150t/h锅炉结焦的原因分析及对策

    摘要：从燃煤煤质、运行氧量、炉膛出口烟温、吹灰情况等方面来分析银川热电公司#6炉结焦问题，认为锅炉结焦主要是由于燃用煤质易结焦、运行氧量偏低、炉膛出口烟温偏高、吹灰次数少等原因造成的，为此提出一些综合治理的对策。

    关键词：锅炉  煤  燃烧  结焦

    0 引言

    银川热电公司#6炉是无锡锅炉厂生产的UG—150/9.8-M型锅炉，为单汽包、集中下降管、自然水循环、“∏”型布置的固态排渣煤粉锅炉。设计燃用灵武烟煤，采用中储式钢球磨煤机制粉系统，8台给粉机，两台排粉机，上下层直流式喷燃器。

    #6炉在2004年投产，投产初期锅炉结焦现象轻微，从2006年11月以后，锅炉结焦严重，结焦主要区域分布在炉膛的出口处，即在屏式过热器的屏底处，有些焦块在屏底之间搭成桥，高温过热器水平烟道入口处也结焦严重，炉膛上部的大量结焦不但严重影响了锅炉主要参数的稳定，使气温偏低，排烟温度升高，而且大量掉焦引起炉膛冒正压，排渣不畅，严重危害锅炉安全稳定运行。

    1 锅炉结焦的原因分析
    锅炉结焦机理是十分复杂的物理化学过程，它和锅炉结构设计、燃煤煤质及锅炉燃烧调整等因素有关。炉膛出口结焦的主要因素是锅炉出口烟温高于煤灰熔点，一般要求锅炉炉膛出口烟温比煤灰熔点低100℃~150℃，才能防止锅炉炉膛出口结焦，经研究分析目前#6炉的结焦主要和以下因素有关：

    1.1 煤质的影响 国内普遍采用煤的灰熔点的高低估计结渣倾向。灰熔点有三个特性温度：变形温度DT、软化温度ST、流动温度FT，一般以ST做评价指标。称ST1350℃的煤为强结渣性煤；ST1450℃的煤为弱结渣性煤；ST在1350℃~1450℃之间的煤为中等结渣性煤。银川热电2006年采用灵武烟煤，其DT为1130℃，ST为1180℃，FT为1220℃，为强结渣性煤，且在冬季满负荷运行时间较长，炉膛温度1220℃时更易产生结焦，因此冬季满负荷运行时#6炉易结焦。

    1.2 运行氧量的影响 锅炉运行氧量即炉内的氧化或还原性气氛，它对锅炉的结焦有非常大的影响。如果锅炉运行氧量偏低，炉内还原性气氛较强，煤的灰熔点就会下降，锅炉就容易结焦。这是因为灰熔点随着含铁量的增加而下降，铁对灰熔点的影响还与炉内气体的性质有关。在炉内氧化性气氛中，铁可能以Fe2O3形态存在，这时随着含铁量的增加，其熔点的降低比较缓慢，在炉内还原性气氛中（氧量不足），Fe2O3会还原成FeO，灰熔点随之迅速降低，而且FeO最容易与灰渣中的SiO2形成熔点很低的2FeO·SiO2，其灰熔点仅为1065C℃。根据锅炉厂家提供的控制曲线，在机组满负荷或接近额定负荷时，锅炉控制氧量（炉膛出口处）为6%左右，从2006年11月份开始，由于各种原因造成锅炉运行局部氧量低于此值，只有2%~4%，那么在炉膛出口处肯定存在还原性气氛很强的区域，使得煤灰的结焦性很强。

    1.3 炉膛出口烟温 该#6炉炉膛出口烟温经常在760℃以上，运行通常习惯于较大的一次风量，加上本炉膛高度并不高，当投运上层给粉机转数高于下层给粉机转数时很容易使得炉膛出口烟温偏高。当煤质有波动时，运行人员不能及时根据实际情况进行调整，造成锅炉燃烧配风方式不是处于优化状态，特别是上层燃烧器煤粉颗粒燃烬性差，有一部分大颗粒煤粉在炉膛出口处尚未燃烬，导致锅炉炉膛出口烟温偏高引起结焦。由于炉膛截面小，热负荷较大，当煤质变劣时煤粉的燃烬性能适应能力不强，按一般经验，炉膛出口烟温要比煤灰熔点低100℃~150℃才能保证不结焦。按目前运行情况看，炉膛出口烟温经常超出此值，所以很容易在管子表面形成结焦。另外一次风温偏低、一次风速过高或一次风率过小时都会使煤粉气流的着火推迟，燃烧速度降低，燃烧效率降低，从而导致炉膛出口烟温升高。

   1.4 吹灰不彻底或没有吹灰 对于冬季锅炉满负荷运行，#6炉因个别吹灰器（IR6、IR8、IR13、IR14、IK2、IK3、G9B2）经常过载或启动失败，造成后墙#3角喷燃器口和屏过、高过连续结焦。严重时如：2008年2月25日因IK2、IK3两个过热器处吹灰器频繁过载，机检班未彻底消除缺陷，加上全部燃用灵武煤，没有配石嘴山劣质煤，造成屏过屏底处结焦，大量焦块在屏底之间搭成桥，高温过热器与水平烟道入口处也结焦严重，之后7天每班组织人员打焦、降低负荷，仍不能彻底解决，至2008年3月4日，高过与水平烟道入口处全部结严，锅炉冒正压，被迫非计划停炉除焦。

    2 防止锅炉结焦的对策

    2.1 对锅炉进行优化燃烧试验，认真详细测量炉膛出口温度 针对现有的燃用煤种，对锅炉进行优化燃烧试验。根据煤种和负荷采取可行的燃烧调整方案，通过合理调配一次风和二次风的风门开度以及运行氧量，保证主参数合格和炉膛出口烟温低于燃煤灰熔点的同时来保证蒸汽质量，从而防止炉膛出口结焦。通过对炉膛出口烟温、过热汽温、锅炉负荷、氧量、排烟温度等各种运行参数的在线监测，也可以评价锅炉炉膛出口是否会产生结焦，从而防止在燃用不同煤种时锅炉炉膛结焦，并能获得最大的锅炉效率。

    2.2 通过合适的配煤技术，使配煤的燃烧性能、结焦性能与原燃用煤种基本一致，尽量降低其结焦性和粘结性指标。

    2.3 均衡锅炉氧量、全面加强吹灰 均衡锅炉运行氧量，避免炉内局部出现还原性气氛。加强炉内吹灰工作，全面吹灰，特别是重点区域（如屏过，高过入口处）要增加吹灰次数，如果运行氧量还偏低，必要时适当调整配风方式。由于结焦的主要区域在炉膛出口处，此处容易堵塞烟道，增加烟气阻力，所以要防止结焦与还原性气氛恶性循环的趋势。机组检修时，对空气预热器进行重点检查与清灰，降低风烟道的阻力，提高风机的出力。

    3 结束语

    锅炉结焦机理是十分复杂的物理化学过程，与锅炉结构、煤质、氧量、锅炉燃烧调整、吹灰等因素有密切关系，通过具体分析银川热电公司#6炉结焦原因并采取有效对策，现在#6锅炉结焦现象明显减少，锅炉运行工况得到改善，锅炉运行效率也大幅提高。

参考文献：

[1]锅炉运行值班员.北京：电力行业技能鉴定指导中心.2001.
银川热电公司锅炉燃烧调整及常见事故处理和问题解答习题.内部资料.
黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整.北京.2003.