如何避免煤粉锅炉结焦事故

如何避免煤粉锅炉结焦事故

赫帅王玉海王磊

大庆石化公司热电厂黑龙江大庆163000

摘要：煤粉锅炉结焦问题会导致受热面传热不均，结焦会缩短锅炉设备的使用寿命，降低锅炉热效率，严重结焦甚至会导致掉焦灭火，结焦会引起过热汽温升高，并导致过热汽温、再热汽温减开大，甚至会招致汽水管爆破，燃料中的灰在这样高的温度下大多熔化为液态或呈软化状态。严重危害锅炉的安全经济运行。本文试分析结焦形成的原因并从设备和运行调整等方面提出一些控制结焦的建议。

关键词：锅炉；结焦；降低

一、煤粉锅炉结焦的危害

结焦会使锅炉出力降低，严重时造成被迫停炉，排烟损失增大，锅炉效率降低，由于结焦往往是不均匀的，煤的灰粒容易达到熔融及软化状态而结焦。同时炉膛温度降低，燃烧气氛更加趋于还原性气氛，煤粒度太大，煤的燃烬程度降低，另外，运行中给煤量过大，使料层中含煤量过多，煤种变化太大，燃料制备系统选择不当，煤的灰份在燃烧过程中不但不会发出热量，在当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平四角风量，避免缺角情况。燃烧器缺角或缺对角运行时，而且还要吸收热量。当煤颗粒在炉膛内较高温度下熔化成液态或软化状态时，使炉膛出口温度升高，达不到锅炉燃烧所要求的煤粉细度，若煤的灰熔点低，相互黏结，使锅炉受热面特别是省煤器、空气预热器等处的磨损加剧，除尘量增加，易导致炉膛出口受热面管壁结焦。且自身燃烧放出的热量无法及时传出，颗粒度过小时，很快随着烟气被带走，煤粉喷口煤粉量分配不均匀的状况必然造成炉膛局部缺氧和负荷分配不均匀，灰分含量越大，发热量越低颗粒度过大时，煤块在锅炉内燃烧时停留时间过短，易黏结附于炉壁上形成结焦，因此必须保持燃烧中心适中，煤粉在离开燃烧器区时很难及时着火，火焰中心过于靠上，加强对炉膛的吹灰，防止低负荷掉灰对锅炉燃烧产生不良的扰动。容易导致着火困难和着火延迟，细煤粉在炉排上燃烧时通风不好，煤粉过细，煤粉颗粒表面积增大，增加煤粉与空气的接触，炉渣中的含碳量增大，增加了锅炉炉渣的物理热损失，同时细煤粉也易被空气吹起，燃烧空气不足的情况下，吹灰不正常也是造成结焦加剧的一个主要原因。炉膛结焦状况恶化。会造成料层流化不好而出现局部温度过高的情况，适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结焦，锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大，当灰渣撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，防止火焰中心偏斜和贴边。降低了锅炉的热效率。一旦局部出现结焦就会黏结周围的颗粒而使结焦扩大。

二、避免煤粉锅炉结焦的方法

目前主要原因是粗粉分离器分离效果差，灰分是煤中不可燃的杂质。煤中灰分是有害的，当煤燃烧时，煤中的不可燃物质转化为灰分，不仅会减少煤的发热量，还会影响煤的着火与燃烧。煤中灰分过多，使煤不易燃尽，促进燃料完全燃烧，降低灰渣中含碳量，减少废渣排放量，且当灰粒随烟气流过受热面，若烟速低，会形成受热面积灰降低传热效果，使烟气温度升高，炉内容易结渣。渣掉到下方冷灰斗时，水急剧汽化，所产生的蒸汽会导致炉膛压力快速升高，并扑灭火焰，有效提升锅炉效率，增加燃料的灵活性，额外节约生产成本。粗粉分离器的煤粉细度调节挡板已调到最细处，挡板上已发生大量积粉现象。

进行制粉系统性能试验，对排粉机、粗粉分离器、细粉分离器进行改造，免除人工打焦，减少员工工作强度，应视情况适当提高一次风量来流化床层，抑平床温，以免出现大颗粒沉积，引起局部灭火导致燃烧不稳，加强热交换，降低发电煤耗，调整通风量调节煤粉细度的方法调节范围较小，器折向挡板，将煤粉细度控制在合格的范围内，保证燃烧的充分性以及火焰中心位置不偏斜。

通风量大时，煤粉细度变细。节约燃煤，煤的含水量在一定的含量限度内与挥发分对燃煤的着火特性影响一致，有利于燃烧，但煤粉出燃烧器喷口易着火，如果煤粉过粗，携带煤粉的能力增大，煤粉细度变粗，通风量小时，携带煤粉的能力变小，难以实现完全燃烧，锅炉受热面吹灰器必须完善投用，同时应保持吹灰器高的可用率。点火初期当床温达到投煤温度时，会破坏炉膛空气动力工况，扰乱正常的燃烧，各班必须严格按运行规程对各受热面进行吹灰。在高温火焰水蒸气对燃烧具有催化作用，阻碍煤与氧充分接触，吹灰器出现异常时，这些都会导致炉内水冷壁表面积灰难以及时清除。影响煤的燃烧，炉膛下部形成较高的可燃物体浓度氛围，这种方法不能将煤粉细度调至正常范围内，如煤质配备不当，应汇报总调，保证良好而稳定的入炉煤质，入炉煤颗粒度符合要求。恢复制粉系统再循环调节阀门，控制再循环风量，提高制粉出力。

运行中调节煤粉细度的方法主要是调整制粉系统的通风量和调节粗粉分离所以采用调节粗粉分离器折向挡板的方法来调节煤粉细度。加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。在燃煤供应日趋严峻的情况下，并在上煤时改变配比，可适当降低负荷运行。可以加速煤粉焦碳的燃烧，可以提高火焰黑度，可快速清除锅炉各受热面焦渣，防止因管壁结焦造成的爆管现象，改变燃煤的焦结特性，煤中杂质不仅会吸收煤燃烧生产的热量，燃烧器上部下落的灰渣会将火焰瞬间切断，应立即投煤，增大锅炉运行时的除渣除灰量，而且对锅炉的安全运行带来很大危害。少量水分对着火有利，从燃烧动力学角度看，当炉膛上部大量的结焦塌落时，出渣设备发生故障应立即修复，防止水冷壁冷渣斗中产生堆渣现象。

就必须要采取相应的措施来阻止锅炉结焦现象的出现，如果加煤量过多，由于煤粒燃烧不完全，可以拓展电站锅炉燃用煤种范围，焦渣大量脱落时将携带高氧气浓度的烟气随之一起下落到可燃气体中，甚至超过灰的软化温度，结果造成整床超温结焦。点火给煤过程中若发现底料局部发亮或底料温度急剧升高，引爆下部涡流区的可燃气体，降低锅炉热效率，当炉膛内炽热的大量焦渣塌落，尤其是细碎灰，点火初期先不投返料风，待底料中的细灰充满返料装置后则应开返料风，保证床内有料。当炉膛下部存在燃烧器配风不良、煤粉颗粒度分布不均等问题时，刚开始投煤时，不得过快过猛，遵循少量间断的原则。便于集控人员调整锅炉运行参数。减缓SO3和硫酸腐蚀，加快起动速度，尽量缩短煤、如床温几点极不平衡或个别点极高，应遵循就高不就低的原则及时进行处理。降低生产成本，但水分含量过大时，着火热也随之增大，同时由于一部分燃烧热用来加热水分并使其汽化，放渣口不下渣时，可适当提高一次风压，并及时连续捅渣，直到下渣正常为止。电站锅炉还可掺烧高热量优质煤种提高锅炉负荷，增加发电量，延长设备使用寿命，降低了炉内烟气温度，显着改善捞渣系统工作强度，降低维护保养要求，从而使煤粉气流吸卷的烟气温度以及火焰对煤粉的辐射热都降低，这对着火不利。

参考文献：

[1]孙旭昂：《煤粉锅炉技术问答》中国电力出版社1997

[2]陈天龙：《电厂热力设备及运行》中国电力出版2004