華能福州電廠鍋爐結(jié)焦原因分析及預(yù)防措施

（華能福州電廠，福建福州市，350200）

1 引言

華能福州電廠幾臺(tái)鍋爐設(shè)計(jì)煤種低位熱值均為22 410kJ/kg晉煤。隨著煤碳市場(chǎng)的供需變化，煤炭?jī)r(jià)格居高不下，為確保電廠利潤(rùn)最大化；燒用非設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)煤種是電廠生存的必要條件。但隨著華能福州電廠燃燒煤種多樣性、復(fù)雜化，也帶來(lái)了鍋爐嚴(yán)重結(jié)焦，甚至多次出現(xiàn)需要停爐除焦的情況。因此，防止鍋爐結(jié)焦是確保鍋爐安全運(yùn)行的重要任務(wù)。

2 鍋爐結(jié)焦的原因分析

2.1 爐膛內(nèi)部溫度的影響

爐膛內(nèi)燃料燃燒時(shí)的燃燒溫度越高，飛灰就越容易燃燒達(dá)到完全處于軟化的燃燒狀態(tài)或完全處于熔融的燃燒狀態(tài)，就越容易導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)焦。

2.2 氧量控制的影響

由于氧量控制操作不當(dāng)，造成送風(fēng)、引風(fēng)量太大。較大的氧量會(huì)強(qiáng)化燃燒，爐溫超過(guò)煤灰粘結(jié)的溫度時(shí)，可能會(huì)形成鍋爐高溫結(jié)焦。

2.3 煤質(zhì)的影響

鍋爐結(jié)焦的主要內(nèi)因受燃煤灰質(zhì)的組成成分和熔化溫度的影響。煤在鍋爐燃燒時(shí)，其灰分的熔融變形特性溫度用變形溫度、軟化溫度和熔化溫度數(shù)值來(lái)表示，軟化溫度的高低是作為判斷電廠鍋爐是否容易結(jié)焦的主要依據(jù)和指標(biāo)。

2.4 鍋爐爐膛容積熱負(fù)荷溫度的影響

鍋爐爐膛容積熱負(fù)荷、燃燒器出口區(qū)域熱負(fù)荷、爐膛幾何尺寸對(duì)于鍋爐的結(jié)焦程度都有直接的影響。鍋爐爐膛容積熱負(fù)荷溫度設(shè)計(jì)值的正確選取直接影響鍋爐燃燒器出口的溫度和爐膛內(nèi)溫度，特別是對(duì)于熔點(diǎn)較低的燃料和煤種，選取較大的爐膛容積和截面積是優(yōu)先選擇的方案。否則，爐膛上部及爐膛的受熱面就容易結(jié)焦。

2.5 爐膛內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)影響

爐膛內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)組織是否得當(dāng)，對(duì)于控制結(jié)焦具有重要作用。

2.6 燃煤成份中鉀、鈉等堿金屬含量的影響

在燃煤中鉀、鈉鹽是易熱揮發(fā)物質(zhì)，高溫下（大約800～1 000℃）鈉鹽揮發(fā)后，容易凝結(jié)在受熱面形成具有粘結(jié)性的沉積。鍋爐負(fù)荷越大、爐膛出口溫度越高、堿金屬氧化物的含量也就越大，積灰就越嚴(yán)重。

2.7 煤粉顆粒的影響

在離心力的強(qiáng)大作用下，煤粉中的粗顆粒在爐內(nèi)切圓燃燒時(shí)從煤粉氣流中分離出來(lái)，與爐內(nèi)水冷壁發(fā)生劇烈沖撞，由于煤粉顆粒相對(duì)較粗，燃燒的持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)，沒(méi)有完全燃燒的粗顆粒煤粉在爐內(nèi)水冷壁衛(wèi)燃燒帶上繼續(xù)燃燒，造成爐內(nèi)結(jié)焦。

3 鍋爐結(jié)焦的危害

3.1 結(jié)焦影響鍋爐安全和正常運(yùn)行

結(jié)焦會(huì)使鍋爐出力降低；嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成被迫停爐；結(jié)焦還會(huì)縮短鍋爐的正常使用壽命；由于鍋爐的結(jié)焦基本都是不均勻的，因此鍋爐水冷壁的結(jié)渣可能會(huì)對(duì)自然循環(huán)鍋爐水循環(huán)安全性以及強(qiáng)制循環(huán)鍋爐水冷壁的熱偏差均勻性帶來(lái)不利的影響。

3.2 結(jié)焦影響機(jī)組鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

鍋爐的結(jié)焦通常會(huì)引起鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度的升高，造成鍋爐過(guò)熱器、再熱器減溫水量的增大。會(huì)使鍋爐受熱面的換熱能力大大減弱（鍋爐傳熱系數(shù)的降低）；鍋爐排煙溫度上升，排煙熱損失增大，鍋爐的效率降低；引風(fēng)機(jī)電流增大，風(fēng)機(jī)耗電率增加。

3.3 結(jié)焦容易形成大塊灰渣

由于大塊灰渣掉落后容易使撈渣機(jī)、鋼帶排渣機(jī)、碎渣機(jī)發(fā)生運(yùn)輸困難，有時(shí)會(huì)造成過(guò)載而跳閘，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使得渣溝、渣管發(fā)生堵塞，損壞排渣設(shè)備，被迫降低機(jī)組負(fù)荷，甚至停爐。

3.4 結(jié)焦可能導(dǎo)致水冷壁冷灰斗被砸壞

大塊渣由于重力作用從上部落下，可能導(dǎo)致水冷壁冷灰斗被砸壞。大塊渣在機(jī)組低負(fù)荷掉落時(shí)會(huì)造成燃燒不穩(wěn)，甚至鍋爐滅火。

3.5 結(jié)焦會(huì)引起鍋爐滅火

由于鍋爐的大焦塊掉在了撈渣機(jī)后，瞬間使撈渣機(jī)產(chǎn)生大量的水蒸汽，破壞了撈渣機(jī)的水封，使?fàn)t底漏入大量的冷風(fēng)，造成爐內(nèi)燃燒嚴(yán)重惡化，使得爐膛負(fù)壓產(chǎn)生大幅度劇烈波動(dòng)而引起鍋爐滅火。

3.6 結(jié)焦造成停爐

結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)，只有被迫停爐進(jìn)行人工清焦，甚至要運(yùn)用爆破等手段進(jìn)行炸焦。

3.7 結(jié)焦導(dǎo)致鍋爐爆管

結(jié)焦容易導(dǎo)致鍋爐受熱面受熱不均，產(chǎn)生熱偏差而容易發(fā)生鍋爐過(guò)熱爆管。同時(shí)煤中鉀、鈉這些堿金屬與二氧化硫、三氧化硫化學(xué)作用，生成堿金屬的硫酸鹽等堿金屬?gòu)?fù)合物，融化或半融化的這些堿金屬硫酸鹽等復(fù)合物會(huì)與鍋爐受熱面發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，使鍋爐受熱面壁厚逐漸減薄，導(dǎo)致鍋爐爆管。

4 防范措施

4.1 加強(qiáng)配煤工作

精細(xì)化配煤，運(yùn)行人員熟知加倉(cāng)情況，化驗(yàn)新煤種成分，試燒新煤種，合理?yè)綗龎A金屬氧化物含量高煤種。

4.2 磨煤機(jī)定期切換

如果機(jī)組連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行，定期進(jìn)行磨煤機(jī)切換，對(duì)爐膛進(jìn)行較大擾動(dòng)，改變火焰中心。

4.3 負(fù)荷擾動(dòng)

利用系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)間，對(duì)各臺(tái)機(jī)組輪流進(jìn)行升降負(fù)荷的擾動(dòng)。將機(jī)組負(fù)荷降至80%額定出力以下再升上去。并做好詳細(xì)的擾動(dòng)情況記錄（包括時(shí)間、負(fù)荷量），以便給下一班做參考。負(fù)荷擾動(dòng)期間，應(yīng)注意監(jiān)視爐膛負(fù)壓，檢查爐底的排渣情況。

4.4 適當(dāng)提高吹灰頻度

鍋爐吹灰時(shí)，運(yùn)行人員加強(qiáng)對(duì)爐底渣的監(jiān)視，觀查爐底渣情況，發(fā)現(xiàn)爐底有黑色"乳焦"出現(xiàn)，加強(qiáng)鍋爐看火孔處的觀察，同時(shí)進(jìn)行燃燒調(diào)整，適當(dāng)提高氧量加強(qiáng)吹灰，并做好機(jī)組負(fù)荷擾動(dòng)工作，同時(shí)匯報(bào)相關(guān)人員做好加倉(cāng)調(diào)整工作。

4.5 保持鍋爐出口氧量不低于優(yōu)化氧量控制值運(yùn)行

通過(guò)提高爐膛-風(fēng)箱差壓、層二次風(fēng)母管風(fēng)壓、調(diào)整層二次風(fēng)檔板開(kāi)度以及適當(dāng)開(kāi)大燃盡風(fēng)檔板開(kāi)度等，使得運(yùn)行氧量不低于對(duì)應(yīng)負(fù)荷下的優(yōu)化氧量，避免缺氧燃燒，否則，應(yīng)降低機(jī)組負(fù)荷，防止?fàn)t膛缺氧燃燒。

4.6 一氧化碳（CO）的控制

嚴(yán)密監(jiān)視控制一氧化碳（CO）的值。正常運(yùn)行中，爐內(nèi)CO目標(biāo)值一般按均值在200mg/Nm3以內(nèi)控制。

4.7 調(diào)整煤粉細(xì)度R90

煤粉細(xì)度R90 的主要調(diào)節(jié)方法是調(diào)整磨煤機(jī)的一次風(fēng)量、一次風(fēng)壓和調(diào)節(jié)分離器轉(zhuǎn)速。一次風(fēng)量越小，分離器轉(zhuǎn)速越大，煤粉細(xì)度就大，煤粉就越細(xì)。

4.8 加強(qiáng)對(duì)爐底灰渣系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視

運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)撈渣機(jī)（鋼帶機(jī)）的渣量偏少或沒(méi)有渣時(shí)，加強(qiáng)吹灰和看火孔檢查，立即匯報(bào)，組織人員查找原因并采取措施。對(duì)于撈渣機(jī)（鋼帶機(jī)）不正常停運(yùn)1 小時(shí)以上再次重新起動(dòng)運(yùn)行時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)看火孔的檢查確認(rèn)，觀察冷灰斗渣口的情況以防止渣口搭橋堵塞。

4.9 定期觀察檢查爐膛看火孔

一旦發(fā)現(xiàn)撈渣機(jī)（鋼帶機(jī)）的渣量變少、大塊渣增多、掉下的渣塊成圓形、爐底的渣塊很黑、空預(yù)器入口煙溫或減溫水量變化較大時(shí)，認(rèn)真全面地分析，通過(guò)鍋爐本體的各層看火孔，對(duì)前屏處結(jié)渣、冷灰斗渣口的焦量情況進(jìn)行觀察檢查，及時(shí)采取各種燃燒調(diào)整措施進(jìn)行處理。

4.10 采用鍋爐除焦劑

采用加入鍋爐除焦劑，一方面阻止結(jié)焦的形成，另一方面，能附吸在爐壁上并滲入焦層，使結(jié)焦逐漸疏松脫落，保證了鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4.11 定期進(jìn)行爐膛結(jié)焦情況檢查

停爐時(shí)，組織人員進(jìn)行爐膛結(jié)焦情況進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)檢查，做到“逢停必檢”，針對(duì)受熱面、燃燒器結(jié)焦情況，制定針對(duì)性的措施。

5 結(jié)束語(yǔ)

鍋爐結(jié)焦的原因很多，帶來(lái)的危害也很?chē)?yán)重。我們要加強(qiáng)鍋爐結(jié)焦原因的分析，并采取針對(duì)性的措施。華能福州電廠通過(guò)不斷總結(jié)完善預(yù)防措施，極大減少了鍋爐結(jié)焦事件，消除了鍋爐結(jié)焦造成的機(jī)組“非?！薄ⅰ敖党隽Α笔录?，取得了喜人的成績(jī)，保證了機(jī)組安全高效運(yùn)行。