摘要：鍋爐結焦會加速鍋爐的老化，影響鍋爐的效率和壽命，因此，加強對鍋爐結焦的原因分析，做好相關防治工作，具有十分重要的現(xiàn)實意義。文章對鍋爐結焦的成因及防治措施進行了探討，旨在為鍋爐改造提供參考意見。

關鍵詞：火電廠；鍋爐結焦；發(fā)電量；防治措施；鍋爐老化；鍋爐改造 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK223 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

火力發(fā)電是重要的發(fā)電方式之一，火電廠的運作情況直接影響著社會用電，而鍋爐結焦問題嚴重影響著火電廠的發(fā)電量及其運行的安全與效率，因此，我們應該高度重視火電廠鍋爐結焦問題。

1 原因分析

火電廠主要借助燃燒燃料來獲取熱能，通過熱能轉化為機械能，再通過機械能轉化為電能，最終將電能輸送給廣大電力用戶使用。而鍋爐作為整個熱力發(fā)電系統(tǒng)的主要設備，其運行中受熱面結焦是一個主要問題，最終導致發(fā)電廠的發(fā)電效率降低。因而為了確保其高效的生產(chǎn)，就必須對火電廠鍋爐結焦的成因進行分析，主要有以下三點：

1.1 煤質(zhì)差

當前，煤是我國火電廠選用最為廣泛的燃料。在鍋爐運行中，煤質(zhì)是決定鍋爐是否結焦的主要因素，因為其在燃燒過程中，軟化溫度、熔化溫度和灰份熔融特性的變形溫度經(jīng)常出現(xiàn)異常，而這主要是因為煤質(zhì)不同，當煤中含有較多堿性氧化物時，其灰熔點較低，容易導致鍋爐結焦，而若煤種的氧化鋁和氧化硅的含量較大，其灰熔點較高，一般不會導致鍋爐結焦。因此，當前很多發(fā)電廠在選煤時，往往由于所選煤質(zhì)較差，容易導致鍋爐結焦。

1.2 爐膛溫度異常

在鍋爐燃燒過程中，由于操作人員難以有效的控制爐膛溫度，從而導致鍋爐結焦。究其根源，首先是因為爐膛溫度越高，飛灰就會處于軟化甚至熔融狀態(tài)，固體顆粒容易附著其表面，導致其結焦的概率較大；其次在燃燒過程中，若鍋爐內(nèi)的氧氣不充足，結焦概率將增大，主要原因之一是含氧量較低時，部分燃燒區(qū)域形成還原性氣氛，導致灰熔點降低而結焦，原因之二為氧氣不足，意味著鍋爐送風量不夠，而送風對于爐膛相當于冷源，所以將導致爐膛局部溫度偏高。此外，當煤灰中鐵含量較大時，容易產(chǎn)生灰熔點較低的物質(zhì)，例如氧化環(huán)境下的鐵能生成Fe2O3，此時Fe2O3就會與氧化硅發(fā)生化學反應，并生成2FeO-SiO2，但是其熔點較低，導致鍋爐結焦加劇。

1.3 難以及時高效地監(jiān)測

鍋爐運行中，有效的實時監(jiān)測能更好地確保其燃燒效率，但就實際來看，往往由于缺乏在線監(jiān)測系統(tǒng)，而只能通過人為的方式進行監(jiān)測（生產(chǎn)中往往只能通過肉眼觀察受熱面對結焦情況進行監(jiān)測），很多鍋爐出現(xiàn)結焦后無法發(fā)現(xiàn)，導致鍋爐結焦程度越來越高，最終對鍋爐效率帶來影響。

2 火電廠鍋爐結焦帶來的不利影響

火電廠的鍋爐一旦結焦，就會導致其生產(chǎn)效率的降低，燃煤資源也得不到有效的利用，在日常工作中發(fā)現(xiàn)不同的鍋爐在不同時段，其結焦的程度也不相同，如圖1就是最為常見的鍋爐積灰等級示意圖：

鍋爐結焦對于火電廠生產(chǎn)效率的提升帶來的不利影響，具體表現(xiàn)在以下三個方面：一是鍋爐的性能降低，由于結焦后的鍋爐受熱面被焦塊覆蓋，導致結焦受熱面吸熱減少，后方受熱面吸熱增加（例如一般水冷壁結焦會導致過熱汽溫升高），甚至導致受熱面管壁超溫而爆管；二是鍋爐的使用壽命降低，尤其是大塊焦塊附著在受熱面上時，不僅會增加受熱面的負重，而且當焦塊掉落時可能導致冷灰斗水冷壁被砸壞；三是鍋爐滅火，對于濕式排渣鍋爐，當較大的焦塊從受熱面掉落時，由于焦塊溫度較高，導致水封槽內(nèi)瞬間產(chǎn)生大量水蒸汽，這大量的水蒸汽將向上噴涌，遮擋大部分火焰檢測探頭，導致鍋爐保護動作滅火，同時隨著水封槽內(nèi)水被蒸發(fā)，水封槽液位下降，將會導致爐底漏入大量冷風，最終導致燃燒區(qū)內(nèi)煤粉火焰的著火狀況嚴重惡化，爐膛內(nèi)負壓劇烈波動，也會導致鍋爐保護動作滅火。

3 關于如何防治鍋爐結焦的探究

通過上述分析，我們對火電廠鍋爐結焦的成因、不利影響和加強其防治的必要性有了一定的認識，在日常生產(chǎn)過程中要有效的防治鍋爐結焦主要應做好以下六方面的工作：

3.1 及時高效地摻配燃料，確保燃煤質(zhì)量

由于燃煤是火電廠的主要燃料，為了最大化地預防鍋爐結焦，首先應對煤質(zhì)進行嚴格的控制。當燃用易結焦煤種時應采取合理的摻配煤措施，即加強鍋爐入爐煤摻配工作，對于低灰熔點、易結焦煤種，應盡量和高灰熔點、不易結焦煤種進行合理摻配，以避免鍋爐單燒低灰熔點、易結焦煤種時造成嚴重結焦，并根據(jù)鍋爐水冷壁結焦情況適當加入除焦劑進行輔助除焦。

3.2 嚴格控制鍋爐溫度

為了預防鍋爐結焦，必須嚴格地控制爐膛內(nèi)部的溫度。通過對爐膛內(nèi)溫度全天候24小時監(jiān)控，并結合結焦特點對爐膛內(nèi)的溫差進行調(diào)節(jié)，預防煤灰顆粒的聚集形成焦狀，同時在燃燒調(diào)整時應定期檢測各粉管的出粉量是否平均，粉量過大容易使燃燒器噴口形成還原性氣氛且燃燒區(qū)域溫度過高造成燃燒器噴口的結焦；在進行鍋爐的熱態(tài)燃燒調(diào)整時，組織合理的燃燒工況，使各個燃燒器的配風均勻，確定最佳的過量空氣系數(shù)，調(diào)整一、二次風率、風速和風煤配比，使煤粉燃燒良好而不在爐壁附近產(chǎn)生還原性氣氛。

3.3 高效及時地清除鍋爐結焦

若鍋爐停止運行，應安排人員及時清理爐膛之內(nèi)的淺薄層結焦，確保爐膛的內(nèi)壁沒有初始結焦層，并在鍋爐中安裝吹灰器，及時將爐膛內(nèi)壁中的炭灰顆粒層清除。同時利用自動化控制系統(tǒng)，對爐膛結焦程度及時的監(jiān)測和清理，確保其始終處于爐膛的承受范圍之內(nèi)，具體工作流程如圖2所示：

3.4 合理優(yōu)化鍋爐的作業(yè)時間

采取分時段進行作業(yè)的方式是預防鍋爐因長時間的燃燒而出現(xiàn)結焦的有效措施，即對鍋爐的作業(yè)時間進行合理的優(yōu)化。例如在用電高峰期，由于此時鍋爐往往高負荷運行，容易出現(xiàn)結焦的情況，所以必須加強對其的監(jiān)測和處理，而對于用電低峰期，則應降低其運行時間，采取定期和不定期的方式加強對鍋爐內(nèi)壁的清掃。

3.5 有效控制鍋爐的火焰中心

對鍋爐的火焰中心進行適當控制，能夠防止灰渣撞擊爐膛內(nèi)壁造成的結焦現(xiàn)象。這是因為，煤燃燒產(chǎn)生的灰渣撞擊爐壁后易粘附在爐壁上，若清除不及時便會出現(xiàn)結焦且越積越多。而鍋爐的火焰中心位置既取決于燃燒器的噴射角度（此角度由基建時的安裝工藝決定，鍋爐正常運行時無法調(diào)整），還取決于各燃燒器的運行情況，因此必須保證燃燒設備處于良好狀態(tài)，旋流燃燒器各旋流器、煤粉均流器完好以及各風門擋板開度一致且調(diào)整靈活，直流燃燒器各擺角同步且不發(fā)生卡澀，各層、角二次風門開度偏差不大，以此降低火焰中心偏斜、貼邊、粘附等問題的發(fā)生。

3.6 提高空氣對流的速率

將空氣對流速率提升，能有效減少鍋爐內(nèi)結渣，從而更好地對煤的燃燒位置和燃燒器之間的角度進行控制，此時所形成的高溫點會集中在鍋爐的中心位置，從而達到降低燃燒器重要結構部位的污染、結渣。提高一次風速還可以增加一次風射流的剛性，減少由于射流兩側靜壓作用而產(chǎn)生的偏轉，避免一次風氣流直接沖刷壁面而產(chǎn)生結渣。

4 結語

綜上所述，對火電廠鍋爐結焦的成因及防治對策進行研究具有十分重要的意義，作為新時期背景下的火電廠，必須認真分析和總結火電廠鍋爐結焦的成因，結合其對鍋爐帶來的不利影響及防治的必要性，采取有效的措施，切實加強鍋爐結焦的防治，才能更好地確保企業(yè)生產(chǎn)任務的高效開展。

參考文獻

[1] 張海泉.火電廠鍋爐結焦的成因及防治[J].裝備制造技術，2013，（10）.

[2] 韓亞軍.循環(huán)流化床鍋爐結焦的成因及預防措施[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2014，（3）.

作者簡介：徐東磊（1987-），男，廣東潮州人，廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責任公司助理工程師。

（責任編輯：蔣建華）