鍋爐結(jié)焦原因與治理分析

(大唐石門發(fā)電有限責任公司 湖南 常德 415300)

一、引言

鍋爐是火力發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)運行過程中常采用的一項設備，能夠起到良好的生產(chǎn)效果。但鍋爐在運行過程中易出現(xiàn)爐內(nèi)結(jié)焦問題，嚴重影響著機組運行的安全可靠性和經(jīng)濟性，故有必要針對其進行全面細致的分析、研究，有效明確到其產(chǎn)生結(jié)焦問題的原因，針對這些原因進行有效控制，能夠最大程度的增強鍋爐運行效果。

二、鍋爐結(jié)焦問題的產(chǎn)生原因分析

(一)鍋爐爐膛出口溫度的影響。在經(jīng)濟性和技術(shù)性因素的比較下，對于煤粉爐來說，鍋爐爐膛出口溫度保持在1200-1400℃，這一溫度范圍內(nèi)所起到的燃煤效果及經(jīng)濟性為最佳。但在實際工作中，為了有效減少對流收熱面結(jié)焦問題的出現(xiàn)，鍋爐爐膛出口溫度不能設置過高，通常爐膛出口位置屏式受熱面的鍋爐，結(jié)焦性煤保持在小于1200℃的情況即可。

(二)鍋爐內(nèi)部過量空氣系數(shù)的影響。當過量空氣系數(shù)在不斷增加時，鍋爐內(nèi)部受熱面的結(jié)焦和積灰趨勢將會逐漸減弱，這主要是因為爐膛本身出口煙溫有所降低，相應的爐膛壁面處煙溫也出現(xiàn)了降低情況。當過量空氣系數(shù)較低時，易導致鍋爐內(nèi)部的氧量不夠充足，這種情況則會增加還原性氣氛出現(xiàn)的可能性，F(xiàn)e2O3熔點較高，在這樣的情況下易還原成為熔點較低的FeO，這樣將會大幅度降低灰熔點，從而造成結(jié)焦問題的出現(xiàn)。

(三)鍋爐內(nèi)部空氣和燃料的混合性不足。若空氣和燃料方面的混合效果不夠好，則在水冷壁的附近會形成還原性成分，鍋爐內(nèi)部的局部將出現(xiàn)結(jié)焦和積灰等問題。同時，若鍋爐內(nèi)部的一次風和二次風位置、風量以及風速設計缺乏合理性時，易導致局部區(qū)域的揮發(fā)分得不到氧量以及熾熱焦炭的情況，相應的也會形成一些還原性成分。

三、鍋爐結(jié)焦的綜合治理

(一)適當極大過量空氣系數(shù)。①有效控制好鍋爐內(nèi)部的燃燒中心，區(qū)人保燃燒中心的溫度能夠達到1400-1600℃范圍內(nèi)；②將燃燒中心設置在較為適中的位置，減少火焰出現(xiàn)偏斜和貼邊的問題；③控制好鍋爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的情況，將其沖擊到燃燒器射流的情況進行合理控制，使得旋轉(zhuǎn)強度處在較為合理的狀態(tài)。

(二)提升四角煤粉濃度。需要針對四角煤粉濃度和各個燃燒器配風情況進行有效比對，使其保持著良好的均勻性效果，有效調(diào)平四角風量，減少一些缺角情況的發(fā)生。

(三)保持合適的煤粉細度。需要有效控制煤粉本身的細度，使其能夠更加有效適用于現(xiàn)階段的鍋爐運行狀況，鍋爐在采用煤粉當作燃燒原料時，可以針對各種細度的煤粉進行試驗，尋找到最為合適的煤粉。

(四)實時監(jiān)控鍋爐的運行狀態(tài)。針對于鍋爐運行狀態(tài)進行全方位的監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的不合理問題，比如說氧量不足、火焰燃燒情況不合理以及燃料和負荷出現(xiàn)異常變化等，出現(xiàn)上述情況應及時通知管理人員，有效應對、處理和調(diào)整鍋爐的運行問題，積極開展鍋爐最佳的燃燒調(diào)整，以對結(jié)焦問題進行有效控制。

四、實例分析

(一)鍋爐實際。某電廠8號鍋爐的結(jié)焦現(xiàn)象非常嚴重。2015-2016年期間，8號爐掉焦50次，約為其他機組的10倍；2017年，該廠，摻燒中等偏強結(jié)焦煤種，8號爐結(jié)焦明顯嚴重。

(二)結(jié)焦原因分析

1.結(jié)焦特點：①大部分結(jié)焦僅限于燃燒器區(qū)及上方，當屏底結(jié)焦時，燃燒區(qū)結(jié)焦已經(jīng)非常嚴重；②燃燒器區(qū)結(jié)焦不均勻，有的角結(jié)焦非常嚴重，有的角卻無一點結(jié)焦現(xiàn)象；③正常煤種的底渣呈自色沙粒狀;屏結(jié)焦呈黃色，結(jié)構(gòu)比較疏松，用手可以捏碎。

2.空氣動力場的影響：對于四角切圓燃燒的鍋爐來說，保證良好空氣動力場的核心要求是四角火焰均勻，切圓位于爐膛中心。該要求包含三個方面的內(nèi)容：①各個燃燒器等設備的安裝位置精度問題，需要各燃燒器角度、高度完全正確;②燃燒設備的動作精度問題，包括燃燒器上下擺角一致、二次風門特性及其開度內(nèi)外完全一致;③運行調(diào)整方面：包括一次風四角風速偏差在5%以內(nèi)，各燃燒器所攜帶煤粉濃度一致，細度一致、二次風速基本無偏差等。

2016年小修期間，對二次風系統(tǒng)、燃燒器擺角開度的反饋與實際對應位置進行全面檢查與傳動，修復了所有二次風門與擺角小對應的問題。在運行調(diào)整上，也采取了根據(jù)負荷的變化，加大周界風量與運行氧量的方法，以保證一次風火焰有足夠的剛度與充分的氧化性氣氛，如表1所示。

表1 運行調(diào)整控制參數(shù)

通過大量的外部調(diào)整工作，可以確定空氣動力場不佳是由燃燒器本身的安裝精度不合理造成的。

(三)綜合治理。2017年小修期間，對8號爐的燃燒器進行了測量與調(diào)整工作，調(diào)整方法如下：

1.角度調(diào)節(jié)：①將6臺磨一次風管道在進入燃燒器前的一小段白管段割開，再取燃燒器根部中心點為定位點；②將四角最上層燃燒器根部定位點對角間相互拉對角線，保證其與爐膛中心線交叉重合于爐膛中心，可以保證燃燒器根部定位點的正確性。依據(jù)設計資料，以中心點為圓心，畫出假想切圓，從燃燒器根部定位點引出到假想切圓的假想切線；③根據(jù)燃燒器中心線與假想切線水平調(diào)整燃燒器安裝角度，使燃燒器射流方向線與假想切線重合；④使用重錘把爐膛豎自中心線向下延伸，調(diào)整下一層燃燒器。

2.高度差測量：在燃燒器水平調(diào)整完成后進行高度差測量，方法為：將一根透明塑料管裝滿水，中間留一個氣泡，以A角燃燒器為基準，接到另外三個角，使氣泡維持在管子中間，測量另外三個角與其它燃燒器的高度差。

8號爐從治理前燃用什么煤種都結(jié)焦，變?yōu)榭梢匀紵?00%煤都不結(jié)焦，與其他鍋爐具有基本相同的抗結(jié)焦能力。

五、結(jié)語

針對鍋爐結(jié)焦的情況，需要全面分析鍋爐結(jié)焦的產(chǎn)生原因，并以此為根據(jù)，積極采用切實有效的方式和手段緩解鍋爐結(jié)焦問題的出現(xiàn)，常見的方式手段包括適當加大過量空氣系數(shù)、提升四角煤粉濃度等，能夠起到良好效果。

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