤，尽量使配煤的燃烧性能、结焦性能与设计煤种基本一致，降低其结焦性和粘结性指标。当煤质发生变化，应加强配煤，使煤质达到锅炉设计允许变化范围内。另外保持合适的煤粉细度和煤的均匀度，煤粉过粗或煤粒不均会延迟燃烧过程，使炉膛出口烟温升高。所以煤粉细度的选择，应兼顾稳燃、炉膛及炉膛出口受热面是否结焦、机械不完全燃烧损失等因素综合考虑。

（2）合理配风

适当调整一、二次风的风速和比例，使炉内火焰中心温度和炉膛出口的热气温度不致过高．并保持适当的过剩空气系数．使燃烧充分、完全。适当提高一次风速，一方面可推迟煤粉着火，使着火点离燃烧器喷口更远，火焰高温区相应推移到炉膛中心，避免喷口附近结渣；另一方面，可以增加一次风射流的刚性，减少由射流两侧静压作用而产生的气流偏斜，避免一次风直接冲刷炉膛壁面而产生

结渣。

（3）控制炉内热负荷

控制炉内热负荷不要过高，在后夜负荷不紧张时应有计划周期性地降低锅炉负荷，以降低炉内温度水平，缓减结焦的生成并促使已粘结的焦渣落下。但负荷不应在结焦严重时降低过多，以防大量焦渣骤然落下，引起锅炉灭火，这就需要及时吹灰清焦，避免管内和锅内结垢，避免猛增和猛减负荷。

（4）坚持锅炉定期吹灰工作

锅炉运行人员应加强炉膛、过热器吹灰装置的日常维护，定期对受热面进行吹扫，保持受热面的清洁，防止灰渣大量积聚。建议在各吹灰器无内漏的情况下，每6h对炉膛水冷壁吹灰一次，而高过、高再及尾部烟道则应根据汽温情况每2-3天吹灰一次即可，但吹灰也不可过频，否则会使附近水冷壁经受高速气流冲击而壁面减薄引发泄漏事故。对于不易吹扫的较硬的结焦，应使用除焦剂，除焦剂能与炉内的焦渣发生化学作用，使焦渣疏松软化，灰渣会变得逐渐疏松，易于脱落。

4、结束语

结焦是锅炉运行中比较普遍的现象，结焦不仅可以降低锅炉的热效率，而且对锅炉设备造成一定的损害，严重影响安全经济运行。结焦是十分复杂的物理化学过程，与煤质、锅炉结构及锅炉燃烧调整等因素有密切关系，在运行中，运行工要经常监视锅炉的负荷，燃烧工况，风速等数据，发现有不良情况，要及时调整，采取有效对策，抑制锅炉结焦，改善锅炉运行工况，提高锅炉运行效率，确保机组安全经济稳定的运行。

参考文献：

[1]付搜．发电厂锅炉结焦问题分析[J]．山西电力，2005，4(2)

[21池作和等．锅炉结焦机理及防结焦技术措施研究[J]．热力发电，1996．