锅炉结焦的原因、危害及预防措施

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1、锅炉结焦的原因、危害及预防措施王文忠深圳妈湾电力有限公司摘要：锅炉结焦现象是最为普遍且影响电厂安全运行的不利因素，妈湾电厂四台4X330两台2X320MW机组相继进行了低Nox燃烧器改造，依据近两年的运行状态，锅炉结焦情况经常发生，问题较为明显。文章对其发生的原因及危害进行分析，探讨一些针对性预防措施和解决办法。关键词：结焦;原因;危害；措施;2017年3月21日#2炉严重结焦，造成减温水量明显增加，在减温水全部投入的情况下仍无法维持主汽及再热蒸汽温度。因锅炉结焦，干渣机一级钢带黏连严重，卡涩跳闸，被迫降负荷运

2、行。停炉后检査发现，冷灰斗、水冷壁、燃烧器附近结焦非常严重，清焦量约达400立方。锅炉结焦不但影响锅炉经济运行，同时严重威胁锅炉运作和人身安全。1锅炉结焦原因分析锅炉燃烧过程是将燃料化学能换成热能的过程。正在运行的锅炉，火焰温度高，特别是中心部分的温度能够达到1400°C-1600°C。在高温条件下，经过燃烧产生的灰粒大多会以融化状态出现。一般情况下，炉内水冷壁有吸热作用，烟气温度因此逐步下降，融化状态的灰粒在烟气接近水冷壁时，凝固附着其上形成灰层，此层疏松易脱落，称为积灰。如若调整不当或配风不太合理，造成火焰

3、屮心偏斜冲刷水冷壁、燃烧器附近火焰卷吸、水冷壁及燃烧器附近还原气氛增强及热负荷过高等因素，导致熔融灰粒不能凝固，碰到水冷壁或燃烧器就会结焦，当结焦形成时，水冷壁吸热减少、燃烧器冷却降低，使得水冷壁及燃烧器附近温度升高加剧，结焦状况加重。结合对妈湾电厂2#机组及其他机组结焦情况，经过较长时间的观察、对比，分析认为结焦原因有以下几个方面。1.1煤质因素煤粉燃烧后是否在水冷壁、燃烧器或锅炉管屏上发生附着，并形成结焦，灰熔点是相关考量因素。灰熔点的温度值内容根据灰分产生的状态分别有:变形、软化以及熔化对应的温度DT，S

4、T和FT。其中软化温度ST与结焦现象关系密切，作为煤质的主要参考指标。妈湾燃烧煤种以神混1及少部分印尼高热质煤为主，各台机组煤质资料见表1。表1各台机组煤质下载原表灰渣软化温度ST的影响因素众多，不仅灰分的融溶特性与之相关，灰分密度、组分、发热值、灰渣流变特性以及灰的粘度均对其有影响。一般而言，软化温度ST>1350°C的话结焦不会发生。从上表可以看出，妈湾电厂燃用煤种属低位发热量较高、灰熔点软化温度ST较低的煤种，属易结焦煤。1.2炉膛结构因素妈湾6台机组全部完成超低排放改造，其中低Nox燃烧器改造、干渣机改

5、造、点火系统改造，炉膛容积热强度、断面热强度、燃烧器区域壁面热强度、火焰屮心及切圆直径也有相应变化(见阁1)。锅炉本身结构作为反应条件的一部分，无法减弱。炉膛容积热强度的增大会带来炉内温度升高，结焦因此也较为容易的发生在燃烧器附近水冷壁上。若断面热强度过高，释放的热量由于缺少足够水冷壁吸收，致使燃烧器区域温度过高，也易引起燃烧器附近水冷和燃烧器喷嘴发生结焦。燃烧器区域(见阁2)壁面热强度越大，火焰则越集中，燃烧器区域的温度因之也越高，虽有利于着火和稳燃，但过高也意味着燃烧器区域释放的能量过度集中，一旦水冷壁吸热

6、不足，燃烧器区域水冷壁及燃烧器喷嘴附近结焦也较易出现。炉膛实际切圆直径是四角切圆燃烧的最重要参数，它对炉内结焦、稳燃、炉膛出口烟温偏差，都有重要影响。1.3燃烧工况因素(1)煤粉细度。煤粉的粗细程度直接影响结焦情况的程度，过粗或者过细均会导致结焦的产生。如若过粗，在惯性作用下火焰被拖长，对于受热面的冲刷较为直接，由于燃烧的粗煤粉较烟温温度高，熔化程度也比较大，在直接冲刷受热面后极易发生结焦;但是过细的情况下，耗电则增加，制粉出力波及;另外烟温的升高也会导致结焦现象的出现。(2)一次风速。风速的提高推迟了煤粉的着

7、火，着火的位置与燃烧器相间离，从而火焰中部高温区移至中间，冋避了喷U邻近因为温度的差别而产生结焦。风速的提高也带来了风射流的刚性提升，降低了静压作用导致的偏转。图1炉内切圆下载原图图2燃烧器高热负荷区域下载原图(1)炉内空气动力场。合理配置炉内空气动力场是预防结焦的保障。燃烧中心温度高达1400~1600度。当灰濟撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，较易形成结焦现象，尤其是针对存在卫燃带的炉膛内壁，表面温度既高且粗糙，给结焦营造丫有利环境，成为大片焦渣。所以必需维持燃烧屮央适屮，预防火焰屮央贴边偏斜。(2)炉内

8、过量空气系数a。随着系数a升高，积灰结焦现象减弱，主要由于出口烟温下降。过量空气系数若过低，易造成缺氧，炉内出现还原性氛围，Fe2O3还原为FeO,灰熔点大大下降，结焦的可能性大大增加。(3)炉A还原性气氛。由于煤灰熔点在还原性气氛屮较之氧化性气氛屮低，确保空气燃料混合比例良好，避免还原性气氛的形成。在保证总空气量的前提下，结焦情况也常常因为一些因素不可lH］避。例如：由于喷口煤粉配置