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大方電廠核相儀結焦的（de）原因及（jí）對策

  1、前言
大（dà）方發電（diàn）有限公司＃1爐係東方鍋爐廠生產的DG1025/18.2－II15型亞臨界、一次中間再熱、自然循（xún）環固態排渣（zhā）、“W”火焰燃燒汽包爐。設（shè）計參數為：過熱蒸汽流量：1025t∕h；過熱蒸汽出口壓（yā）力17.35MPa；過（guò）熱蒸（zhēng）汽出口溫度540℃。再熱蒸汽流量：844.16 t∕h；再熱蒸（zhēng）汽入（rù）口壓力3.91MPa；再熱蒸汽入（rù）口溫度327.5℃；再熱蒸汽出口溫度540℃，給水溫度279.5℃。汽包工（gōng）作壓力18.7MPa。鍋爐額定蒸發（fā）量947.5 t∕h。過熱器係統共設置兩級噴水減溫，再熱（rè）器係（xì）統共設置**事故（gù）噴水減溫。
大方發電有（yǒu）限公司＃1機組於2006年7月11日22：45點火,進入168小時試（shì）運行，於2006年7月22日4：40分順利通過168小時試運（yùn）行，進入商（shāng）業運（yùn）行階段。

2、機組（zǔ）投產後存在的問題：
機（jī）組（zǔ）投產後，在運行中出現*多、*麻煩的問題是鍋爐結焦比較嚴重，特別是四角翼牆及左右牆；垮（kuǎ）焦次數特別多，僅8月份一個月內（nà）大的垮焦次數就達7次，其中1次導致鍋爐熄火，6次導致撈渣機卡死，需投油助燃的小的垮焦次數幾乎每天都有。 8月份一個月的助燃用油高達106噸，飛灰含（hán）碳率12-15%，排煙溫度170℃以上（shàng）。

3、結（jié）焦的原因分析：
3.1結焦的機理
結焦，是指在煤粉爐的爐膛中，熔融（róng）的灰渣粘結在受熱（rè）麵上（shàng）的（de）現（xiàn）象，粘結物硬（yìng）度（dù）大、密（mì）度大；積渣，是指熔融的灰渣不斷積聚（jù）在受熱麵上的現象，積聚物鬆軟。結焦（jiāo）、積渣形成有兩個條件，一是溫度過（guò）高，二是灰熔點過低（dī）。鍋爐結焦是個（gè）很複雜的物理化學過程，它涉及煤的（de）燃燒、爐內傳熱、煤質的結焦特性、煤灰粒子在爐內運動以及煤（méi）灰與管壁間的粘附等過程。結焦的形成主（zhǔ）要有以下幾個（gè）過程（chéng）：
3.1.1煤（méi）粉（fěn）在燃燒（shāo）過程中形態的變化
3.1.2灰粒向水冷壁的輸運過程
3.1.3灰渣在管壁上的粘接和結聚長大
3.2造（zào）成我廠#1爐結焦嚴（yán）重的（de）原因
造成我廠（chǎng）#1爐結焦嚴重的原因很多，現分析如（rú）下：
3.2.1設（shè）計方麵核相儀
1）設計煤種與實際燃用煤種的特性參（cān）數相差較（jiào）大，設計煤種的灰份為25.66%，而實際（jì）燃用煤（méi）種的灰份都在40%以上，有時高（gāo）達47%。設計煤種的（de）低位發熱量為22.486MJ/kg,而實（shí）際燃用煤種的低位發熱量僅有（yǒu）17MJ/kg左右，設計爐膛熱負荷過高；輻射受（shòu）熱麵布（bù）置較少，水冷壁管間距過大，吸熱量小；爐膛（táng）出（chū）口煙氣溫度選得太高（gāo）；爐膛出口流通截麵狹窄，火焰中心位置太（tài）高。
2）衛燃帶、耐火磚敷設過多。由於我廠所燃用的（de）是極難著火（huǒ）和燃燒的（de）無（wú）煙煤，為了穩燃，在下爐膛水冷（lěng）壁大麵積敷設耐火磚，使得燃燒區域爐（lú）膛（táng）熱負（fù）荷偏高，爐膛溫度（dù）高，熔融的煤粉極易粘附（fù）在（zài）耐火（huǒ）磚上結焦、積渣。停爐後檢查發現主要是耐火磚（zhuān）上和敷設耐火水（shuǐ）泥的部位結焦、積渣嚴重，尤其是四個小角部*為嚴重（chóng）。
3.2.2燃燒調整方麵
1）燃燒中空氣量不足。燃燒過程中，若空氣量（liàng）不足，其（qí）燃燒時就不易達到完全燃燒（shāo），未完全燃燒將產生一氧（yǎng）化碳及氫等還原性氣體。在煙氣中存（cún）在還原性氣體，使灰中熔點（diǎn）較高的三氧（yǎng）化二（èr）鐵還原成（chéng）熔點很低的氧化鐵，大大降（jiàng）低了灰熔點（diǎn）(可能降（jiàng）低（dī）300～350℃)，會形成（chéng）嚴重的結焦。燃用揮發核相儀分較（jiào）大的煤，如果空氣量不足，也會使結焦加劇。我廠#1爐剛投產，運行人員之前都是在200MW及以下（xià）的鍋爐機組中工作，且都是四角（jiǎo）切園的鍋爐，對於300MW的（de）“W”燃燒爐，都沒有運行經驗，在操作時，比較保守，怕熄火（huǒ），風量用得小，所以空氣量不足，常常缺氧燃燒。
2）燃料與空（kōng）氣混合（hé）**，攪拌**
鍋（guō）爐（lú）運行的配風（fēng）方式也是影核相儀響結渣或積灰的主要因素。由於燃料與空氣混合不好，即使（shǐ）供給了正常所需要的空（kōng）氣量，也會出現空氣量不（bú）足的（de）問題。因為混合攪（jiǎo）拌**的時候，某些部分空氣多一些，則燃燒就（jiù）完全（quán），有的地方空氣少一些則燃燒就不完全。從而造（zào）成煤在爐內燃燒**、煙（yān）氣溫度不均勻。在煙氣溫（wēn）度高（gāo）的地方，管壁溫（wēn）度高，未燃盡的煤粉顆粒一旦粘結在上麵繼續燃燒，將形成灰粒的粘附。在燃燒（shāo）不完全,產（chǎn）生大量的CO,使（shǐ）灰熔（róng）點降低,導（dǎo）致結渣（zhā）。
混合**是由於風量調配不恰當（dāng）（例如一、二次風（fēng）的比例不當），燃料（liào）及二次風調整不好所造成的。故噴燃器的結構對（duì）風粉的混合有著很大的影響，噴燃（rán）器的布置不當和結構上有缺點，往往會使（shǐ）結焦加劇。此外,由於爐膛內的煙氣處於（yú）劇烈的運動中（zhōng）,煙氣成分不（bú）斷變化,同一煤種的煤灰在不同部位的（de）灰熔（róng）點可（kě）能不同,也促進了結渣。由於我廠#1爐剛投產，運行人員（yuán）經驗不足，對設備的特性尚未完全吃透，這一問題就顯得（dé）特別突（tū）出。
3）燃（rán）料和空（kōng）氣散布不均，造成火焰偏斜
火焰的偏斜是燃料（liào）和空氣散布不均所造成的。在正常（cháng）運行中爐膛中心溫度應（yīng）該*高，由於火焰的偏斜將使*高火焰（yàn）層移到（dào）邊側，這樣灰就（jiù）得不到足夠的冷卻（què），而灼熱的灰粒與水冷壁受熱麵接觸的時候，就（jiù）很快的粘了上去，形成焦。燃料與空氣散布不均，往往是由於運行調整不及時或調整不當所致。從我廠停爐後檢查左右兩側牆及四角結焦較嚴重的結（jié）果（guǒ）來看，就（jiù）充分說（shuō）明了這一問題。
3.2.3運行管理方麵核相儀
1）吹灰打焦（jiāo）不及時
在（zài）鍋爐的某些受熱麵上積灰後，受熱麵變得粗糙，一有粘性的（de）灰碰上去，就（jiù）很容易附在（zài）上麵（miàn）。因為它是一個自動加劇的過程（chéng）。若不及時（shí）清焦，結焦加（jiā）劇，將會使鍋爐出力受到限製。
2）煤粉細度不（bú）均勻核相儀
煤粉細度和粒度（dù）分布對鍋爐結渣有一定影響，煤粉過細、過粗均可能（néng）引起結渣。煤粉細度視煤種與具（jù）體的鍋爐（lú）的結構而定，應通過試驗來確定。對於直吹式製粉係統，當磨煤機出現故障時，煤粉顆粒（lì）變粗，進（jìn）入鍋（guō）爐的煤粉燃燒不完（wán）全，且燃燒後的（de）灰粒容易產生離析，撞擊爐膛（táng）受熱麵而產生（shēng）結渣。由於垮焦，使燃燒不穩而（ér）投油（yóu）助燃，使火焰溫度升高（gāo），並（bìng）促進灰熔融軟化。此外，由於煤油的燃燒速度不同，會造成局部燃燒不全、還原性氣體增多，灰熔點降低，甚至還會造成煤粉和空氣在（zài）爐膛中分布不均勻，導致火焰偏斜（xié），*高焰層邊移，而使燃燒後的灰渣（zhā）得不到足（zú）夠的（de）冷卻，進而使灰粒與爐膛內的水冷壁管接觸時，粘結在上麵而形成結渣。
3）磨煤機運（yùn）行方式的影響（xiǎng）
對於直吹式製粉係統，當投入爐膛兩邊磨煤機（jī）對應的火嘴時，因其（qí）邊界空氣量的不足（zú），會造成嚴重的結焦。尤（yóu）其（qí）是（shì）四角火嘴，B1、B4、C1、C4的長期投用。
3.2.4煤質方麵
1）燃料質量（liàng）低劣
煤內雜質偏多，灰熔點核（hé）相儀低，灰（huī）分大，都容易產生結焦。灰中的含鐵量和堿類的增加將灰的（de）熔點大大降低,當煤含有較多量硫化鐵的時（shí）候（hòu）,結焦*為嚴重。
灰分雜質的熔點溫度（dù）由表1-1可核相（xiàng）儀以清楚看（kàn）到（dào），含有（yǒu）的雜（zá）質不一樣而灰的熔（róng）點就會有很（hěn）大的差別。灰熔化（huà）了以後，就產生了粘結性，碰到較冷的物體，就粘附在上邊。鍋爐的燃燒過程是很快的，煤粉從噴燃器噴出經（jīng）過加熱、烘幹、著火到燃盡的時間僅（jǐn）為2～3秒，當（dāng）灰粒通過很高的火焰（yàn）中心時，灰粒都會（huì）被熔化而成膠（jiāo）質狀態。但是這時的灰粒還是在空間懸（xuán）浮著，當灰粒上升至爐（lú）膛出口（kǒu）處（chù）的（de）時候，由於出口煙溫比火焰中心溫度低（dī），膠（jiāo）質狀態的灰粒將（jiāng）被冷卻凝固，這樣就不會產生結焦。但當燃燒不完（wán）全時，就（jiù）會產生一氧化碳半還原氣體，這樣使灰熔（róng）點溫度（dù）降低大約300～350℃促使膠質狀態的灰粒得不到凝固（gù）而結焦。管上粘結一層灰焦之後，焦與焦（jiāo）的粘附力強，所以灰焦粒更容（róng）易被粘（zhān）住，形成一層焦，從而使管子受熱差，表麵溫度升高，更便於焦塊粘附，結焦過程是一個自動（dòng）加劇的惡性循環過程。
    表1-1各成分熔點溫（wēn）度：
名      稱熔點溫度（℃）名      稱熔點溫度（℃）
氧化矽 1625 四氧（yǎng）化三鐵 1580
三氧化二鋁 2050 氧化亞鐵 1421
氧化鈣（石灰） 2570 堿類 800－1000
氧化鎂（měi） 2800 矽酸鹽 1000－1100
由於我廠在（zài）投產初期，與我廠配套的大煤礦未投產（chǎn），主要（yào）煤源為小（xiǎo）窯煤，致使入廠煤的灰份極大，設計煤種的灰份為25.66%，而實際（jì）燃用煤種的灰份都在40%以上，有時（shí）高達47%。且煤中的石頭、矸石極多，更加大了結焦的（de）嚴重性。
2）煤質（zhì）發熱量過低核相儀（yí）
我廠設（shè）計煤種的低位發熱量為22.4核相儀86MJ/kg,而實際（jì）燃用煤種的低位發熱（rè）量（liàng）僅有17MJ/kg左右，這就使（shǐ）使燃料消耗量大大增加（jiā），相應的（de）灰份也會大大增加。從而更加大了結焦的嚴重性（xìng）。

4、針對結焦的原因采取對策
為了解（jiě）決結（jié）焦嚴重的問（wèn）題，我廠采取了以下措施：
4.1加強（qiáng）燃料管理
1）從幾個“W”火焰鍋爐運行的經驗來看，煤種的變化是導致結焦的（de）*主要的原因（yīn），特別是燃用灰熔點低、揮發（fā）份相對較高的煤種，其在下部爐膛燃燒時著火點早，火焰相對密集，造成擴散（sàn）性燃燒，下部（bù）爐膛容積熱負荷較大，從而造成局部高溫區壁麵結焦、積渣（zhā）。因此（cǐ）燃用設計煤種是防止爐膛結焦*重要的措施。為此（cǐ）我廠成立了以黨委書記為組長各部門的主要領導參加的燃料管理領導小組，加強燃料管理，尤其是對入廠煤的（de）管理（lǐ）。
2）製（zhì）定了《關於燃煤摻燒的有關規定》，要求（qiú）對（duì）入爐煤進行搭配摻燒。尤（yóu）其是灰份大的煤，要（yào）與灰份小的煤（méi）摻燒，以（yǐ）降低（dī）入爐煤的平均灰份（fèn）。
3）組織人力對入廠煤中（zhōng）的石頭、矸石進（jìn）行清理，不讓（ràng）其上皮帶，更不讓其進入煤倉。
4.2加強運行管理（lǐ）
1）製定了《關於吹灰的管（guǎn）理規定》，並嚴格執行（háng），增加了吹灰的次數，尤其是爐膛，從每天吹灰1次，增加到每天吹灰3次。
2）加強清焦工作，對看火（huǒ）孔、檢核相儀查孔的焦，要求（qiú）隨時**。
3）在四台磨煤機運行時（shí），規定（dìng）將四角火嘴，B1、B4、C1、C4停用，並將其對應的F擋板開至20—30%，以補充（chōng）四角風（fēng）量的不足。規定能換停用中部火嘴，但不關其對應的F擋板（bǎn），以補充燃燒中心風量的（de）不足。
4）製定了《防止結焦的（de）措施》，並（bìng）嚴格（gé）執行（háng）。
4.3加強運行調整
1）降低爐膛出（chū）口（kǒu）煙氣溫度
當有充（chōng）足的空（kōng）氣量的時候，爐膛出口煙（yān）氣溫（wēn）度是鍋爐受熱麵結焦的決定性因素，因此需要把爐膛出口的煙氣溫度控製在規定（dìng）範圍內，一般應該比灰分的軟化溫度低50℃～100℃。
為使爐膛出口的煙氣（qì）溫度不致過高，應采用調整爐（lú）內燃燒和減（jiǎn）少爐內熱強度的方式進行：
①合理的使用一、二次風，使燃燒達到既快又完全，這樣爐膛出口煙氣溫度（dù）就（jiù）會下降。二次風小（xiǎo），燃燒就不容易完全，同時火焰中心會偏高。一次風量太大，火焰中（zhōng）心上移，而有的火嘴還（hái）直射後牆，引起嚴（yán）重的結焦。所以要調整一、二次風的風速和比例。
②減少爐膛熱負荷。維持給水在較高的溫度下運行，減少從鍋爐抽出較多的（de）飽（bǎo）和蒸汽量；不允許鍋爐（lú）有（yǒu）較大的過負荷現象，避免劇烈的增加和減少負荷。
③加速燃煤在爐（lú）膛入口處著火（huǒ）。核相（xiàng）儀如果著火提（tí）前了，燃料在爐膛內燃燒的（de）時間就相應的延長，這樣，就有能降低爐膛（táng）出口（kǒu）的煙氣溫度。
2）保持適當的過（guò）剩（shèng）空氣量
當煤粉燃燒時，因為空氣和煤粉不（bú）可能非常均（jun1）勻的接觸。因此，除了必要的空氣量以外（wài），還需要一部分（fèn）過量空氣來彌補。當過（guò）剩空氣量太大時，煙氣量要增（zēng）加（jiā），爐膛（táng）出（chū）口煙溫也要升高；如（rú）果空氣量太小，燃燒時又會產（chǎn）生一氧化碳，同時飛（fēi）灰可燃物也大大增加，兩者（zhě）都給結焦創造了條件。所以，要保持一定的過剩空氣係（xì）數。
3）保持爐膛內火焰的均勻分布和（hé）磨煤機運行方式合（hé）理性（xìng）
給粉要均勻，啟停給粉機要對稱，火焰均勻充滿爐膛，兩側吸送風（fēng）機出力應均（jun1）勻，不使煙風偏斜。對於直吹式製粉係統，要保持磨煤（méi）機火嘴對（duì）稱運行，盡量不用爐膛（táng）邊角的火嘴。
4）保（bǎo）持合適的煤粉細度和均勻度
根據運（yùn）行經（jīng）驗，現煤（méi）粉細度一般（bān）保持在（zài）R90=6-7%。
5）加強運行監（jiān）視
運行中，可（kě）根據儀表指示和實（shí）際觀（guān）察來判斷是否核相（xiàng）儀結焦。鍋爐結焦後，煤粉消耗量增加，爐（lú）膛出口（kǒu）煙溫升高，過熱汽溫升高且減溫水量增大，鍋爐排（pái）煙溫度升高。爐（lú）膛出口（kǒu）結焦時，爐膛的負壓值還會減小，嚴重時甚至有正壓出現。此時應及時（shí）除焦，防止結焦的加劇。另外運行中（zhōng）要（yào）保證能及時吹灰。
6）利用降負（fù）荷的（de）方法
保（bǎo）持*低負（fù）荷20～30分鍾，可使爐膛溫度降低，焦塊受冷卻而自行掉下來。但此法對鍋（guō）爐運行狀態影響較大，盡量不采（cǎi）用。

5、結論
通過以上分析，要從根本上解決鍋爐結焦、積（jī）渣（zhā）問題（tí），關鍵是適應負荷率和煤種變化，對（duì）爐內燃燒進行合理調節，嚴格控製燃煤（méi）煤種偏離設計煤種過多。我們在進（jìn）行燃燒調整的同時，改善爐膛吹（chuī）灰、跟蹤爐內結焦、積（jī）渣情況，讓結焦消失在萌芽狀態。我廠通過上述措施的執（zhí）行，經過一（yī）段時間的（de）運行觀察，結焦嚴重（chóng）的問題基本得到了（le）解決，9月份全月垮焦隻有（yǒu）三（sān）次，均未投油助燃，撈渣機未被卡死過，排（pái）煙溫（wēn）度從原來的170℃以上，降到160℃以下，從目前來看，效果是很明顯的。

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