發布時間：2020-08-13所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：結焦是鍋爐運行中較普遍的一種現象，尤其是摻燒劣質煤的時候，結焦現象較為明顯。結焦不但會嚴重影響鍋爐機組的正常運行，而且為安全運行埋下隱患。為此，防止鍋爐結焦，了解結焦的危害、原因及預防措施具有十分重要的意義。 關鍵詞：結焦;危害;措施 1
摘要：結焦是鍋爐運行中較普遍的一種現象，尤其是摻燒劣質煤的時候，結焦現象較為明顯。結焦不但會嚴重影響鍋爐機組的正常運行，而且為安全運行埋下隱患。為此，防止鍋爐結焦，了解結焦的危害、原因及預防措施具有十分重要的意義。
關鍵詞：結焦;危害;措施
1 前言
鍋爐結焦是指灰渣在高溫下熔化后粘結在爐墻、受熱面上的現象。鍋爐結焦是燃煤工業鍋爐運行中比較普遍的現象。它會破壞正常燃燒工況，減少鍋爐出力，破壞正常水循環，造成爆管事故，嚴重時還會使爐膛出口堵塞而被迫停爐。
2 結焦的原因
2.1 煤質因素
煤在燃燒時，其灰分熔融特性溫度用變形溫度t1、軟化溫度t2和熔化溫度t3數值表示。一般軟化溫度t2的高低是判斷煤灰是否容易結焦的主要指標。灰的成分不同，其熔點也不同。燃用煤種的煤質對電廠鍋爐的結焦有著根本的影響，結焦的內因受灰質的組成成分和熔化溫度的影響。煤灰對于高溫受熱面沾污結焦的傾向，可用灰熔點溫度及灰的主要成分來判斷煤灰的結渣指標。通常可用灰成分中的鈣酸比、硅鋁比、鐵鈣比及硅值來判斷其結焦傾向，用氧化鈉的質量分數來判斷其沾污性。煤中的硫化鐵、氧化亞鐵、氧化鉀和氧化鈉含量大時，灰熔點低，就容易結焦;煤中的氧化硅、氧化鋁含量大時，灰熔點高，就不易結焦。煤的灰熔點一般在1250～1500℃(高于鍋爐爐膛受熱面的設計溫度)，而有些煤的灰熔點則低于1100℃，燃用了這種煤非常容易結成焦塊。
鍋爐是根據設計煤種的著火特性、沾污腐蝕磨損特性、燃盡性能和結焦性能進行耦合設計的，對于一臺定型的鍋爐，其對每種的適應性是存在一定范圍的。因此實際燃用煤質偏離設計煤種，煤的結焦性能超出鍋爐設計參數范圍是鍋爐結焦的主要原因。煤的熔點低;超負荷運行時，爐溫升高，煙氣流速加快，煤的灰粒呈熔融狀態;煤粉爐的爐膛矮或煤粉過粗使其在爐膛內燃燒不盡;煤粉爐的煤粉噴嘴角度調節不當，距離爐墻太近或噴射速度大;運行調節不當，使火焰偏斜到爐墻附近;吹灰不及時等均有可能造成鍋爐受熱面結焦。
2.2 爐膛結構
爐膛容積熱負荷、爐膛斷面熱負荷、燃燒器區域熱負荷、爐膛幾何尺寸對鍋爐結焦有直接關系。爐膛容積熱負荷設計值的選取不但影響煤的燃盡，更重要的是影響爐膛出口溫度和爐膛溫度，特別對于灰熔點低的煤種，選取較大的爐膛容積和截面積是必然的，否則爐膛上部及爐膛受熱面容易結焦。爐膛容積大小或鍋爐超負荷運行，造成爐膛熱負荷過高;輻射受熱面布置較少，吸熱量小;爐膛出口煙氣溫度選得太高;爐膛出口流通截面狹窄，火焰中心位置太高。這些都會成為鍋爐在運行中產生結焦的原因。
2.3 爐內動力工況
除煤質原因外，鍋爐運行工況也可能加劇鍋爐結焦。
2.3.1 爐膛出口過量空氣系數
爐膛出口過量空氣系數減少，爐膛出口煙溫增加，熔點較低的灰份易在過熱器上積灰，還會使爐膛壁面處煙溫增加，爐膛沉積物增加。爐膛出口過量空氣系數減少，爐內出現還原性氣氛，熔點較高的三氧化二鐵還原為熔點較低的氧化鐵，從而使灰熔點大大降低(100~200℃)，結焦可能性增大。
2.3.2 爐膛出口煙氣溫度
爐膛出口煙溫高于煤灰軟化溫度，煤灰呈熔化或半熔化狀態，熔融灰會直接粘在受熱面上，產生嚴重的結渣。
2.3.3 爐膛熱負荷過高，造成爐內溫度水平提高、煙溫水平也提高。堿金屬化合物易氣化后冷卻凝在受熱面管壁上形成強粘結灰，同時阻礙吸熱，維持負荷勢必要增加燃料量，從而進一步提高爐內溫度，隨著爐溫提高，受熱面結渣將呈指數規律上升，形成惡性循環。
2.3.4 鍋爐風粉不平，爐內空氣動力場紊亂，造成燃燒中心偏斜，灰渣撞擊水冷壁，易粘附于爐壁上結渣。
2.3.5 煤粉細度
煤粉細度過粗，使火焰中心上移，易造成爐膛出口處的受熱面結渣。
2.3.6 一次風速
一次風速低、剛性弱，火焰易偏斜刷墻，造成水冷壁結渣，若一次風太大，火焰上升得很高，甚至直射后墻，會促使高溫結焦，所以一次風速保持在合理范圍內。
3 鍋爐結焦的危害
3.1 鍋爐結焦會引起過熱汽溫升高，并導致過熱汽、再熱器減溫水開大，甚至會導致汽水管爆破;結焦會使鍋爐出力降低，嚴重時造成被迫停爐;結焦會縮短鍋爐設備的使用壽命;排煙損失增大，鍋爐效率降低;引風機耗電量增加;由于結焦往往是不均勻的，因而水冷壁結焦會對自然循環鍋爐的水循環安全性帶來不利的影響。
3.2 鍋爐大塊結焦嚴重時會造成渣溝受堵，不得不降負荷運行。
3.3 鍋爐結焦若熔合成大塊時，因重力從上部落下，導致砸傷冷灰斗水冷壁。低負荷會因掉大塊焦而引起燃燒不穩甚至熄火。
3.4 鍋爐的大焦塊掉下后，瞬時產生大量的水蒸氣，使爐底漏入大量冷風，造成燃燒器區域(尤其是下排燃燒器區域)煤粉火焰著火狀況的嚴重惡化，使爐膛負壓產生劇烈波動(超限)而引起鍋爐滅火。
4 防止和消除結焦的措施
4.1 選擇合理的運行氧量
鍋爐運行氧量即爐內的氧化或還原性氣氛，它對鍋爐的結焦有非常大的影響，如果鍋爐運行氧量偏低，爐內還原性氣氛較強，煤的灰熔點就會下降，鍋爐就容易結焦。這是因為灰熔點隨著鐵量的增加而下降，鐵對灰熔點的影響還與爐內氣體性質有關，在爐內氧化性氣氛中，鐵可能以三氧化二鐵的形態存在，這是隨著含鐵量的增加，其熔點的降低比較緩慢;在爐內還原性氣氛中(氧量不足)，三氧化二鐵會還原成氧化鐵，灰熔點隨之迅速降低，而且氧化鐵最容易與灰渣中的氧化硅形成熔點很低的合成物，其灰熔點僅為1065℃。
當煤質有波動時，運行人員沒辦法根據實際情況進行調整，造成鍋爐燃燒配風方式不是處于優化狀態，特別是上層噴嘴煤粉顆粒燃盡性差，有一部分大顆粒煤粉在爐膛出口處尚未燃盡，導致鍋爐爐膛出口溫度偏高，結焦嚴重，由于爐膛截面積大，熱負荷較小;當煤質變劣時，煤粉的燃盡性能適應能力不強。
提高鍋爐運行氧量，避免爐內出現還原性氣氛。加強爐內吹灰工作，特別是重點區域要增加吹灰次數，如果運行氧量還偏低，必要時適當降低負荷。由于結焦的主要區域在爐膛出口處，此處容易堵塞煙道，增加煙氣阻力，引風機處理更顯不足，所以要防止結焦與還原性氣氛惡性循環的趨勢。機組檢修時，對空氣預熱器進行重點清洗，降低煙風道的阻力，提高風機的出力。
4.2 選擇合理的爐膛出口溫度
對鍋爐進行優化燃燒調整試驗，對爐膛出口煙溫(或高溫受熱面管壁溫度)進行在線監視，保證主參數合格。通過合理的調配一次風和二次風的運行風門開度以及運行氧量，保證主參數合格和爐膛出口煙溫低于燃煤灰熔點的同時來保證蒸汽質量，從而防止爐膛出口結焦;通過對爐膛出口煙溫、過熱氣溫、鍋爐負荷、燃燒氧量、爐膛排煙溫度等各種運行參數的在線監測，也可以評價鍋爐爐膛出口是否會產生結焦，從而防止在燃用不同煤種時鍋爐爐膛結焦，并能獲得最大的鍋爐效率。
4.3 組織合理而良好的爐內空氣動力場是防止結焦的前提。當灰渣撞擊爐壁時，若仍保持軟化或熔化狀態，易粘結附于爐壁上形成結焦，因此必須保持燃燒中心適中，防止火焰中心偏斜和貼邊。
4.4 保持合適的煤粉細度
煤粉粗，火炬拖長，粗粉因慣性作用會直接沖刷受熱面。再則，粗粉需要較長的燃盡時間，因而它們往往在貼壁處造成還原性氣氛，使灰熔點降低。但是，煤粉太細會導致制粉系統電耗高。因此煤粉細度因經常取樣監測，保持在合理經濟細度范圍內。
4.5 適當提高一次風速可以減輕燃燒器附近的結焦
提高一次風速可推遲煤粉的著火，可使著火點離燃燒器更遠，火焰高溫區也相應推移到爐膛中心，可以避免噴口附近結焦。
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生的偏轉，避免一次風直接沖刷避免而產生結焦。但此風速的提高受煤粉著火條件的限制。
4.6 加強對爐膛的吹灰，防止低負荷掉灰對燃燒器產生不良的擾動
4.7 減少漏風
爐膛漏風，破壞了正常燃燒工況，造成火焰的充滿度和攪拌混合情況惡化，火焰中心升高或偏斜，會加速結焦的形成。——論文作者：祁勇東
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