影響鍋爐運行的因素分析與解決措施

丁久興

摘 要：鍋爐是電廠的三大主設(shè)備之一，鍋爐及其輔機的安全運行直接影響電廠的穩(wěn)定性，而電廠的穩(wěn)定性又與電網(wǎng)調(diào)度安全息息相關(guān)。近年來，隨著煤質(zhì)的持續(xù)變差以及電網(wǎng)峰谷差變較大，鍋爐的日常運行情況日益惡化，結(jié)焦滅火、四管泄漏等現(xiàn)象頻繁發(fā)生，嚴(yán)重威脅電廠設(shè)備和電網(wǎng)的正常運行。

關(guān)鍵詞：鍋爐運行；因素；解決

我國工業(yè)鍋爐以燃煤為主。而且在較長時期內(nèi)難以改變這個現(xiàn)狀。鍋爐的熱效率不高，僅在50%～60%左右。比先進國家的工業(yè)鍋爐熱效率要低10%-20%。能源浪費現(xiàn)象較嚴(yán)重。因此國家對能源政策進行了調(diào)整，即充分利用煤炭資源，努力加強環(huán)境保護。對于燃煤工業(yè)鍋爐應(yīng)積極采用經(jīng)煤炭潔凈生產(chǎn)加工后的動力配煤、洗煤和型煤。這些潔凈煤雖然高效，但價格不菲。在市場經(jīng)濟條件下，企業(yè)管理早已實行了自主經(jīng)營、自負盈虧的政策。節(jié)約能源、提高經(jīng)濟效益是高耗能企業(yè)生存的關(guān)鍵。所以鍋爐不僅要在安全狀況下運行，而且還要在經(jīng)濟條件下運行。才能為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益。

一、影響鍋爐運行的因素分析

鍋爐運行是一個復(fù)雜的問題，影響鍋爐安全高效運行的因素有很多。燃煤的煤質(zhì)、水質(zhì)、負荷及運行人員的專業(yè)水平和專業(yè)素質(zhì)等都會影響鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。

1.1煤質(zhì)

鍋爐的結(jié)構(gòu)和參數(shù)都以設(shè)計煤種熱力計算的基礎(chǔ)下確定的，但是由于我國的煤炭現(xiàn)狀，種類繁多，差異很大，實際運行時，鍋爐燃用煤種與設(shè)計煤種的煤質(zhì)相差很大，由此就會產(chǎn)生很多的問題。

1.2水質(zhì)

火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中汽水品質(zhì)的好壞也是影響火力發(fā)電廠鍋爐安全、經(jīng)濟運行的重要因素之一，如果鍋爐水質(zhì)不良，會造成鍋爐受熱面的結(jié)垢、腐蝕和過熱器積鹽，結(jié)垢不僅會影響鍋爐的經(jīng)濟性，嚴(yán)重的話還會引起爆管等事故的發(fā)生。

1.3負荷

鍋爐本體結(jié)構(gòu)實在設(shè)計煤種、額定負荷下確定的。鍋爐在其經(jīng)濟負荷下運行是最高效和安全的。但是由于峰谷差的問題，很多火電機組承擔(dān)調(diào)峰的任務(wù)，有時不得不降負荷運行，低負荷工況下，爐膛內(nèi)的燃燒工況不能很好的充滿爐膛，易發(fā)生火焰中心偏斜問題，由此也會引起很多的運行問題。

1.4鍋爐結(jié)焦

鍋爐爐膛火焰中心溫度一般可達1600℃，燃料中的灰分大多呈熔化狀態(tài)，而四周水冷壁附近煙氣溫度較低，如果煙氣中攜帶的灰粒在接觸壁面時仍呈熔化或粘結(jié)狀態(tài)，則粘結(jié)在管壁上形成緊密的灰渣層，形成結(jié)焦。結(jié)焦的厚度通常是不均勻的，如果結(jié)焦情況嚴(yán)重，大的焦塊在水冷壁中脫落，引起爐內(nèi)正常氣流的驟然變化，灼熱的焦塊跌落爐底冷灰斗水室會產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣上升，爐膛溫度急速降低，造成爐膛壓力突變，爐膛負壓保護動作引發(fā)MFT，最終導(dǎo)致鍋爐滅火。

1.5運行人員專業(yè)素質(zhì)

鍋爐運行調(diào)節(jié)是復(fù)雜的過程，影響因素眾多，而且運行中出現(xiàn)的問題及調(diào)整手段各有區(qū)別，必須對癥下藥，這就要求鍋爐運行人員具有良好的專業(yè)索質(zhì)及運行經(jīng)驗。

二、電站鍋爐運行常見問題及措施

2.1爐膛結(jié)渣

電站燃煤鍋爐的爐膛結(jié)渣是物理化學(xué)及復(fù)雜流體力學(xué)的過程。影響因素眾多，不僅與灰熔點、灰成分、灰粘度等結(jié)渣特性有關(guān)系，還受到爐膛熱力參數(shù)、燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置、爐膛內(nèi)空氣動力工況以及鍋爐運行參數(shù)等的影響。燃用單一煤種的鍋爐結(jié)渣與燃燒混煤的電站鍋爐的結(jié)渣特性又是完全不同的。鍋爐運行過程防止結(jié)渣的措施有燃燒調(diào)整、改變配風(fēng)給粉方式、改變噴口傾角及假象切圓的直徑大小以及提高氣流的剛性：采用水平濃淡分離式的燃燒器；再易結(jié)渣部位加裝吹灰和打渣孔；對于燃用混煤的鍋爐改變?nèi)霠t煤的摻煤比等。

2.2四管泄漏的處理措施

通過對四管泄漏進行研究分析，主要措施如下：

1）鍋爐四管泄漏在線監(jiān)測儀的應(yīng)用。此套儀器發(fā)現(xiàn)四管泄漏方面起著非常重要的作用，它是對鍋爐管道泄漏時產(chǎn)生的特殊的聲學(xué)信號進行監(jiān)測。鍋爐管道在鍋爐內(nèi)破裂時產(chǎn)生特殊的聲學(xué)信號并在爐膛內(nèi)傳播，利用聲導(dǎo)管通過看火孔接收信號。

2）加強運行管理。嚴(yán)格控制鍋爐參數(shù)和各受熱面壁溫，防止超溫、超壓、滿水、缺水等故障發(fā)生。鍋爐啟停階段參數(shù)的控制應(yīng)嚴(yán)格按照啟停曲線進行，鍋爐變工況運行時應(yīng)加強對水冷壁、過熱器、再熱器等受熱面壁溫及工質(zhì)溫度的監(jiān)視和調(diào)整，防止發(fā)生參數(shù)大幅度變化及管壁發(fā)生超溫現(xiàn)象。

3）做好煤樣化驗分析。確定煤粉細度和磨煤機電耗的最佳工況，保證煤質(zhì)穩(wěn)定，給煤量均勻，減少機械不完全燃燒損失，防止?fàn)t膛尾部煙道超溫，降低飛灰損失。

2.3漏風(fēng)

漏風(fēng)也是電站鍋爐運行中不可忽視的問題之一。鍋爐制造水平和運行操作不當(dāng)使電站鍋爐的漏風(fēng)問題對火力發(fā)電廠的經(jīng)濟性產(chǎn)生越來越大的影響。鍋爐漏風(fēng)是指溫度低于爐膛溫度的冷空氣漏入鍋爐內(nèi)。為了避免煤粉和煙氣噴出爐膛，電站鍋爐一般都是在負壓下運行，因此冷空氣會通過各種間隙漏入爐膛。漏入爐膛的冷空氣會對鍋爐的溫度場造成影響，嚴(yán)重的漏風(fēng)還會對鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性造成影響。電站鍋爐漏風(fēng)根據(jù)漏風(fēng)的位置分為爐膛漏風(fēng)、煙道漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)及空氣預(yù)熱器漏風(fēng)。爐膛漏風(fēng)又有爐膛下部漏風(fēng)和爐膛上部漏風(fēng)之分。爐膛下部漏風(fēng)會降低爐膛平均溫度，推遲煤粉著火，火焰中心上移，排煙溫度升高，火焰中心上移過高時還會造成過熱蒸汽超溫，影響鍋爐安全性。預(yù)防和治理爐膛漏風(fēng)問題的措施有設(shè)計時采用整體焊接的膜式水冷壁，確保良好的密封性，加強各個門孔的監(jiān)視防止?fàn)t膛漏風(fēng)。

空氣預(yù)熱器漏風(fēng)是電站鍋爐運行中危害最大的，減小空氣預(yù)熱器漏風(fēng)措施有控制空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)和空氣側(cè)的壓差；防止空氣預(yù)熱器入口輸灰管路堵塞：控制密封間隙、適當(dāng)增加蓄熱元件、改造空氣預(yù)熱器的密封結(jié)構(gòu)，運行中還應(yīng)加強中間放灰采用低氧燃燒技術(shù)、適當(dāng)提高二次風(fēng)溫、改變配風(fēng)方式等。電站鍋爐運行時，應(yīng)根據(jù)不同漏風(fēng)位置采取相應(yīng)的運行和改造措施及時降低漏風(fēng)，提高電站鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性，從而降低發(fā)電成本。

2.4低溫腐蝕

低溫腐蝕是指發(fā)生在鍋爐尾部受熱面的腐蝕，不僅在發(fā)生在空氣預(yù)熱器上，有時也會發(fā)生在省煤器、鋼制管道、除塵器和引風(fēng)機等處。影響低溫腐蝕的因素有燃料含硫量、過量空氣系數(shù)、燃燒工況等；防止低溫腐蝕的措施主要有低氧燃燒、使用添加劑、提高受熱面的壁溫及采用新的抗腐蝕材料等。解決電站鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕的根本問題是解決燃料的含硫量，控制燃煤含硫量在1%以內(nèi)。從運行角度，采用低氧燃燒的控制方式、合理控制煙氣中的氧氣的含量，冬季投入熱風(fēng)再循環(huán)，對尾部受熱面加強吹灰或者采用新材料等。

綜上所述，管理鍋爐人員應(yīng)注意減少對水循環(huán)的熱干擾，防止上升管的受熱減弱、受熱不均及下降管受熱產(chǎn)汽，在檢驗、檢修鍋爐時，應(yīng)注意爐墻、爐拱、保溫層、折煙墻、擋板等的損壞對水循環(huán)的影響，不使鍋爐燃燒、傳熱嚴(yán)重偏離設(shè)計要求，在分析爐管爆破等事故時，應(yīng)考慮水循環(huán)減弱或故障導(dǎo)致事故的可能性，從而減少運行管理對鍋爐自然循環(huán)的影響，確保鍋爐安全運行。