煤粉锅炉煤质结焦性能分析与预防结焦建议

煤粉锅炉煤质结焦性能分析与预防结焦建议

陈永政

四川广安发电有限责任公司 四川 广安   638000

摘要：煤是我国工业生产中的重要原料和能源物质，但是煤的性质和成分各不相同，为了有效、迅速而准确的控制煤炭加工产品的品质，就要进行煤质分析，通过对煤质的不同需求来进行不同侧重点的检验。其中最重要的就是对煤质检验的数据精准度把握。通过多年实践归纳出锅炉发生积灰结焦的几个主要因素：锅炉设备本身存在一些缺陷；锅炉运行中的不规范或不当操作；煤质问题，也是锅炉积灰结焦的重要原因。在此介绍了防止锅炉积灰结焦的几种方法。供同行借鉴。

关键词：锅炉；结焦；煤质；检验

1导言

含盐废热锅炉的难点在于受热面容易积灰，严重时发生“积灰搭桥”，甚至烟道堵塞，最终不得不停炉进行清理，严重影响了整个焚烧系统的长期安全稳定运行，但是，国内外对焚烧锅炉处理含盐废液的研究较少。因此，锅炉积灰问题亟待解决。

2积灰结焦表现的现象

在锅炉实际运行特别是大负荷运行工况中，可以通过观察一些现象来判断是否产生了积灰结焦。在锅炉的运行过程中，如果发生了积灰结焦问题，常出现以下现象：

(1）锅炉炉膛温度比正常运行时偏高；

(2）炉膛火床火焰呈暗红色或橙红色，而且火焰比较短；

(3）蒸汽锅炉的压力、温度降低，其出力逐步下降或迅速下降；

(4）锅炉的引风机负荷比正常运行状态下逐渐增大；

(5）省煤器和空气预热器出口负压逐渐增大或在数小时内迅速增大；

(6）观察炉膛上部烟道出口处的水冷壁管壁表面有粘在上面较厚的积灰结焦，炉膛烟道出口严重堵塞等。

3煤质分析简述

一般情况下，针对煤炭整体质量和燃烧特点而进行的研究被称为煤质分析，并通过运用物理或者化学手段的对煤样进行更深入的化验研究和测试。对煤质进行分析的过程当中，要按照我国相关标准与工艺要求进行严格的展开，从而对相关设备与工艺的设计、作业的顺利开展以更多有效的参考保障，使煤质分析能够顺利进行。

在进行煤质化验当中煤质分析环节为什么会出现误差，很大一部分原因都是由于化验人员的自身所造成的。比如，化验人员素质低下，没有强烈的责任心，实际操作过程不规范不专业，缺乏专业知识等都会造成分析结果出现误差，影响煤质化验。另外，没有很好的管理措施，管理制度不完善，也是致使煤质分析出现误差的原因之一。

4产生积灰结焦的原因

4.1设备存在的问题

锅炉设备在使用过程中，由于各种原因造成的维护保养不到位或者是不彻底，使其在运行中会出现一些意想不到问题，常见的问题主要有以下几方面：

(1）锅炉本体和烟风道密封不严漏风严重。主要表现在：炉排侧密封不严，炉墙严密性较差，省煤器落灰管密封不严，空气预热器故障引起的烟风管互窜烟风或者是风道严重堵塞，导致空气量不足等。不能真实反映操作的风温、风压。

(2）未安装吹灰装置或吹灰装置不能正常发挥作用。因为各种原因有的锅炉本身没有配置吹灰装置；有的虽然安装了吹灰装置，但是没有安装辅助设施，如：所需的空压机或蒸汽管道等装置没有配套安装，致使吹灰装置无法正常发挥作用等。

(3）锅炉给水加温设备存在问题。如：除氧器不能正常使用，或没有加温设备，或省煤器堵塞而使用旁通烟道等，造成给水温度过低。

(4）空气预热器堵塞严重使空气预热器风温过低等。

4.2煤质问题

煤质问题也是锅炉积灰结焦的重要原因。结焦的根本原因是熔化状态下的灰沉积在受热面上，煤灰的熔点是结焦的关键所在。燃煤在炉膛燃烧时，煤灰对于高温受热面有沾污结焦的倾向，我国国内普遍用煤的灰熔融点的高低来估计结渣（焦）倾向。灰熔融点有三个特性温度：变形温度（DT）、软化温度（ST）和流动温度（FT）。一般以ST作为评定标准，即易熔融灰ST值小于1160℃，中等熔融灰ST值是1160～1350℃，难熔融灰ST值是1350～1500℃，不熔融灰ST值大于1500℃。一般认为ST值为1350℃作为燃煤锅炉是否易于结渣（焦）的分界线。灰熔融温度越高，越不容易结渣（焦），反之，结渣（焦）越严重。其次，煤中全硫的含量和灰中Na2O的含量等碱金属对结焦及积灰均有影响，含量越高锅炉积灰结焦越严重。

积灰和结焦是产生在锅炉受热面上的附着物。大致可分为生成在炉内水冷壁、过热器等高温部位和生成在省煤器、空气预热器等低温部位两大类。在高温部位产生并堆积起来的叫结焦，它是灰受炉膛高温辐射热形成的；低温部位生成的叫积灰。

5煤粉锅炉煤质预防结焦建议

5.1炉膛设计

焚烧锅炉燃烧室为单炉膛结构，由水冷壁前墙、后墙、两侧墙构成，为方型断面，四周由膜式水冷壁构成，合理地设计炉膛界面尺寸和炉膛容积，降低烟气流速、减轻磨损和延长燃烧时间，一般可按容积热负荷130~180kW/m3进行设计。在炉膛内，焚烧温度高达1200℃，雾化液滴在火焰中心运动，灰在绝热炉膛中心熔化并下行，易于分离，避免直接接触炉壁；废液顶部喷入可以大大降低熔融灰的贴壁比例，有效防止熔融的黏接性积灰在炉壁上附着并进一步形成致密渣层，造成严重的结渣问题或者堵塞下部燃烧器喷口及空气喷口，影响焚烧锅炉正常运行；且铬矿砂浇注料对高温情况下钠盐对膜式壁受热面的腐蚀具有一定的保护作用。在炉膛底部设置熔物溜槽，使熔融态的盐可以从溜槽排出炉膛，减少烟气中灰分的携带量，改善后续受热面的工作环境。

5.2溶液配置工作要严格按要求落实

想要提高煤质分析的工作水准，就要使溶液配制的合理性得到有效提升，因此，对于溶液的配制我们要根据实际要求并要更深入的进行落实，落实溶液配制工作就要做到：第一，溶液装置要严格按要求进行选择；第二，把溶液放到阴凉的地方，避免阳光直射，对于相关时间、溶液浓度和操作人员姓名，都要在装置外部做好备注；第三，严格按照相关流程进行溶液的配制；第四，溶液配制工作人员要掌握较强的操作技巧，保证配制工作顺利进行。

5.3防止燃煤锅炉积灰结焦的主要方法

在锅炉燃煤煤种不确定或者是有灰熔融点温度（ST）低的燃煤的情况下，为了减缓和防止锅炉积灰结焦，主要以控制炉膛温度不宜过高，特别是大负荷的工况下容易使炉膛温度过高，在这种情况下，对灰熔点低的燃煤很容易产生积灰结焦。因此要注意从以下几方面采取相应措施。

(1）要注意锅炉及烟风道的密封性，在运行操作时能反映真实的风压和含氧量。

(2）在锅炉运行操作上，注意调整配风比，通风量要充足；不能新风量过大，二次风过小，掌握好送风配风温度；控制好炉膛的负压燃烧，避免炉膛负压过小，炉膛负压过小易使省煤器和空气预热器产生积灰。

(3）利用除氧器加热锅炉给水，使之符合104℃的给水温度（针对蒸汽锅炉）。

(4）如果锅炉安装有吹灰装置，应按要求进行吹灰。应注意的是：如果使用蒸汽吹灰，为保证烟气的露点温度，应使用干蒸汽，不宜使用饱和蒸汽。

(5）蒸汽锅炉应尽量不要单独使用灰分大、挥发分小以及灰熔融点ST低的燃煤，如果要使用这种煤，应同其它灰分小、挥发分高和灰熔融点ST高的煤种掺和使用，而且灰分大、挥发分小及灰熔融点ST低的燃煤的掺和比例最好不宜超过30%左右，掺和的比例越小越好，或者是锅炉在小负荷的情况下掺和的比例可以适当高一些，否则积灰结焦的概率就很高。

5.4预防措施

电厂燃料应选择应符合锅炉设计煤质或接近设计煤质的主要特性。掌握燃料的变化,做好煤质分析,要按不同煤质进行分堆,以确保参配煤工作的有效性,混合掺烧其他不易结渣的煤种,合理掌握煤块粒度及煤粉细度,探索较为合理的不同煤种混配比例,来预防结焦。运行中要组织好炉内燃烧工况,使炉内气流均匀,防止火焰中心偏移导致火焰直接冲刷受热面。保持合理的风量确保炉内燃烧均匀。加强吹灰管理,根据气温变化、炉膛出口烟温及两侧烟温差变化适当增加吹灰次数。

结束语

综上所述，及时完善和消除燃煤锅炉设备本身存在的缺陷，强化燃煤锅炉运行中的规范管理和规范操作，科学选择适合锅炉燃烧特性的燃煤煤质和煤种，燃煤锅炉积灰结焦也是可以防止的。

参考文献

[1]李潇.煤质化验过程中产生误差原因及策略探究[J].科技创新与应用,2019(36):133-134.

[2]曹长武.火力发电厂燃料试验方法及应用.中国电力出版社，2004.