火电厂锅炉运行中炉内结焦预防方法

火电厂锅炉运行中炉内结焦预防方法

高尚超

江苏国信沙洲发电有限公司  江苏苏州  215600

摘要：为了提高火电厂锅炉的安全性和经济性，研究了炉内结焦的形成机制及其预防方法。采用理论分析和实际案例相结合的方法，探讨了燃料特性、燃烧过程及运行参数对结焦的影响。研究表明，燃料的灰分和挥发分含量对结焦倾向具有显著影响，同时，合理的燃烧温度和气流组织可以有效减少结焦现象。此外，通过动态调整一次风速、二次风量及火焰中心位置，能够优化燃烧效率并降低结焦风险。研究提供了一系列实用的预防结焦策略，以确保设备的安全和经济性。

关键词：火电厂锅炉；炉内结焦；预防方法；运行控制

引言

火电厂作为主要的电力生产方式之一，其锅炉的高效运行至关重要。然而，炉内结焦现象是影响锅炉安全和经济运行的一个主要问题。结焦不仅导致热传递效率降低，还可能引发设备故障和停机，增加维修成本。结焦的形成受多种因素影响，包括燃料的物理和化学特性、燃烧过程中的温度分布、气流组织等。不同燃料的灰分和挥发分含量直接关系到结焦的倾向。此外，锅炉的运行参数，如一次风速、二次风量和火焰中心的位置等，也对结焦产生显著影响。为了提高火电厂锅炉的运行效率和安全性，必须采取有效的预防措施。这包括优化燃烧过程、动态调整运行参数和定期进行设备维护。本文将围绕炉内结焦的形成机制及其预防方法展开探讨。

一、炉内结焦的形成机制

1.1 燃料特性的影响

燃料特性对炉内结焦有着根本性的影响。首先，燃料的灰分含量和成分是关键因素。高灰分燃料意味着燃烧后产生大量灰渣，当灰渣中的成分如碱金属、铁、钙等比例不合适时，会显著降低灰熔点。例如，某些劣质煤中碱金属含量较高，在燃烧高温下，碱金属会与其他矿物质反应形成低熔点化合物，使灰渣容易黏附在受热面上，逐步发展为结焦。其次，燃料的挥发分含量影响燃烧稳定性。挥发分低的燃料着火延迟，燃烧过程中容易出现不完全燃烧，未燃尽的炭粒与灰分混合，增加了结焦的倾向。再者，燃料的粒度大小和均匀性也不可忽视。粒度不均匀时，大颗粒燃料难以完全燃烧，残留的大颗粒与灰分相互作用，同时不同粒度燃料的燃烧速度差异会造成局部燃烧环境异常，促进结焦形成。

1.2燃烧过程的影响

燃烧过程从多个方面影响炉内结焦。燃烧温度是一个重要因素，高温会使灰分软化和熔化。在锅炉中，当火焰中心温度过高时，灰分处于熔融态的可能性增大，这些熔融态的灰渣极易黏附在受热面上。燃烧的均匀性也非常关键，不均匀的燃烧会导致局部高温区域和缺氧区域的出现。在局部高温区，灰分更易熔化，而缺氧区会使燃烧处于还原性气氛，这种气氛下灰熔点降低，两者共同作用促使结焦。此外，燃烧的气流组织对炉内状况有很大影响。不良的气流组织会使燃料和灰分在炉内分布不均，导致某些区域灰分浓度过高，增加了结焦的风险。

二、运行参数调整预防结焦

2.1 温度参数调整

1.定期吹灰

吹灰是预防炉内结焦的重要措施，能有效去除积聚在锅炉受热面上的灰渣和焦炭。定期吹灰操作不仅有助于保持受热面的清洁，提升热交换效率，还有助于降低因灰渣堆积而引发的局部过热和结焦风险。应根据锅炉的运行周期和灰渣沉积情况，制定合理的吹灰频率和方式。合理安排吹灰操作的时机，如在负荷较低时进行，以减少对锅炉整体运行的影响。

2.合理的一次风速，一次风量

一次风的速度和流量对燃烧的充分性及稳定性有直接影响，合理的风速和风量能够促进燃料与空气的均匀混合，提高燃烧效率。过大的风速可能导致煤粉在炉膛中分布不均，产生局部高温，增加结焦风险；而过小的风量则可能导致燃烧不完全，产生多余的烟气和灰分。因此，操作人员需根据锅炉的运行状态和燃料特性，动态调整一次风速和风量，以实现最佳的燃烧效果。同时，利用实时监测系统跟踪氧气含量和燃烧状况，及时进行风量调整，确保锅炉在最佳运行区间。

3.适当的二次风调整

二次风的调整同样对燃烧过程起着关键作用。合理的二次风供给可以提高炉内气流的均匀性，促进燃料的完全燃烧，降低灰分的沉积风险。在锅炉运行中，操作人员需要实时监测燃烧状况，并根据实际需要适当调整二次风量。例如，在低负荷运行时，可以适度减少二次风的供给，避免炉内气流过强而导致的灰分聚集。而在高负荷或燃料特性变化时，应增加二次风量，确保燃烧稳定。此外，适当的二次风调整可以帮助炉膛温度分布均匀，降低结焦的可能性。

4.运行中火焰中心调整（包括制粉系统调整，如燃烧器喷嘴结焦）

火焰中心的稳定性与锅炉的燃烧效率密切相关，因此在运行过程中需及时对火焰中心进行调整，以确保其位置和形态的合理性。通过监测火焰的形态和颜色，操作人员可以判断燃烧是否正常，并根据燃烧器的状态进行调整。如发现燃烧器喷嘴出现结焦或堵塞，应立即进行清理和维护，以免影响燃烧效果。同时，制粉系统的调整也不可忽视，应确保煤粉的细度和均匀性，以提高燃料的燃烧效率。在锅炉负荷波动较大时，及时调整火焰中心的位置，确保燃烧稳定，防止因燃烧不均匀导致的结焦现象。

5.启停机负荷波动是速率影响

在锅炉启停过程中，负荷的快速波动可能对炉内温度分布产生较大影响，从而引发结焦问题。快速升负荷时，炉内温度迅速升高，可能导致局部过热；而快速降负荷则可能造成局部冷却，产生不完全燃烧的情况。因此，操作人员应控制启停机的速率，避免频繁的大幅度负荷变化。建议制定合理的启停机程序，限制负荷的变化速率。同时，实时监测炉内温度和氧气含量，确保在负荷波动期间，及时调整风量和燃料供给，以保持燃烧状态的稳定。

6.锅炉漏风等运行缺陷

锅炉的漏风问题对燃烧效果和热效率有显著影响，漏风可能导致空气与燃料的混合不均，增加结焦的风险。因此，定期检查锅炉的密封性、焊接接缝、风道等部位，及时修复漏风缺陷是必不可少的。发现漏风点后，需进行加固和密封处理，以保持炉内气流的正常流动。此外，还应加强对锅炉运行过程中的监测，及时发现并解决因设备老化或损坏引起的漏风问题，确保锅炉在最佳状态下运行，从而有效降低炉内结焦的风险。定期的设备维护和检查可以显著提高锅炉的整体安全性和经济性。

三、燃料管理预防结焦

3.1 燃料质量把控

严格控制燃料的质量是预防炉内结焦的关键。应对燃料的灰分、挥发分和水分等指标进行检测，确保其符合使用标准。优质燃料不仅能够提高燃烧效率，减少灰分的生成，还能降低结焦倾向。选择合适的供应商，并建立质量监控机制，定期评估燃料的质量，从源头上降低结焦风险。

3.2 燃料预处理

燃料的预处理能显著改善其燃烧性能，从而减少结焦现象。应对燃料进行破碎、干燥和均匀化处理，以提高其燃烧效率。此外，对于高灰分燃料，可采用物理或化学方法进行去除或改善。通过优化燃料的粒度和湿度，可以确保其在锅炉中的良好燃烧状态，有效防止结焦的发生。

四、结论

炉内结焦是火电厂锅炉运行中的一项重要问题，直接影响其安全性和经济性。通过对燃料特性、燃烧过程及运行参数的深入分析，提出了一系列预防结焦的方法。首先，优化温度和风量参数，通过定期吹灰、合理调整一次风速与二次风量，可以显著提高燃烧效率，降低灰分堆积风险。此外，严格把控燃料质量，并进行适当的预处理，能够有效改善燃烧性能，进而减少结焦现象的发生。综上所述，采取综合性的管理和技术措施，可以显著提高火电厂锅炉的运行效率，降低结焦对经济效益的负面影响，从而为火电行业的可持续发展提供保障。

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