防止锅炉掉大焦造成设备损坏

摘要：大型燃煤锅炉在运行中结焦情况是经常发生的，尤其是锅炉掉大焦对炉膛燃烧影响很大，很容易造成设备损坏，燃烧不稳，甚至炉膛灭火事故，严重影响机组的安全运行，本文通过分析结焦原因，从运行调整、燃料管理、设备管理方面控制，防止锅炉结大焦造成设备损坏。

关键词：结焦 配煤掺烧 燃烧稳定

1、设备简介：

我公司采用东方锅炉厂有限责任公司引进技术制造的超临界参数变压本生型锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。锅炉型号为：DG2020/25.4-‖1。锅炉燃烧方式采用前后墙对冲燃烧，前后墙布置3层，每层各有8只HT-NR3燃烧器（前后墙各4只），总共24只。在最上层煤粉燃烧器上方，前后墙各布置1层燃尽风喷口，每层布置6只，共12只燃尽风口。

2、情况说明

近几年受到煤炭市场的影响，进厂煤质较多，偏离设计煤质，导致机组在运行中掉焦频繁，多次出现因掉大焦造成捞渣机液压关断门损坏，燃烧情况恶化，严重影响机组的安全运行。

3、原因分析

受热面、水冷壁等结焦的内因受煤灰特性影响，主要是燃煤灰熔点和灰分元素。灰熔点偏离设计值，是导致灰变形熔化挂焦的主要原因。灰的熔点越高，则越不容易结焦；反之，熔点越低，就越容易结焦。 煤粉在燃烧时，其灰分熔融温度用变形温度t1、软化温度t2、溶化温度t3，值来表示。软化温度t2的高低是判断煤灰是否容易结焦的主要指标，软化温度越低，则结焦性越强。我公司#1、2 锅炉设计煤灰熔融性见下表：

其次，煤质差，入炉煤硫份的升高会直接导致灰熔点降低，进而引起结焦；煤粉过粗，火焰中心上移，会导致过热器受热面结焦；使燃料达不到完全燃烧，未完全燃烧将产生还原性气体，灰的熔点就会大大降低；磨煤机出口温度过高、一次风量过低、煤粉调整过细造成着火点提前，燃烧器热负荷分配不合理，导致燃烧器区域结焦的现象发生；炉膛容积热负荷不均匀及炉温过高，配风不合理，炉膛火焰偏斜冲刷炉墙，温度场分布不均，导致炉膛结焦。

4、确定防结焦措施：

根据锅炉设计特性，厂内煤质情况，实际运行中锅炉结焦情况不可避免。在实际运行中尽量减少锅炉结焦，防止锅炉结大焦，影响锅炉安全运行，是我们努力的方向，结合我公司实际情况，从以下几个方面制定防范措施：

4.1燃料管理方面：

严格控制入厂煤和入炉煤燃煤煤质，加强煤碳采购和煤场管理，加强新进煤种和可疑煤种灰熔点化验，控制入厂煤灰熔点基本不低于 1300℃。限制采购灰熔点（变形温度）低于 1200℃原（混）煤，并做好堆放管理；准确进行混煤掺烧，做好煤质堆放和配煤掺烧管理工作，防止屏过结大焦。

加强来煤煤质化验、分析，对入厂煤灰熔点进行监测。完成对常用煤种灰熔点的分析。对于可疑煤种及新进煤种及时进行灰熔点的测试，为运行人员合理掺配、燃烧调整提供依据。

入炉煤掺配时，应根据煤质预报情况，进行高低灰熔点燃煤合理掺配，灰熔点低燃煤原则上掺烧下层，禁止全部上低灰熔点混煤，保证低熔点燃煤在挂焦时，固体颗粒的煤灰对其有冲刷作用。

混合掺烧不同的煤种，结焦性强的煤种要避免和高灰分煤种混烧。灰分越高，灰分中含铁矿物质和碱金属占比越大，则燃煤结焦倾向就越高，加剧锅炉的结焦。

4.2运行调整：

高负荷时，在保证燃烧火检充足下，调整下层磨煤质的挥发份，降低燃烧器区域温度，减少结焦概率。为防止燃烧器喷口结焦，在煤火检强度高于 50%时，可开大燃烧器外二次风挡板，根据火检充满度及负荷尽量提高二次风压。加强燃烧调整，严格控制两侧烟气温度偏差，保持炉膛出口温度场分布的均匀度；

在磨煤机无缺陷的前提下，优化制粉系统运行方式，保持中下层磨运行，同时适当增加下层燃烧器出力，减小中、上层燃烧器出力，以降低火焰中心；加强磨煤机调整，确保煤粉细度合格。运行调整中应特别注意保持适当的过剩空气量，严禁缺氧燃烧。当入炉煤硫份（最高值）小于 1%时，严格执行规程规定氧量曲线；

根据煤质变化，合理使用一次风，保证风粉比率在1.8—2.0 之间，挥发份高的煤种，提高风粉比率，防止着火点过近，燃烧器区域结焦及烧坏燃烧器喷嘴。为减弱水冷壁区域的高温腐蚀现象，在增大氧量的同时，合理分配各层燃烧器二次风量，避免出现局部还原性气氛，以减少硫化物型腐蚀。

减少煤油混燃时间。投油助燃时应尽快消除故障退油，减少煤油混烧时间，防止未燃烬煤粉与油粘结在受热面上造成结焦，若短时间故障消除困难，应定时切换油枪。

运行人员采取上述手段是尽量控制结焦，但在实际运行中结焦情况仍不可避免，可采取以下手段在焦块未形成大块前脱落，加强炉膛受热面的吹灰，如长时间低负荷运行不能进行炉膛吹灰，应积极协调两台炉负荷或联系省调加负荷，进行全炉膛吹灰，确保水冷壁受热面无大焦块。

采用变燃烬风量的方法（350-550MW 负荷），同时开启前墙、后墙燃烬风门，10 分钟后恢复，每小时活动风门一次，二次风量大幅度变化，使炉内空气动力场、温度场发生变化，尤其使屏过区域结的焦在受到温度变化的情况下会脱落，使屏过区域的结焦在未形成大块时掉落，以减少落大焦的危害；

运行调整中要加强对各受热面各壁温监控，及时调整，严禁壁温超温或两侧壁温偏差大。壁温异常时需加强就地检查，确认结焦情况，采取措施，消除大块焦，防止设备损坏。

4.3设备管理：

加强磨煤机维护消缺工作，制定磨煤机研磨件磨损量台账分析，确定合理的磨煤机检修周期，确保磨煤机性能满足锅炉燃烧需求，为运行方式调整和燃煤掺烧提供条件。

维护部对变形的捞渣机液压关断门和锅炉下部水封缺陷及时修复，确保锅炉底部水封的严密性，保证炉内燃烧工况，避免火焰中心上移，避免高温受热面的结焦。

根据机组停运情况，做好燃烧器检查和缺陷处理工作，确保燃烧器设备运行可靠；进行必要冷态空气动力场试验，确保动力场满足运行要求，发现问题及时处理；停炉后利用机会进行彻底、全面的锅炉受热面的清焦、清灰工作，保证修后受热面的清洁度。

5、取得效果：

经过采取一系列的措施，并严格执行落实到位，锅炉掉大焦情况取得了显著的效果。虽然机组多次出现掉焦情况，大焦块掉落次数明显减少。掉焦情况统计如如下：四月#1炉出现掉焦现象，未造成设备损坏；五月#1炉加负荷过程中落焦一次，未造成设备损坏；六月#2炉掉焦两次，未造成设备损坏；七月#2炉落焦1次，未造成设备损坏；八月#1、2炉多次掉落焦块、未造成设备损坏；九月#1、2炉各掉焦一次，其中#1炉掉焦焦块较大，导致#1捞渣机端门挡板崩开，#2炉设备未受损； 十月#1炉掉焦一次，设备未受损。

6、结论：

通过分析发现掉焦情况均出现在负荷较高，加、减负荷阶段。机组负荷较高，炉膛热负荷较高，局部缺氧，燃煤热值高，燃烬率低，降低灰熔点，造成结焦，负荷变动，炉内工况发生变化，容易掉大焦。因此严格执行防结焦措施，并在负荷变动时，允许活动风量时，先活动风量，控制加、减负荷速率，加强吹灰，可有效的使较大的焦块及时掉落，避免形成更大的焦块，造成设备损坏。

到目前为止，未出现掉大焦砸坏设备严重事故发生，达到了预期的目标，由于燃料的限制，配合公司消耗高硫煤，结焦情况不可避免，只有尽最大可能的避免大焦块的形成，保证设备的安全。

参考文献：

[1]樊泉桂，锅炉原理[M]。北京：中国电力出版社，2006