張漆璽

摘 要：隨著發(fā)電機(jī)組的容量不斷增加，鍋爐容量和參數(shù)也不斷升高，鍋爐受熱面單位熱強(qiáng)度也逐漸提高，但鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的受熱面結(jié)焦對(duì)鍋爐整體效率的影響，也顯得比較突出。鍋爐一旦出現(xiàn)結(jié)焦，就會(huì)導(dǎo)致其受熱面?zhèn)鳠嶙枇哟?，受熱面的傳熱也?huì)因此惡化，導(dǎo)致煤耗加大，鍋爐經(jīng)濟(jì)性下降，甚至出現(xiàn)煙氣通道被堵塞的情況，導(dǎo)致鍋爐安全運(yùn)行受到影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生設(shè)備損壞、人身傷害事故。所以本文主要對(duì)鍋爐結(jié)焦原因危害以及預(yù)防措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：鍋爐；結(jié)焦；原因；危害；預(yù)防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.023

0 引言

煤是發(fā)電站鍋爐中常用的燃料，由于煤燃燒后形成含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物質(zhì)，且這些物質(zhì)大多數(shù)在鍋爐運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)以各種形式在受熱表面聚集，導(dǎo)致受熱面出現(xiàn)結(jié)焦的情況。這就使得鍋爐的受熱面?zhèn)鳠岬男阅芙档?，所以我們必須?duì)其原因和危害進(jìn)行分析，并采取針對(duì)性的預(yù)防措施，確保其安全高效的運(yùn)行。

1 鍋爐結(jié)焦的基本原理概述

當(dāng)前，火電站主要以煤粉爐為主，在煤燃燒過(guò)程中，其火焰的中心溫度是1600℃±100℃。煤燃燒后形成的灰在這樣的高溫下，就會(huì)熔化成液態(tài)，至少呈現(xiàn)出軟化的狀態(tài)。加上水冷壁吸熱，使得燃燒火焰的中心往外，且與水冷壁越接近時(shí)，其溫度也就越低。然而由于溫度快速的下降，使得灰就會(huì)由液變固。此時(shí)若灰為軟化狀態(tài)，當(dāng)期與受熱面接觸時(shí)，就會(huì)由于冷卻而在受熱面粘結(jié)，即結(jié)焦。

2 火電站鍋爐結(jié)焦原因的分析

上述我們對(duì)火電站鍋爐結(jié)焦的基本原理有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，為了更好地加強(qiáng)對(duì)其的處理，就必須對(duì)火電站鍋爐結(jié)焦的原因進(jìn)行分析。常見(jiàn)的原因主要有以下幾個(gè)方面：

（1）燃燒不充分。之所以燃燒不充分，主要是因?yàn)槊涸谌紵腥狈ψ銐虻目諝夤?yīng)。而煤灰屬于多成分化合物，其成分較為復(fù)雜，在同種煤質(zhì)下的煤渣，由于所在的煙氣和氣體介質(zhì)不同，其化學(xué)成分也會(huì)發(fā)生變化，而一旦成分改變，那么灰熔點(diǎn)也會(huì)因此改變。

（2）風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)不當(dāng)。因?yàn)殄仩t的一次風(fēng)門(mén)和二次風(fēng)門(mén)在調(diào)節(jié)時(shí)不到位，導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行時(shí)的配風(fēng)方式難以滿足實(shí)際需要，進(jìn)而導(dǎo)致其通風(fēng)不良的情況出現(xiàn)，出現(xiàn)結(jié)焦的情況。

（3）機(jī)械故障。部分機(jī)械在出現(xiàn)故障之后，也可能出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦的情況。例如磨煤機(jī)和給煤機(jī)，一旦出現(xiàn)故障，煤粉的細(xì)度與粒度分布以及煤粉過(guò)粗或者過(guò)細(xì)而導(dǎo)致結(jié)焦的情況出現(xiàn)。此外，鍋爐在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行之后，其結(jié)焦和積灰就會(huì)因?yàn)殄仩t負(fù)荷和煙氣溫度加大而增加。

（4）設(shè)計(jì)安裝問(wèn)題。因?yàn)殄仩t自身的設(shè)計(jì)問(wèn)題和安裝檢修質(zhì)量不到位，也可能出現(xiàn)結(jié)焦的情況。因?yàn)槠洳粌H取決于煤灰的性質(zhì)，更與鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式以及受熱面布置有著緊密的關(guān)聯(lián)。

（5）煤質(zhì)問(wèn)題。在鍋爐運(yùn)行中，由于煤質(zhì)問(wèn)題的存在，同樣會(huì)導(dǎo)致結(jié)焦的情況出現(xiàn)。若煤質(zhì)差，其發(fā)熱量就會(huì)較低，那么就會(huì)威脅到鍋爐的安全運(yùn)行。而煤質(zhì)好，發(fā)熱量就會(huì)越大，當(dāng)超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，爐膛的溫度和出口煙的溫度就會(huì)快速升高，導(dǎo)致煤灰被熔融和軟化，進(jìn)而出現(xiàn)鍋爐結(jié)渣的情況。

3 鍋爐受熱面結(jié)焦帶來(lái)的危害分析

當(dāng)鍋爐受熱面結(jié)焦之后其將帶來(lái)諸多危害，必須引起我們的重視。一是熱效率會(huì)降低，同時(shí)耗電量增加，鍋爐的通風(fēng)阻力也會(huì)加大。二是鍋爐系統(tǒng)的熱損失會(huì)加大，因?yàn)橐坏┧浔诮Y(jié)焦，就會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)量下降，同時(shí)爐膛出口的溫度也會(huì)上升，導(dǎo)致排煙熱損失較大，而蒸汽出口的溫度會(huì)上升，同時(shí)管壁的溫度也會(huì)加大，導(dǎo)致通風(fēng)阻力加大，導(dǎo)致出力受到限制。三是影響整個(gè)鍋爐安全高效的運(yùn)行，尤其在結(jié)焦后，不僅溫度升高，而且還會(huì)形成局部過(guò)熱，甚至導(dǎo)致鍋爐爆管。

4 預(yù)防措施

（1）要有合適的煤粉細(xì)度。煤粉過(guò)粗，燃燒時(shí)間和燃燒距離增長(zhǎng)，煤粉由于在慣性的作用下，使得爐膛的受熱面被直接沖刷，加上粗煤粉在燃燒的溫度遠(yuǎn)比煙氣的溫度高，所以其熔化的比例也就較高，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)焦。而煤粉過(guò)細(xì)，又會(huì)導(dǎo)致能耗高，使得制粉性能下降，爐膛出口的煙氣溫度較高，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)焦的情況。所以必須對(duì)煤粉的細(xì)度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

（2）將一次風(fēng)速適當(dāng)?shù)奶嵘?。這樣做的目的主要是為了減緩和減少燃燒器周邊的結(jié)焦情況。這是因?yàn)閷⒁淮物L(fēng)速適當(dāng)?shù)奶嵘?，能將煤粉著火的時(shí)間適當(dāng)?shù)耐七t，點(diǎn)火器與燃燒器的距離更遠(yuǎn)，且火焰高溫區(qū)處于爐膛中心，有效的預(yù)防在噴口附近出現(xiàn)結(jié)焦的情況。此外，這樣做還能加大一次風(fēng)射流的剛性，將因?yàn)樯淞鱾?cè)的靜壓形成的偏轉(zhuǎn)減少，尤其的能預(yù)防因一次風(fēng)氣流對(duì)避免進(jìn)行直接沖刷，有效的避免出現(xiàn)結(jié)焦的情況。

（3）適當(dāng)?shù)囊欢物L(fēng)配比。根據(jù)煤種的不同，制定合適的一二次風(fēng)量配比。在調(diào)節(jié)一次風(fēng)時(shí)，主要是確保火焰的長(zhǎng)度適中，而對(duì)二次風(fēng)的調(diào)節(jié)，主要是確保供氧量充足，進(jìn)而確保煤粉的燃燒更加充分。并根據(jù)煤種的品質(zhì)，調(diào)整一次風(fēng)溫，改變煤粉氣流著火距離，燃用煙煤時(shí)，由于揮發(fā)分高，適當(dāng)降低一次風(fēng)溫，使揮發(fā)分溢出減慢，增加一次風(fēng)風(fēng)量，煤粉氣流運(yùn)動(dòng)速度增快，延長(zhǎng)煤粉著火距離。

（4）嚴(yán)防火焰中心出現(xiàn)偏斜與貼邊的情況。當(dāng)灰渣與爐壁相撞時(shí)，如果仍處于熔化或者軟化的狀態(tài)，就會(huì)在爐壁上粘附而結(jié)焦。所以需要確保燃燒中心適中，預(yù)防火焰中心出現(xiàn)偏斜與貼邊的情況。

（5）配風(fēng)均勻。在對(duì)燃燒器進(jìn)行配風(fēng)時(shí)，應(yīng)盡可能地確保其均勻，才能避免燃燒空氣不足的情況出現(xiàn)，確保爐內(nèi)的火焰中心不偏斜。

（6）對(duì)爐膛出口溫度進(jìn)行合理的優(yōu)化和完善。一般而言，這一溫度在1200℃到1400℃時(shí)，最具有技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性。但是這主要是基于理論的視角來(lái)分析，所以為了預(yù)防在對(duì)流受熱面出現(xiàn)結(jié)焦的情況，應(yīng)嚴(yán)格控制爐膛出口的問(wèn)題，并在鍋爐的爐膛出口設(shè)置屏式受熱面。

（7）確保燃料與空氣充分接觸。這主要是為了預(yù)防水冷壁周邊生成還原性的環(huán)境，避免局部出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)焦情況。所以必須確保一次風(fēng)和二次風(fēng)在位置和風(fēng)量以及風(fēng)速上進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，才能確保燃料和空氣得到充分的接觸。特別需要提出的是，若爐內(nèi)煙氣含量在3%以下時(shí)，因?yàn)榫植砍霈F(xiàn)缺氧的情況，將導(dǎo)致CO的含量快速的增加，從而導(dǎo)致水冷壁局部掛焦。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鍋爐結(jié)焦的原因較多，帶來(lái)的危害也不容忽視。所以我們必須切實(shí)加強(qiáng)對(duì)其原因的分析，并采取針對(duì)性的措施，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)其的優(yōu)化和完善，盡可能地減少結(jié)焦的情況出現(xiàn)，確保其安全高效的運(yùn)行。

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