发电厂锅炉结焦问题优化
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【摘 要】锅炉结焦问题一直是电厂锅炉运行中普遍遇到的难题，锅炉结焦会破坏锅炉的正常运行工况，破坏整个电力系统中正常的水循环，甚至可能造成爆管、锅炉爆炸事故，更严重者可能会造成锅炉炉膛出口堵塞，导致锅炉停运。本文笔者详细的分析了锅炉结焦的危害及锅炉结焦对于整个电厂运行的危害，并总结分析出锅炉结焦的原因，根据不同的原因提出锅炉结焦优化对策。
0 绪论
1）锅炉结焦的过程
一般我们认为锅炉中的结焦存在两种情况，第一种是，灰渣颗粒随着炉膛内的烟气一起运动，在遇到炉膛水冷壁吸热面时被冷却转化为液态，再次接近炉墙或者水冷壁时由液态凝固为气态，形成一层较疏松灰层，这种结焦只要经过吹灰就可以去除；另一种，这种结焦形成的主要原因主要是由于炉膛内的温度过高，达到了煤粉的熔点，处于熔融态的灰渣具有较强的粘度性，它们与未燃尽的焦炭结合吸附在炉墙内形成结焦。这种结焦较顽固难去除，是结焦去除中的重点出去对象。
2）锅炉结焦的危害
锅炉结焦对于锅炉的危害是不容忽视的，首先是引起热汽的温度升高，导致热汽温、再热汽温、减温水的流量加大，甚至引起爆管。结焦还会降低锅炉的工作效率，导致锅炉停工；其次锅炉结焦的大量形成会增加捞渣机、碎渣机的负荷，甚至会引起过载跳闸，降低运行效率；另外，结焦如果形成的是大块的焦块，焦块重力下坠会砸坏炉壁，在低负荷运行时，大块焦又会引起炉膛内燃烧不稳而熄火。
1 影响锅炉结焦的主要因素
1.1 煤粉灰分的特性
在引起锅炉结焦的因素的煤粉灰的特性属于主要的影响因素，从煤粉灰角度判断锅炉结焦的一个重要依据就是煤粉灰的熔融性。通常用煤粉灰的熔点ST来衡量锅炉是否会发生结焦，不同燃料的灰分具有不同的熔点，一般我们认为熔点较低的煤更容易结焦，当ST
当煤粉中碱性氧化物含量较高时，其熔点较低，煤粉更容易结焦；当煤粉灰中含氧化硅和氧化铝含量较高时，其熔点较高不容易结焦。
1.2 煤粉的浓度和细度
浓度较高的煤粉会增加锅炉出口处的热负荷，靠近炉墙就会在炉墙上形成还原性环境，容易造成锅炉结焦，但是过于稀疏的煤粒从锅炉中出来以后就很容易脱离主流，导致燃烧中的粉粒和灰粒撞击炉壁从而形成结焦。
煤粉细度对于锅炉燃烧的影响也很大，如果煤粉太细的话就会使炉膛内的着火点提前，那很容易在锅炉喷口处形成结焦；但是煤粉太粗又会使着火推迟，火焰中心上移使炉膛出口温度过高，在炉膛出口处形成结焦。
1.3 炉膛的设计特性
从锅炉结焦的形成过程我们知道，结焦形成主要是锅炉内的温度过高，达到了煤粉内某些物质的熔点，熔融态的物质冷却形成结焦，而炉膛设计特性对于锅炉结焦的影响主要表现为对于锅炉炉膛温度的影响，如果锅炉的设计负荷值并不高，而使用时却采用高负荷运行，就容易出现炉膛超负荷运行，或者在实际运行时炉膛的热负荷较高，那么就会增加炉膛内的温度，加快煤粉的熔融，从而加快锅炉结焦。
1.4 风煤配比不当
在说明风煤配合比对于锅炉结焦的影响之前我们首先要了解锅炉的一次风和二次风的概念，一次风指含有煤粉和空气的风，二次风就只是单纯的空气，通入二次风的主要目的就是为了使一次风中的煤粉可以充分燃烧。
在锅炉运行中，如果操作不当，一次风和二次风的混合不够好、二次风进驻较晚，或者是含氧计量表计量的不够准确，都有可能造成锅炉内的含氧量不足，使炉膛内局部地区处于还原状态，导致熔点高的物质反应生成熔点低的亚态物质或者共晶体，从而降低了煤粉的熔点，使锅炉结焦产生可能。
锅炉结焦的原因复杂多变，因此防止锅炉结焦的主要原则就是尽量消除锅炉产生结焦的条件，在结焦初期就要通过合理的操作，尽量避免结焦的不断恶化。
2.1 保证燃料质量
首先要提高锅炉燃料-煤粉的质量，改善煤粉特性，煤质要达到锅炉设计的允许变化范围，炉司也应当根据煤质进行燃烧调整。另外，应当提高钢球的质量，如果钢球不合格的话就会使煤粉灰进入炉膛时混有一定量的铁屑，增加了煤粉中碱性氧化物含量，导致煤粉熔点降低，更易结焦。
2.2 改进炉膛结构
对炉膛进行改进的目的是要控制炉膛的大小以及炉膛内烟气的温度，从而防止结焦。炉膛结构设计时各类参数需要满足表1、表2内的参数值。
炉膛容积热负荷的高低还取决于炉膛内水冷壁布置的多少。水冷壁太少，炉膛容积热负荷过高，就会严重结焦。特别是炉膛出口的捕渣管不要布置得太密，否则容易挂渣堵死。
2.3 防止超负荷运行
在锅炉结焦形成的原因中我们知道，锅炉超负荷运行也容易使锅炉结焦，所以在启用锅炉之前就需要充分的了解锅炉的设计特性，避免超负荷运行。在燃烧挥发份高、热量高的煤粉时，应提高一次风速，推进着火点，减少烟气回流降低喷口附近的热负荷，减少结焦在燃用一种结焦性较强的煤种时，由于锅炉负荷不同而引起燃烧工况及热效率的变化，见表3。
表3 锅炉负荷不同而引起燃烧工况及热效率的变化
2.4 加强运行操作的调整
另外一个减少锅炉结焦的重要措施是加强锅炉运行中的操作，在锅炉运行中一般保持出口温度为850～950℃，这就应做到三点：
1）保持适当的过剩空气系数，合理使用一、二次风；
2）给煤要均匀，在负荷变化较大或煤种变化时，应及时调整煤层厚度。如如果使用的是结焦性较强的煤粉，那煤层厚度为80～120mm，炉排取快速，送风量较小。使用的是结焦性较差的煤粉时，煤层厚度100～140℃，炉排取中速，送风量较大；
3）对于干煤应适当掺水，对于含硫化铁粘结性强的煤应及时打焦清渣，对于灰分大的煤应适当增加清炉次数，对于管群、烟管或烟室的堵灰应及时清理。
2.5 定期进行锅炉受热面吹灰
对锅炉的受热面定期进行吹灰，可以有效的防止锅炉受热面在积灰之后影响锅炉的传热，所以锅炉运行人员在发展结焦后应该及时进行吹灰，防止情况恶化。
3 结论
锅炉结焦对于电厂锅炉的运行具有较大的危害，严重的影响着锅炉的运行效率，甚至发生爆炸事故，所以应当尽量避免锅炉结焦的发生。
引起锅炉结焦的原因主要有：煤粉的特质；煤粉的浓度和细度；锅炉炉膛的设计特性；锅炉进风的风煤配合比；另外还包括锅炉工作者的不正当操作等。
避免锅炉结焦发生的措施主要有：提高锅炉使用煤粉的质量；改善锅炉炉膛的结构；避免锅炉超负荷运行；采用科学合理的锅炉操作方式，例如时刻观察锅炉运行情况，避免出现超负荷运行，及时进行锅炉吹灰，避免结焦初期情况恶化。
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