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大方電廠核相（xiàng）儀結焦（jiāo）的原因及對策

  1、前言
大方發電有限公司＃1爐（lú）係東方鍋爐廠生產的DG1025/18.2－II15型亞臨界、一次中間（jiān）再熱、自然循環固態排渣、“W”火焰燃燒汽（qì）包爐（lú）。設計參數為：過熱蒸汽流量：1025t∕h；過熱蒸（zhēng）汽出口壓力17.35MPa；過熱蒸汽出口溫度540℃。再熱蒸汽（qì）流量：844.16 t∕h；再熱蒸汽入口壓力3.91MPa；再熱蒸汽入（rù）口（kǒu）溫度（dù）327.5℃；再熱（rè）蒸汽出口溫度540℃，給水溫度（dù）279.5℃。汽包工作壓力18.7MPa。鍋爐（lú）額定蒸發量947.5 t∕h。過熱器係（xì）統共設置兩級噴水減溫，再熱器係統（tǒng）共設置**事故噴水減溫。
大方發電有限公司＃1機組於2006年7月11日22：45點火,進入168小時試運行，於2006年7月22日4：40分順利通過168小時試運行，進入商業運行階段。

2、機組投產後存在的問題：
機（jī）組投產後，在運行中出現*多、*麻（má）煩的問題是鍋爐結焦比較嚴重，特別是四角翼牆及（jí）左（zuǒ）右牆；垮焦次數特別多，僅8月份一個月（yuè）內大的垮焦次數就達7次，其中1次導致鍋爐熄火，6次導致撈渣機卡（kǎ）死，需投油助燃的小的垮焦次（cì）數幾乎每天都有。 8月份一個月的助燃用油高（gāo）達106噸，飛灰含碳率12-15%，排煙溫度170℃以上。

3、結焦的（de）原（yuán）因分析：
3.1結（jié）焦的機（jī）理
結焦，是指（zhǐ）在煤粉爐的爐膛中，熔融的（de）灰渣粘結在受熱麵上的現象，粘結物硬度大（dà）、密度大；積渣，是（shì）指熔融的灰渣不斷積聚在受熱麵上的（de）現象，積聚物鬆（sōng）軟。結焦、積渣形成有兩個條件，一是溫度過高，二是灰熔點過低。鍋爐結焦是個很複雜的物（wù）理化學過程，它涉及（jí）煤的燃燒、爐內傳熱、煤質的結焦特性、煤灰粒子在爐（lú）內運動以（yǐ）及煤灰與管壁間的粘附等過程。結焦的形成主要有以（yǐ）下（xià）幾個過程：
3.1.1煤粉在燃燒過程中形態的變化
3.1.2灰粒向水冷壁的輸運過程
3.1.3灰渣在管壁上（shàng）的（de）粘接（jiē）和結（jié）聚長大
3.2造（zào）成我廠#1爐結焦嚴重的原因
造（zào）成我廠#1爐結焦（jiāo）嚴（yán）重的原因很多，現分析如下：
3.2.1設計方麵核相儀
1）設計煤種與實際（jì）燃用煤種的特性參數相差較（jiào）大，設計煤種的灰份為25.66%，而實際燃用煤（méi）種（zhǒng）的灰份都在40%以上，有（yǒu）時高達47%。設計煤種的低位發熱量為22.486MJ/kg,而實際燃用煤種的低位發熱量僅有17MJ/kg左右，設計爐膛熱負荷過高；輻射受熱（rè）麵布置（zhì）較少（shǎo），水（shuǐ）冷（lěng）壁管間距過大，吸熱量小；爐（lú）膛出口煙氣溫度選得（dé）太高；爐膛出（chū）口流通截麵狹窄，火焰中心位置太高。
2）衛燃帶、耐火磚敷（fū）設過多（duō）。由（yóu）於我廠所燃（rán）用的是極難著（zhe）火和燃燒（shāo）的（de）無煙煤，為了穩（wěn）燃，在下爐膛水冷壁大麵積敷設耐（nài）火磚，使（shǐ）得燃燒區域爐膛熱負荷偏高，爐膛溫度高，熔融的煤粉極易粘附（fù）在耐火磚上結焦、積渣。停爐後檢（jiǎn）查發現主要是耐火磚上和敷設耐火水泥的（de）部位結焦、積渣嚴重，尤其是四個小角部*為嚴重。
3.2.2燃燒調整方麵
1）燃燒中空氣量不足。燃燒（shāo）過程中，若空氣量不足，其燃燒時就不易（yì）達到完全燃燒，未完全燃燒將產生一氧化碳及氫等還原性（xìng）氣體。在煙氣中存在還原性氣體，使灰中熔（róng）點較高的三氧化二（èr）鐵還原成熔點很低的氧化鐵，大大降低了灰熔點(可能降低300～350℃)，會形成嚴重的結焦。燃用揮發核相儀分較大的煤，如果空氣量不足，也會（huì）使結焦加劇。我廠#1爐剛（gāng）投產，運行人（rén）員之前（qián）都是在200MW及以下的（de）鍋爐機組中工作（zuò），且都是四角切園的鍋爐（lú），對於300MW的“W”燃燒爐，都沒有運行經驗，在操作時，比較保守，怕熄（xī）火，風（fēng）量用得小，所以（yǐ）空（kōng）氣量不足，常常缺氧燃燒。
2）燃料與（yǔ）空氣混合**，攪拌**
鍋爐運行的配風方（fāng）式也是影核相儀響結渣或積灰的主要因素。由於（yú）燃料與空氣混合（hé）不好，即使供給了（le）正常所需要的空氣量，也會出現空氣量不足的問題。因為（wéi）混合攪拌**的時候，某些部分空氣多一些，則燃燒就完全，有的地方空（kōng）氣少一些則燃（rán）燒就不完（wán）全。從（cóng）而造（zào）成煤在爐內燃燒**、煙氣溫度不均勻。在煙氣溫度高的（de）地方，管壁（bì）溫度（dù）高，未燃（rán）盡的煤粉顆粒一旦粘結（jié）在（zài）上麵繼續燃燒，將形成灰粒的粘附（fù）。在燃燒不完（wán）全,產生大量的CO,使灰熔點降低,導致結渣。
混合**是由於風量調配不（bú）恰當（例如一、二次風的比例不（bú）當），燃料及二（èr）次風調整不好所（suǒ）造成的。故噴燃器的結構對風粉的混合有著（zhe）很大的（de）影響，噴燃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（yóu）於爐膛內的煙氣處於劇烈的運動中,煙氣成分不（bú）斷變化（huà）,同一煤種的煤灰在（zài）不同部位的灰熔點可能不（bú）同（tóng）,也（yě）促進了結渣。由於我（wǒ）廠（chǎng）#1爐（lú）剛投（tóu）產，運行人員經驗不足，對設備（bèi）的特性（xìng）尚未完全吃透，這一問題就顯得特別突出。
3）燃料和空氣散布（bù）不（bú）均，造成火焰偏斜
火焰的偏斜是燃料和空氣散（sàn）布不均所造成的（de）。在正常運行中爐膛中心溫度應該*高，由於火焰的（de）偏（piān）斜（xié）將使*高火焰層移到邊側，這樣（yàng）灰就得不到足夠的冷卻，而灼熱的灰粒與水冷（lěng）壁受熱麵接觸的時候，就很（hěn）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（diào）整不及時或調整不當所致。從我廠停爐後檢查（chá）左右兩側牆及四角結焦較嚴重的結果來看，就充分說明了這一問題（tí）。
3.2.3運行管理方麵核相儀（yí）
1）吹灰打焦不及時
在鍋爐（lú）的某些受熱麵上積灰後，受熱麵變得粗糙，一有粘性（xìng）的（de）灰碰上去，就很容易附（fù）在上麵。因為它是一個自動加劇的過程。若不及時清焦，結焦加劇，將會使（shǐ）鍋爐出力受到限製（zhì）。
2）煤粉細度不均勻核相儀
煤（méi）粉細度和粒度分布對鍋爐結渣有（yǒu）一定影響，煤粉過細、過粗均可能引起結渣。煤粉細度視（shì）煤種與具（jù）體的鍋爐的結構（gòu）而定，應通過（guò）試驗來確定。對於直吹式製粉係統，當磨煤機出現故障時，煤粉顆粒變粗（cū），進入鍋爐的煤粉燃燒不完全，且燃燒後的灰粒容易（yì）產生離析（xī），撞擊爐膛受熱麵而（ér）產生結（jié）渣（zhā）。由於垮焦，使燃燒不穩而投油助燃，使火焰溫度升高，並促進灰熔融軟化（huà）。此（cǐ）外，由於煤油（yóu）的燃（rán）燒（shāo）速度不同，會造成局部燃燒不全、還原性氣體增多，灰熔點降（jiàng）低，甚至還會造成煤（méi）粉和空氣（qì）在爐膛中分布不均勻（yún），導致火焰（yàn）偏（piān）斜，*高焰層邊移，而使燃燒後的灰渣得（dé）不到足（zú）夠的冷卻，進而使灰粒與爐膛（táng）內的水冷壁管接觸時，粘結在上麵而形成結渣。
3）磨（mó）煤機運行（háng）方式的影響
對於直吹式製粉係統，當投入爐膛兩邊磨煤機對應（yīng）的火嘴時，因其（qí）邊界空（kōng）氣量的不足，會造成嚴重的結（jié）焦。尤其是四（sì）角火嘴，B1、B4、C1、C4的長期投用。
3.2.4煤質方麵
1）燃料質量低劣（liè）
煤（méi）內雜質偏多，灰熔點核相儀低，灰分大，都容易產（chǎn）生結焦。灰中的含鐵量和堿（jiǎn）類的增加將灰的熔點大大降低,當煤（méi）含有較多量（liàng）硫化鐵的時候,結焦*為嚴重（chóng）。
灰分雜質的熔（róng）點溫度由（yóu）表1-1可核相（xiàng）儀以清楚看到，含有的雜質不（bú）一樣（yàng）而（ér）灰的熔點就會（huì）有很大的差別。灰熔化了以後，就產生了粘結性，碰到較冷的物體，就粘附在上邊。鍋爐的（de）燃燒過程是（shì）很快的，煤粉從（cóng）噴燃器噴出經過加熱、烘幹、著火（huǒ）到燃盡（jìn）的（de）時間僅為2～3秒，當灰粒（lì）通過很高的火焰中心時，灰粒（lì）都會被熔化（huà）而成膠質狀態。但是這時的灰粒還（hái）是（shì）在空（kōng）間懸浮著，當灰粒（lì）上升至爐膛出口處的時候，由於出口煙溫比火焰中心溫（wēn）度低，膠質狀態的灰粒將被（bèi）冷卻凝固，這（zhè）樣就（jiù）不會產生結焦。但當燃燒不完（wán）全時，就會產生一氧化碳半還原氣體，這樣使灰熔點溫度降低大約300～350℃促使膠質狀態的灰粒得不到凝（níng）固而結焦（jiāo）。管上粘結（jié）一層灰焦之後，焦與焦（jiāo）的粘附力（lì）強，所以（yǐ）灰焦粒更容易被粘住，形成（chéng）一層（céng）焦（jiāo），從而使管子受熱差，表麵溫度升高，更便於焦塊（kuài）粘附，結焦過程是一個自動加劇的惡性循環過程。
    表1-1各成分熔點溫度：
名（míng）      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（tiě） 1421
氧化鈣（石灰） 2570 堿類 800－1000
氧化鎂 2800 矽酸鹽（yán） 1000－1100
由於我廠（chǎng）在投產初期，與我廠配套的大煤礦（kuàng）未投產，主要煤源為小窯煤，致使入廠煤的灰（huī）份極大，設計煤（méi）種的灰份為25.66%，而實際燃用煤種的灰（huī）份都（dōu）在40%以上，有時高達47%。且煤中的（de）石頭、矸石極多，更加大了結焦的嚴重性。
2）煤質發熱量過低核相儀
我廠設計煤種（zhǒng）的低位發熱量為22.4核（hé）相儀86MJ/kg,而實際燃用煤（méi）種的低位發熱量僅有17MJ/kg左右，這（zhè）就使（shǐ）使燃料消耗量大（dà）大增加，相應的灰份（fèn）也會大大增加。從而更（gèng）加大了結焦的嚴重（chóng）性（xìng）。

4、針對結焦的原因采取對策
為了解（jiě）決結焦（jiāo）嚴重的問題，我廠采取了以下措施：
4.1加強燃料管理
1）從幾個“W”火焰鍋爐運行的經驗來看，煤種的變化是導（dǎo）致結焦的（de）*主要的原因，特別是燃用灰熔點低、揮發份相對較（jiào）高的煤種，其在下部爐膛燃燒時著火點早，火焰相對密集，造成擴散性燃燒，下部爐膛容積熱負荷較大，從而造成（chéng）局（jú）部高溫（wēn）區壁麵結焦、積（jī）渣。因此燃（rán）用設計煤種是防止（zhǐ）爐（lú）膛（táng）結焦*重要的措施。為此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（liào）管理領導小（xiǎo）組，加強燃料管理（lǐ），尤其是對入廠煤的管理。
2）製定了《關於燃煤摻燒的有關規定》，要求（qiú）對入爐煤進行搭配摻燒（shāo）。尤其是灰（huī）份大的煤，要與（yǔ）灰份小的煤摻（chān）燒，以降低入爐煤的平均灰份。
3）組織人力對入廠煤中的石頭、矸石進行清理，不讓其上皮帶，更不讓其（qí）進入煤倉。
4.2加強運（yùn）行管理
1）製定了《關於吹灰的管理規定》，並嚴格執行，增加了吹灰（huī）的次（cì）數，尤其是爐膛，從每天吹灰1次，增加到（dào）每天吹灰3次（cì）。
2）加強清焦工作，對看火孔、檢核相儀查孔的焦，要求隨時**。
3）在四台磨煤機運行時，規定將四角火嘴，B1、B4、C1、C4停用，並將其對應的F擋板（bǎn）開至20—30%，以補充四角風量的不足。規定能換停用中（zhōng）部火嘴，但不關其對應的F擋板，以補充燃燒中心風量的不足。
4）製定了《防止結焦的措施》，並嚴格執行。
4.3加強運行調整（zhěng）
1）降低爐（lú）膛出口煙氣溫度
當有充足的空氣量的（de）時候，爐（lú）膛出口煙氣溫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範圍內，一般應該比灰分的軟（ruǎn）化溫度低50℃～100℃。
為使爐（lú）膛出口（kǒu）的煙氣溫（wēn）度不致過高，應采用調整爐（lú）內燃燒和（hé）減少爐內熱強度的方式進行：
①合理（lǐ）的使用一、二次風，使燃燒達到既快又完全，這樣爐膛出口（kǒu）煙氣溫度就會下降。二（èr）次風小，燃燒就不（bú）容易完（wán）全，同時火焰中心會偏高。一次風量太大，火焰中心上移（yí），而有的火嘴還直射後（hòu）牆，引起嚴重的結（jié）焦。所以要調整一、二次風的風速和比例。
②減少爐膛熱負（fù）荷。維持給水在（zài）較（jiào）高的溫度下運（yùn）行，減少從（cóng）鍋爐抽出較多（duō）的飽和蒸（zhēng）汽量；不允許鍋爐有較大（dà）的過負荷現象，避免劇烈的增加和減少（shǎo）負荷（hé）。
③加速燃煤在爐膛入口處著火。核相儀如果著火提前了，燃料在爐膛內燃燒的時（shí）間（jiān）就相應的（de）延長，這樣，就有能降低爐膛出口的（de）煙氣溫（wēn）度。
2）保持適當的過剩空氣量
當煤粉燃燒時，因為空氣（qì）和煤（méi）粉不可能（néng）非（fēi）常均勻的接觸。因此，除了必要的空氣量以外，還需要一部分過量空氣來彌補。當過（guò）剩空氣量（liàng）太大時，煙氣量要增加，爐膛出口煙（yān）溫也要升高；如果空氣量太（tài）小，燃燒時又會（huì）產生（shēng）一氧化碳，同時飛灰可燃物（wù）也大大增加，兩者都給結焦創（chuàng）造了條件。所以，要保持一定的過剩空氣係數。
3）保持爐膛內火焰的均勻（yún）分布和磨煤機運行方式合理性
給粉要均勻，啟停給粉機要對稱，火焰（yàn）均勻充滿爐膛，兩側吸送風機（jī）出力應均勻，不（bú）使煙（yān）風偏斜。對於直吹式製（zhì）粉係統，要保持磨煤機火嘴（zuǐ）對稱運行，盡量不用爐膛邊角的（de）火嘴。
4）保持合適的煤粉細度和均勻度
根據（jù）運行經驗，現煤粉細度一般保持（chí）在R90=6-7%。
5）加強運行監視
運行中，可根據儀表指示和實際觀察來判斷是否（fǒu）核相儀結焦。鍋爐結焦後，煤粉消耗量增加，爐膛出口煙溫升高，過熱汽溫升高且減溫水量增大，鍋爐排煙溫度升高。爐膛出口結焦時，爐（lú）膛的（de）負壓值還會減小，嚴重時（shí）甚至有正（zhèng）壓出現。此時應及（jí）時除焦，防止結焦的加劇。另外運行中要保證能及時吹灰（huī）。
6）利用降負荷的方法
保持*低負荷20～30分鍾，可使爐膛溫度降低，焦塊受冷卻而自行（háng）掉（diào）下來。但此法對鍋爐運行狀態影響較大，盡量不采用。

5、結論
通過以上分析，要從根本上解決鍋爐（lú）結焦、積（jī）渣（zhā）問題，關（guān）鍵（jiàn）是適（shì）應負荷率和煤種（zhǒng）變化，對爐內（nèi）燃燒進行合理調節，嚴格控製燃煤煤種偏（piān）離設計（jì）煤種（zhǒng）過（guò）多。我們在（zài）進（jìn）行燃燒調整的同時，改善爐膛吹（chuī）灰、跟蹤爐內結焦、積渣情況，讓結（jié）焦消失在萌芽狀態。我廠通過上述措（cuò）施的執行，經過一段時間的（de）運行觀察，結焦嚴重的問題基（jī）本得到了解決，9月份全（quán）月垮焦（jiāo）隻（zhī）有三次，均未投油助燃，撈渣機（jī）未被卡死過，排煙溫度從原來的170℃以上，降到160℃以下，從目前來看，效果是很明顯的。

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