試論火電發(fā)廠330 MW鍋爐結(jié)焦原因及處理措施

摘 要：鍋爐結(jié)焦正是影響火電機(jī)組運(yùn)行狀況的原因之一，因此，對(duì)鍋爐結(jié)焦的原因進(jìn)行深入分析是十分有必要的。本文將從一定的角度對(duì)鍋爐結(jié)焦的原因、危害進(jìn)行了分析，最后制定了針對(duì)性有效防焦技術(shù)措施，提高鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；鍋爐；結(jié)焦原因；危害；防焦措施

1 鍋爐結(jié)焦的危害

鍋爐結(jié)焦會(huì)導(dǎo)致鍋爐在異常情況下持續(xù)運(yùn)行，使鍋爐的負(fù)荷大大增加，縮短鍋爐的正常運(yùn)行時(shí)間，這就導(dǎo)致鍋爐效率不高，甚至造成鍋爐的熄火，長(zhǎng)期下來(lái)會(huì)給鍋爐的使用帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，同時(shí)也縮減了鍋爐的使用壽命，另外增加了助燃用油的用量。

另外，由于鍋爐出氣大大降低，會(huì)造成原來(lái)預(yù)期的設(shè)計(jì)值難以達(dá)到，給高壓蒸汽的使用帶來(lái)嚴(yán)重的不良后果，自備發(fā)電站長(zhǎng)期在低負(fù)荷下工作，無(wú)法滿足公司生產(chǎn)的正常需要，這就導(dǎo)致運(yùn)行成本大大提高，也對(duì)公司的發(fā)展空間造成極大的限制和約束，使公司難以在激烈競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境中獲得長(zhǎng)足穩(wěn)定的發(fā)展。

2 鍋爐結(jié)焦的主要原因

2.1 結(jié)焦過(guò)程分析

鍋爐結(jié)焦涉及的物理化學(xué)反應(yīng)較多且比較復(fù)雜，主要包括了傳熱、運(yùn)動(dòng)以及燃燒等過(guò)程。

2.1.1 煤粉的燃燒

經(jīng)過(guò)工業(yè)分析我們可以得知，煤粉主要由灰分、水分、固定碳等成分組成，在高溫爐內(nèi)，煤粉會(huì)通過(guò)化學(xué)物質(zhì)的燃燒產(chǎn)生一系列的強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生溫度極高的熱量。

另外，在高溫氧化的化學(xué)環(huán)境中，金屬離子會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化物便在這樣的環(huán)境中熔化。除此以外，灰分也會(huì)發(fā)生燃燒被熔化。這些灰粒會(huì)在一定的作用力下產(chǎn)生形態(tài)的變化，成為具有黏度的球形物質(zhì)。

2.1.2 灰粒的輸送

灰粒主要經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)、黏附、黏結(jié)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)到受熱面的黏附過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，灰粒會(huì)受到諸如橫向旋轉(zhuǎn)力、重力、靜電力以及氣流阻力等復(fù)雜的作用力。特別是小于一定標(biāo)準(zhǔn)的灰粒，在運(yùn)動(dòng)中會(huì)通過(guò)熱遷移的機(jī)理形成沉積。

2.1.3 灰渣的黏結(jié)以及結(jié)聚

灰粒經(jīng)過(guò)化學(xué)力、熱泳力以及范德華等多種復(fù)雜的作用力后會(huì)以熔化的形態(tài)黏附到受熱面上?；伊Ｔ跓徇w移機(jī)理的作用下受熱泳力的影響產(chǎn)生黏附，導(dǎo)致厚度較薄的初始沉積層的形成，這種過(guò)程很難以有效的措施進(jìn)行防范，也不影響鍋爐的使用，不會(huì)對(duì)其安全性造成影響，只需要利用吹灰器就可以解決。

然而，一旦經(jīng)過(guò)化學(xué)力的作用導(dǎo)致燒結(jié)現(xiàn)象時(shí)，黏附黏度會(huì)更大，這種現(xiàn)象即結(jié)焦，吹灰器難以有效的發(fā)揮其作用。久而久之，這種現(xiàn)象會(huì)愈加嚴(yán)重。

2.2 設(shè)計(jì)方面的原因

2.2.1 煤種的特性參數(shù)差異

設(shè)計(jì)煤種的灰分比例比實(shí)際燃用煤種要小得多，因此設(shè)計(jì)煤種的低位發(fā)熱量高于實(shí)際燃用煤種，這種差異會(huì)導(dǎo)致在設(shè)計(jì)方面存在很大的缺陷，例如，爐膛容積、輻射受熱面等設(shè)置不合理，給熱負(fù)荷、吸熱量等帶來(lái)極大的影響。

2.2.2 敷設(shè)不合理

由于很多發(fā)電公司是選用無(wú)煙煤作為燃料，為了應(yīng)對(duì)這種煤質(zhì)燃燒以及著火等不易特性，一般會(huì)敷設(shè)大面積的耐火磚以幫助燃料穩(wěn)定地燃燒，這就造成爐膛具有較高的熱負(fù)荷和溫度，極易導(dǎo)致煤粉的黏附，甚至是結(jié)焦，沉積大量的煤渣。特別是停爐后，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的檢查可以發(fā)現(xiàn)，敷設(shè)耐火水泥以及耐火磚上面這種現(xiàn)象尤其明顯，特別是小角部更加突出。

2.3 燃燒調(diào)整方面的原因

2.3.1 空氣量不充足

煤的煤質(zhì)與煤的特性息息相關(guān)，煤灰是一種化合物，其成分比較復(fù)雜，而且即使灰渣來(lái)自相同的煤種，若處于不同的介質(zhì)環(huán)境下也易經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致成分的變化，灰熔點(diǎn)也因此會(huì)存在較大的差異。

如果空氣量不充足，在燃燒時(shí)煤灰就會(huì)燃燒不完全，這就導(dǎo)致大量還原氣體的產(chǎn)生，混合在空氣中，經(jīng)過(guò)特定的化學(xué)反應(yīng)后灰熔點(diǎn)大大降低，形成結(jié)焦的現(xiàn)象。另外，由于一些煤具有較大的揮發(fā)分，在燃燒時(shí)一旦空氣不足也會(huì)加劇結(jié)焦的現(xiàn)象。在一些鍋爐的初始使用過(guò)程中，很多工作人員由于缺乏燃燒操作經(jīng)驗(yàn)，擔(dān)心鍋爐熄火，所以并不使用較大的風(fēng)量，這就導(dǎo)致空氣量常常不充足，發(fā)生不完全燃燒。

2.3.2 空氣以及燃料的攪拌、混合不良

導(dǎo)致結(jié)焦以及積灰等現(xiàn)象的重要原因有配風(fēng)方式不合理，尤其是空氣以及燃料攪拌以及混合不良時(shí)，就算空氣量滿足了需要，還是可能存在不足。主要是空氣多是燃燒就相對(duì)完全，而空氣少則燃燒不完全，這就導(dǎo)致煤燃燒情況不穩(wěn)定，煙氣不能保持較均勻的溫度。在高溫度的煙氣中，煤粉會(huì)黏結(jié)在高溫度的管壁上持續(xù)燃燒，造成灰粒的產(chǎn)生。不完全燃燒也會(huì)導(dǎo)致大量不可燃?xì)怏w的產(chǎn)生，降低灰熔點(diǎn)，結(jié)渣現(xiàn)象由此產(chǎn)生。

風(fēng)量、燃料等的不合理調(diào)配是導(dǎo)致混合不良的主要原因，所以風(fēng)粉的比例與噴燃器的結(jié)構(gòu)密不可分，一旦噴燃器的結(jié)構(gòu)以及布置不適當(dāng)就會(huì)加劇結(jié)焦的現(xiàn)象。除此以外，因?yàn)闊煔膺\(yùn)動(dòng)相對(duì)劇烈，所以成分會(huì)不斷發(fā)生變化，不同部位的灰熔點(diǎn)也會(huì)存在較大的差異，結(jié)渣現(xiàn)象來(lái)源于此。很多發(fā)電公司在鍋爐初始使用過(guò)程中，常常由于操作人員的原因加劇了結(jié)渣的現(xiàn)象。

2.4 運(yùn)行管理方面的原因

由于灰具有較強(qiáng)的粘性，黏附在受熱面上時(shí)如果不及時(shí)的進(jìn)行處理，就會(huì)加劇結(jié)焦現(xiàn)象，給鍋爐出力造成嚴(yán)重的影響。另外煤粉粒度以及細(xì)度在一定程度上也會(huì)造成結(jié)渣。除此以外，磨煤機(jī)的火嘴經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，會(huì)導(dǎo)致空氣量不足，造成不完全燃燒，最終形成結(jié)焦。

2.5 煤質(zhì)方面的原因

由于很多發(fā)電公司使用的煤質(zhì)量較差，具有較多的雜質(zhì)和較大的灰分，灰熔點(diǎn)也相對(duì)較低，極易導(dǎo)致結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生。另外煤質(zhì)的發(fā)熱量也不高，會(huì)極大的增加燃料的使用量，灰分也同時(shí)增多，加劇了結(jié)焦現(xiàn)象。

3 鍋爐結(jié)焦的處理措施

3.1 加強(qiáng)燃料管理

（1）要嚴(yán)格的進(jìn)行煤質(zhì)的采購(gòu)以及檢驗(yàn)，不斷地完善采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，提高采購(gòu)以及檢驗(yàn)人員的專業(yè)技能，能夠有效地對(duì)煤質(zhì)以及煤氣進(jìn)行準(zhǔn)確的辨識(shí)，保障煤質(zhì)能夠滿足生產(chǎn)需求以及運(yùn)行需求，盡量貼近設(shè)計(jì)煤種。

（2）要制定并不斷的完善燃煤摻燒標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的規(guī)定，并在實(shí)際的操作過(guò)程中貫徹落實(shí)，有效地促進(jìn)灰分的降低，使入爐煤的摻燒更加合理。同時(shí)要以入爐煤的實(shí)際燃燒狀況為依據(jù)及時(shí)的進(jìn)行輸煤以及配煤，切實(shí)保障煤質(zhì)達(dá)到相關(guān)要求。只有這樣，才能有效地減少因煤質(zhì)問(wèn)題引起的鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象。

3.2 加強(qiáng)運(yùn)行管理

在吹灰方面，制定并推行相關(guān)的管理制度，使吹灰具有更高的頻率和及時(shí)性，特別是要根據(jù)爐膛的情況，適當(dāng)?shù)脑黾哟祷掖螖?shù)。另外，要根據(jù)結(jié)焦的原因制定相應(yīng)的行之有效的對(duì)策，形成科學(xué)合理的防治結(jié)焦的具體工作流程，使操作人員貫徹落實(shí)。

3.3 及時(shí)清焦吹灰

嚴(yán)格按照要求進(jìn)行鍋爐吹灰，保證受熱面清潔，如有積灰和結(jié)焦現(xiàn)象，時(shí)間短時(shí)清除起來(lái)比較容易，所以應(yīng)該及時(shí)清除，以防結(jié)焦加劇。要定期分析鍋爐運(yùn)行工況，對(duì)易結(jié)焦的燃煤要重點(diǎn)分析減溫水量的變化和爐膛出口溫度的變化規(guī)律，以及過(guò)熱器、再熱器管壁溫度變化的情況。發(fā)現(xiàn)鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)應(yīng)申請(qǐng)適當(dāng)降低負(fù)荷運(yùn)行，并加強(qiáng)吹灰。

3.4 加強(qiáng)熱態(tài)運(yùn)行的燃燒調(diào)整

3.4.1 合理的調(diào)整爐膛出口煙溫

首先，要對(duì)一、二次風(fēng)進(jìn)行合理的使用。比例恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)粉將有效地穩(wěn)定燃燒的情況，減少不完全燃燒的現(xiàn)象，降低爐膛出口煙溫。二次風(fēng)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，所以燃燒就比較不穩(wěn)定，火焰中心會(huì)偏離；而一次風(fēng)具有較大的風(fēng)量，火焰中心也會(huì)發(fā)生偏離，甚至部分火嘴會(huì)直接噴向后墻，燃燒損失情況嚴(yán)重，造成結(jié)焦?fàn)顩r。

在一、二次風(fēng)風(fēng)速、風(fēng)量適當(dāng)時(shí)，能夠使風(fēng)粉保持為一定的比例，以有效的促進(jìn)燃燒，提高燃燒效率。

其次，要對(duì)爐膛熱負(fù)荷進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。要努力的促進(jìn)鍋爐效率的提高，減少燃料的消耗量，保持比較充分穩(wěn)定的燃燒。除此以外，還要盡量的維持適當(dāng)?shù)乃疁兀癸柡驼羝烤S持在一定的范圍；要適當(dāng)?shù)慕档湾仩t的負(fù)荷，以有效的減少負(fù)荷異常的情況。最后，要提前燃煤的著火時(shí)間，以有效的延長(zhǎng)燃燒時(shí)間，促進(jìn)煙氣溫度的降低。

3.4.2 保持適當(dāng)?shù)倪^(guò)剩空氣

由于在燃燒過(guò)程中，煤粉的質(zhì)量不高，而且并不能保證煤粉與空氣接觸均勻，所以為了有效地解決不完全燃燒，就要利用過(guò)量空氣。然而過(guò)?？諝饬窟^(guò)多或過(guò)少在一定程度上都會(huì)促成結(jié)焦現(xiàn)象，因此，要根據(jù)不同煤質(zhì)的揮發(fā)分將煤的過(guò)剩空氣系數(shù)保持在一定比例范圍內(nèi)。

3.4.3 對(duì)鍋爐運(yùn)行狀況進(jìn)行密切的監(jiān)視

是否發(fā)生結(jié)焦?fàn)顩r可以通過(guò)儀表的指示以及實(shí)際的觀察得知。鍋爐發(fā)生結(jié)焦后，一般會(huì)增加煤粉的使用量，出口煙的溫度以及過(guò)熱汽溫等會(huì)急劇的升高；而在爐膛出口發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象時(shí)，爐膛負(fù)壓值會(huì)發(fā)生異常的變化。

在這種情況下要有效地、及時(shí)的防止、緩解及解決結(jié)焦，并迅速進(jìn)行吹灰作業(yè)。所以，要根據(jù)鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況進(jìn)行有效的判斷，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)異常情況，建立健全相關(guān)的運(yùn)行監(jiān)視管理制度，不斷地增強(qiáng)工作人員的安全意識(shí)以及責(zé)任意識(shí)，使鍋爐在密切、高效的監(jiān)視下保持正常的運(yùn)行。

3.5 降低爐膛熱負(fù)荷

積極提高鍋爐運(yùn)行熱效率，在效率提高的情況下，同樣的負(fù)荷燃用的燃料量減少，爐膛熱負(fù)荷降低，在爐膛容積一定的條件下，燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)一些，燃燒比較完全，有利于減少結(jié)焦現(xiàn)象；要維持給水在較高溫度下運(yùn)行，以減少送入爐內(nèi)的燃料量。此外，還要避免長(zhǎng)期或較大的超負(fù)荷運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，鍋爐結(jié)焦雖然比較常見，然而會(huì)對(duì)鍋爐以及相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，對(duì)人的生命安全造成極大的威脅，因此，要保持鍋爐的安全性、穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性，就要切實(shí)提高工作人員的安全意識(shí)，同時(shí)也要深入鍋爐結(jié)焦的探析，從根本上解決結(jié)焦問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王永國(guó).電廠鍋爐結(jié)焦原因及防治措施研究[J].科技傳播，2011（18）：23.

作者簡(jiǎn)介：石長(zhǎng)涌 （1974—） ，男，本科，助理工程師，主要從事：火力發(fā)電廠鍋爐檢修、集控運(yùn)行工作。