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摘要：在火力发电厂的生产过程中，锅炉的结焦问题是比较普遍存在的，结焦对锅炉运行的性与安全性均带来不利影响，严重的结焦会导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。在分析了造成电站煤粉锅炉结焦的主要原因，提出了控制煤粉锅炉结焦的预防措施。
关键词：锅炉、结焦、措施
1 结焦的危害
锅炉热效率下降：受热面结焦后，使传热恶化排烟温度升高，锅炉热效率下降；燃烧器出口结焦，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损化学未完全燃烧热损失增大；使锅炉通风阻力增大，电耗增加，厂用电率上升，电厂效率下降。
影响锅炉出力：水冷壁结焦后，会使蒸发量下降；炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。
影响锅炉运行的安全性：结焦后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；结焦往往是不均匀的，结果使过热器热偏差增大，对循环锅炉的水循環安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响；炉膛上部结焦块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，使燃烧不稳定甚至灭火。
2 锅炉结焦原因
要有合适的煤粉细度。煤粉粗，火炬拖长，粗粉因惯性作用会直接冲刷受热面。再则，粗煤粉燃烧温度比烟温高许多，熔化比例高，冲墙后容易引起结焦。但是，煤粉太细也会带来问题，一是电耗高，制粉出力受到影响，二是炉膛出口烟温升高，易引起结焦。
适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结焦。提高一次风速可推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结焦。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风气流直接冲刷壁面而产生结焦。
炉膛出口温度场应尽可能均匀。降低炉膛出口残余旋转，均匀的温度分布可使密排对流管束中烟气温度低于开始结焦温度。应用三次风、二次风反切来减少残余旋转，必须能够很准确地出主旋气流和反切气流的动量矩以及合成气流的动量矩，而且通过运行调试来观察是否满足运行要求。
组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提。
燃烧中心温度高达1400～1600度。当灰渣撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，易黏结附于炉壁上形成结焦，尤其是在有卫燃带的炉膛内壁，表面温度很高，又很粗糙，更易结焦，而且易成为大片焦渣的策源地。因此必须保持燃烧中心适中，防止火焰中心偏斜和贴边。 炉内旋转气流对燃烧器射流的冲击力和作用点。旋转强度大，射流偏转加剧，实际切圆增大；一次风射流刚性；射流两侧补气条件差异；燃烧器组长宽比及燃烧器喷口间隙。当燃烧器组高宽比越大时，燃烧器组中间部分从上下两侧获取补气的条件越差，射流偏转加剧。
四角煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀：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，在燃烧空气不足的情况下，炉膛结焦状况恶化。当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平四角风量，避免选择合理的炉膛出口温度：根据经济技术比较，对煤粉炉最经济的炉膛出口温度在1200～1400度之间，但实际上，为了防止对流受热面结焦，炉膛出口温度不能过高。在炉膛出口布置屏式受热面的锅炉，对一般性结焦性煤应小于1200度。
控制合理的炉内过量空气系数a：过量空气系数a增加，受热面的积灰、结焦趋势减弱。主要归因于炉膛出口烟温降低，炉膛壁面处的烟温降低。过量空气系数过低容易造成氧量不足，在炉内出现还原性气氛，熔点较高的Fe2O3还原为熔点较低的FeO，从而使灰熔点大大降低，这样就增加了结焦的可能性。
保证空气和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，防止局部严重积灰、结焦：当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性气氛。当煤粉炉烟气含氧量低于3时，由于局部缺氧，将会使CO含量急剧增加。
3 防止结焦的措施
要防止锅炉结焦，应根据设计煤种组织燃料，严格控制入厂煤质，使用煤灰软化温度大于原设计煤种的煤，在无法满足此条件时，则应尽可能选用成分稳定、含灰量少的煤，这样便可针对该煤种的结焦特性，通过实验与运行实践，建立起适合该煤种的运行工况，以达到充分燃烧并防止结焦的目的。对可能造成锅炉结焦的煤种，应进行配煤，达到提高灰熔点，降低灰粘度的目的。
合理调整一、二次风的风速和比例，使炉内火焰中心温度和炉膛出口的烟气温度不致过高，并保持适当的过剩空气系数，使燃烧充分、完全。保持炉膛内火焰的均匀分布，特别是在负荷过高或过低时候，防止火焰偏斜，造成贴墙燃烧。进行燃烧调整和控制，调整煤粉和空气混合均匀，组织良好的炉内空气动力场，降低炉内温度水平和还原性气氛，以达到防止或减轻结焦的目的。
根据实际煤种情况，通过调整煤粉分离器及系统通风量将煤粉细度调整至合适范围内。煤粉细度的选择，应兼顾稳燃、炉膛出口受热面是否结焦、机械不完全燃烧损失、制粉电耗等因素综合考虑。煤的发热量、灰分含量、全硫含量不宜过大，入炉煤粉不宜过粗。
通过在锅炉受热面布置吹灰器，定期对受热面进行吹扫，可保持受热面的清洁，防止灰渣大量积聚。吹灰器的吹灰力度较大，见效快，但不能根治结焦，只能控制结焦程度，特别是吹灰不全面，根据不同锅炉的运行特性，我厂在水平烟道处加装长的吹灰器改变水平烟道处的积灰，吹灰效果显著。
结论
综上所述，对于煤粉炉结焦和积灰问题，要在理论分析的基础上，联系锅炉具体参数和实际运行工况，寻找切实可行的预防措施，以控制结焦，减轻由于结焦带来的危害，提高锅炉效率。
参考文献：
[1]姚文达主编 锅炉燃烧设备 北京：中国电力出版社，2000
[2]金维强主编 大型锅炉运行 北京：中国电力出版社，1998
[3]岑可法等 锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算 北京：科学出版社，1994.
[4]范从振主编 锅炉原理 水利电力出版社 1986.
关键词：锅炉、结焦、措施
1 结焦的危害
锅炉热效率下降：受热面结焦后，使传热恶化排烟温度升高，锅炉热效率下降；燃烧器出口结焦，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损化学未完全燃烧热损失增大；使锅炉通风阻力增大，电耗增加，厂用电率上升，电厂效率下降。
影响锅炉出力：水冷壁结焦后，会使蒸发量下降；炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。
影响锅炉运行的安全性：结焦后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；结焦往往是不均匀的，结果使过热器热偏差增大，对循环锅炉的水循環安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响；炉膛上部结焦块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，使燃烧不稳定甚至灭火。
2 锅炉结焦原因
要有合适的煤粉细度。煤粉粗，火炬拖长，粗粉因惯性作用会直接冲刷受热面。再则，粗煤粉燃烧温度比烟温高许多，熔化比例高，冲墙后容易引起结焦。但是，煤粉太细也会带来问题，一是电耗高，制粉出力受到影响，二是炉膛出口烟温升高，易引起结焦。
适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结焦。提高一次风速可推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结焦。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风气流直接冲刷壁面而产生结焦。
炉膛出口温度场应尽可能均匀。降低炉膛出口残余旋转，均匀的温度分布可使密排对流管束中烟气温度低于开始结焦温度。应用三次风、二次风反切来减少残余旋转，必须能够很准确地出主旋气流和反切气流的动量矩以及合成气流的动量矩，而且通过运行调试来观察是否满足运行要求。
组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提。
燃烧中心温度高达1400～1600度。当灰渣撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，易黏结附于炉壁上形成结焦，尤其是在有卫燃带的炉膛内壁，表面温度很高，又很粗糙，更易结焦，而且易成为大片焦渣的策源地。因此必须保持燃烧中心适中，防止火焰中心偏斜和贴边。 炉内旋转气流对燃烧器射流的冲击力和作用点。旋转强度大，射流偏转加剧，实际切圆增大；一次风射流刚性；射流两侧补气条件差异；燃烧器组长宽比及燃烧器喷口间隙。当燃烧器组高宽比越大时，燃烧器组中间部分从上下两侧获取补气的条件越差，射流偏转加剧。
四角煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀：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，在燃烧空气不足的情况下，炉膛结焦状况恶化。当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平四角风量，避免选择合理的炉膛出口温度：根据经济技术比较，对煤粉炉最经济的炉膛出口温度在1200～1400度之间，但实际上，为了防止对流受热面结焦，炉膛出口温度不能过高。在炉膛出口布置屏式受热面的锅炉，对一般性结焦性煤应小于1200度。
控制合理的炉内过量空气系数a：过量空气系数a增加，受热面的积灰、结焦趋势减弱。主要归因于炉膛出口烟温降低，炉膛壁面处的烟温降低。过量空气系数过低容易造成氧量不足，在炉内出现还原性气氛，熔点较高的Fe2O3还原为熔点较低的FeO，从而使灰熔点大大降低，这样就增加了结焦的可能性。
保证空气和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，防止局部严重积灰、结焦：当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性气氛。当煤粉炉烟气含氧量低于3时，由于局部缺氧，将会使CO含量急剧增加。
3 防止结焦的措施
要防止锅炉结焦，应根据设计煤种组织燃料，严格控制入厂煤质，使用煤灰软化温度大于原设计煤种的煤，在无法满足此条件时，则应尽可能选用成分稳定、含灰量少的煤，这样便可针对该煤种的结焦特性，通过实验与运行实践，建立起适合该煤种的运行工况，以达到充分燃烧并防止结焦的目的。对可能造成锅炉结焦的煤种，应进行配煤，达到提高灰熔点，降低灰粘度的目的。
合理调整一、二次风的风速和比例，使炉内火焰中心温度和炉膛出口的烟气温度不致过高，并保持适当的过剩空气系数，使燃烧充分、完全。保持炉膛内火焰的均匀分布，特别是在负荷过高或过低时候，防止火焰偏斜，造成贴墙燃烧。进行燃烧调整和控制，调整煤粉和空气混合均匀，组织良好的炉内空气动力场，降低炉内温度水平和还原性气氛，以达到防止或减轻结焦的目的。
根据实际煤种情况，通过调整煤粉分离器及系统通风量将煤粉细度调整至合适范围内。煤粉细度的选择，应兼顾稳燃、炉膛出口受热面是否结焦、机械不完全燃烧损失、制粉电耗等因素综合考虑。煤的发热量、灰分含量、全硫含量不宜过大，入炉煤粉不宜过粗。
通过在锅炉受热面布置吹灰器，定期对受热面进行吹扫，可保持受热面的清洁，防止灰渣大量积聚。吹灰器的吹灰力度较大，见效快，但不能根治结焦，只能控制结焦程度，特别是吹灰不全面，根据不同锅炉的运行特性，我厂在水平烟道处加装长的吹灰器改变水平烟道处的积灰，吹灰效果显著。
结论
综上所述，对于煤粉炉结焦和积灰问题，要在理论分析的基础上，联系锅炉具体参数和实际运行工况，寻找切实可行的预防措施，以控制结焦，减轻由于结焦带来的危害，提高锅炉效率。
参考文献：
[1]姚文达主编 锅炉燃烧设备 北京：中国电力出版社，2000
[2]金维强主编 大型锅炉运行 北京：中国电力出版社，1998
[3]岑可法等 锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算 北京：科学出版社，1994.
[4]范从振主编 锅炉原理 水利电力出版社 1986.