电力论文
摘要：锅炉在运行过程中很容易出现结焦的问题，基于此，文章在对锅炉结焦概念及形成原因进行论述的基础上，结合国电泉州热电有限公司一期锅炉结焦实际情况，探讨有效的改善措施。
关键词：结焦； 印尼煤； 灰熔点；
Abstract:The coking problem of boiler is easy to appear in the course of operation. Based on this, on the basis of discussing the concept and formation reason of boiler coking, combined with the actual situation of coking in the first stage boiler of Guodian Quanzhou Thermal Power Co., Ltd. This paper discusses effective improvement measures.
Keyword:coking; Indonesian coal; ash melting point;
1 背景
国电泉州热电有限公司1、2号锅炉为HG-1025/17.4-YM28亚临界中间一次再热自然循环汽包炉，六套制粉系统四角切圆燃烧，固态排渣煤粉炉。由于煤炭市场原因，锅炉多掺烧印尼煤。自掺烧印尼煤，主要存在如下问题：多次在水冷壁、燃烧器、过再热器附近等处出现严重结渣；导致炉膛出口两侧烟温偏差较大，过热器、再热器管壁温度超温严重；过、再热器减温水量大，空预器入口烟温高，燃烧器喷口烧坏或变形[1].这些问题的存在严重影响锅炉的安全经济运行。针对上述问题，本文主要从运行调整入手对一期锅炉结焦原因进行剖析，并提出针对性对策。
2 锅炉结焦主要现象
1）燃烧器喷口结焦：主要表现在D、E、F层燃烧器的喷口四周，此处焦块生成快，也容易脱落，脱落后进入捞渣机淬火后变成硬度极高的焦块，对捞渣机威胁较大。
2）水冷壁结焦：一是因燃烧器改造，取消B、C、D吹灰器的两面侧墙；二是在F层燃烧器上方，SOFA风层下方。水冷壁中吹灰器无法吹到的部位，此处焦块影响水冷壁中的水循环，容易导致水冷壁爆管，炉膛扰动能有效地使其脱落，但焦块脱落时，对捞渣机与冷灰斗威胁较大。
3）分割屏过热器结焦：2018年4月利用停运2号炉期间进入炉膛检查分割屏，分隔屏几乎全部被焦块包裹且焦块硬，此处的结焦因无法进行吹灰，只能依靠工况扰动而脱落或者部分被烟气带走，因此只能在停炉后清除。如果长期高负荷运行，炉膛没有定期扰动，集结厚度会不断增加，也会在不断生成和脱落之间不断交替。
4）末级过热器、末级再热器积有灰焦块：该处主要以积灰为主，可通过合理吹长灰将其清理。
5）尾部烟道低温过热器积灰：在尾部立式低温过热器易积灰，导致管壁超温沿着烟气方向管道之间积满灰。
3 结焦的原因分析
1）掺烧印尼煤煤种：印尼煤灰熔点变形温度（ST）大部分分布在1 110~1 190℃之间，而且变形温度与融化温度差值在20~30℃，属于易结焦煤种[2].
2）锅炉改造导致燃烧区域的变化：锅炉燃烧器进行低氮改造，最低燃烧器下移，但在原有燃尽风上方增加四层SOFA风，取消B、C、D层左右两面侧墙各8根吹灰器（共24根）。
3）锅炉氧量的影响：氧量不足使得煤粉燃烧不完全生成CO,形成还原性气氛，CO等还原性气体与煤灰接触时，会将煤灰中具有高熔点的Fe2O3还原成低熔点的Fe O,Fe O又在煤灰中Ca O的助熔作用下，进一步与煤矿灰中具有高熔点Al2O3生成低熔点的共熔混合物Ca O.Fe O+Ca O.Al2O3,它们的熔化温度仅有1 000~1 200℃，结焦几率增大。
4）四角风速不均：由于前后墙导致粉管行程不一致，造成同一喷嘴的横截面上煤粉浓度和颗粒分布不等，引起局部缺氧局部结渣。
5）煤粉过粗：制粉设备缺陷或者一次风压控制高导致煤粉过粗，使得煤粉在主燃烧区无法燃尽，拉长火焰，使得炉膛出口温度上升，导致煤灰容易在过再热器管壁上结焦积灰。
6）配风不合理：在掺烧调整过程中，未能根据煤种熔点和挥发分及时调整配风，导致部分印尼煤燃烧器区域或者燃烧区风量不足，导致燃烧器喷口结焦。
7）锅炉吹灰方面：一是部分炉膛结焦面，吹灰器无法吹到部位；二是吹灰系统压力调节阀控制性能差，长吹在吹灰过程中压力下降至0.5~0.6 MPa,甚至还有长吹吹到一半因为蒸汽参数不合格自动退出；三是吹灰器行程不到位和吹灰时间设定过短，导致吹灰效果差。
8）一次风压控制不合理：一是一次风压过低，降低一次风压容易造成煤粉过细，加上印尼煤挥发性高容易着火，形成贴壁燃烧，在燃烧器附近和水冷壁墙面燃烧形成结焦；二是一次风压高，使得煤粉较粗，导致煤粉在主燃烧区无法燃尽，拉长火焰，炉膛出口温度高，造成煤灰在过再热受热面形成积灰结焦。
4 防止结焦的措施
1）从掺烧配煤方式优化调整：一是首先入厂煤应有完善的工业分析及灰熔点测定；二是配煤时应充分考虑灰熔点并及时跟踪锅炉结焦情况；三是印尼煤总体掺烧原则为低灰熔点煤、长焰煤、高水分煤等放在下层燃烧，高灰熔点煤、短焰煤、低水分煤等放在上层燃烧[3].
2）合理提高氧量运行：经多次试验，得出较为有效的结焦氧量控制值（如表1），发现锅炉有结焦倾向时适当增加氧量运行。
表1 锅炉氧量控制值
3）炉膛配风方式：一是针对印尼煤挥发性高灰熔点低的特性，为防止锅炉主燃烧区缺氧燃烧，对主燃烧区域采用收腰型配风，并提高氧量0.2%~0.4%,提高主燃烧区域的燃尽度，对缩短火焰有明显效果。二是实时现场观察燃烧器附近结焦，及时开大该层二次风。
4）合理控制一次风压在6.7~7.0 k Pa:根据结焦部位和煤粉粗细适当调整一次风压。
5）保证煤粉细度R90在设计值18%内。
6）加强吹灰和吹灰器检查：一是根据锅炉结焦部位，针对性加强吹灰；二是吹灰时保证蒸汽参数合格；三是加强吹灰器检查，重视吹灰器缺陷消缺。
7）定期进行炉膛扰动：通过倒换制粉系统、升降锅炉负荷、提升烟气速度对清理积灰结焦效果明显，但要防止大面积突然掉焦。
5 优化调整后的结果
经过上述针对一期锅炉结焦各种措施，结焦情况明显有所好转（如表2）。
表2 锅炉结焦优化前后数据对比
1）空预器入口烟温下降12~14℃，解决了因空预器入口烟温超标限制负荷的难题，同时空预器差压也下降了，保证了空预器的安全运行；
2）分隔屏温升提升约20℃，末级过再器减温水量减少，排烟温度下降10℃，锅炉效率大大提升；
3）水冷壁结焦明显减少，大大降低了因结焦引起的水循环恶化；
4）随着烟道积灰结焦减小，烟道阻力降低，引风机电流降低，节省厂用电。
6 结语
锅炉结焦是一个受多种因素影响的现象，它会给锅炉的安全连续生产带来严重的影响，也是许多人研究的课题，研究排除结焦形成的主要因素会大大降低结焦的形成，从而保证锅炉生产的安全性、稳定性、经济性、连续性。
参考文献
[1]王承亮。300 MW锅炉结焦原因分析及预防措施研究[J].科技创新导报，2019,16（25）：59-60.
[2]黎新建。300 MW机组锅炉冷渣器结焦问题及优化改造分析[J].科技创新导报，2019,16（14）：96-98.
[3]吴鹏辉。300 MW电站锅炉结焦的成因及防治研究[J].企业技术开发，2017,36（11）：46-47;67.