论文部分内容阅读
摘要：煤炭是電厂锅炉的主要燃料，煤炭在燃烧的过程中会释放很多的灰粒、硫和氮的氧化物和其他物质。在锅炉运行过程中，有时这些物质会沉积在表面受热从而造成表面的结焦。这种现象有很大的危害，它会损坏设备、甚至发生人身伤害事故，从而导致锅炉运行的经济性降低，进而影响锅炉的安全运行。本文对此问题的原因和危害进行了分析，并提出了科学合理的解决措施。
关键词：电厂锅炉结焦 产生原因 危害 解决措施
中图分类号：TM6文献标识码： A 文章编号：
引言
中国是世界上最大的煤炭生产和煤炭消费国，在中国的能源结构中，占主导地位的仍然是煤炭。火电依然在中国的占据主要的电力供应，这种情况不会在短期内改变。煤炭具有特殊的品质，它在燃烧的过程中会释放大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物质、这些物质容易沉积，进而造成结焦。锅炉的结焦是电厂运行中较为常见的问题，也会工作人员急需解决的问题。然而解决锅炉的结焦问题，必须找到它的成因，才能有的放矢，科学快速的解决问题。从而保证电厂经济有效地运行，保证资源的节约利用，保证人民的生命财产安全。可见，我们极其有必要对电厂锅炉结焦问题进行探析。
一、 什么是锅炉结焦及其分类
锅炉结焦是电厂运行中十分常见的现象。煤炭在燃烧的过程中会释放很多的灰粒、硫和氮的氧化物等物质。这些物质会随着烟气一起运动，飞到炉膛水冷壁被冷却进而凝固，最后形成一层疏松的灰层。灰层凝结粘附在烟气冲刷的受热面或炉墙上以及飞灰颗粒表面，最终导致电厂锅炉结焦。
根据其结焦原因的分析，锅炉结焦可以分为两类，即高温结焦和锅炉积灰。锅炉结渣指的是煤炭中的灰分受到炉膛燃烧火焰的极高的温度变为液体，然后又在炉膛内水冷壁冷却的作用下从液态状态逐渐变为固态粘结在受热面上，就形成了结渣。锅炉积灰指的是在锅炉中煤炭不完全燃烧时，很多碳颗粒未燃尽，然后在吸收其他烟气形成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽受冷凝结在受热面管壁上形成水泥状的堵灰。同时，硫酸蒸汽流到热面管束时，也可能受到静电或者摩擦阻力的影响，形成锅炉积灰。
二、锅炉结焦的原因
锅炉结焦的原因有很多种，比如说炉膛内温度高低、锅炉炉膛结构、煤质特性等等。下面本文将一一进行探讨。
（一）锅炉炉膛温度及其结构
一般来说，锅炉炉膛的温度越高，产导致结焦的机会就会越大。因为在高温下，煤炭燃烧产生的飞灰就越容易从固体达到软化状态。同时，煤粉燃烧产生的易挥发的气化，如硫和氮等也越强烈。这就会为锅炉结焦创造前提。
锅炉炉膛结构对锅炉结焦也有很大的的影响。比如说，锅炉锅炉炉膛的尺寸、容积热负荷、断面热负荷等，都会影响锅炉的结焦。我们应当选用炉膛尺寸和截面积较大的锅炉，因为这样可以有效增加炉膛的吸热量，使得烟气的温度不至于过高，这样水冷壁就不容易结焦。对于锅炉的选型设计选择，应当选用较低的炉膛容积热负荷，可以起到防止锅炉结焦的作用。因为当锅炉高负荷连续运行时，炉膛容积热负荷增加，迅速升高的温度，使的灰粒不容易冷却，容易在吹灰器吹不到的区域产生积灰，当熔融的积灰粘结在上面时，会造成大面积的结渣。
（二）煤粉的特性
煤粉的特性对于结焦的影响是起主要作用的。煤粉在燃烧时的软化温度是煤灰是否容易结焦的主要指标。当煤粉中碱性氧化物含量大时，容易结焦；而当煤粉中氧化硅和氧化铝含量比较大时，锅炉就不容易结焦。同时煤粉不能过粗，煤粉过粗会导致燃烧中心的上移，更接近炉膛口，导致受热面被烟气直接冲刷。从而在炉膛口处容易出现结焦。反之，煤粉太过细的话，燃烧中心前移，喷燃器口附近容易结焦。因此应当选择粗细合适的煤粉。
（三）灰分熔点
造成锅炉结焦的本质原因在于，处于熔化或软化状态下的飞灰沉积在了受热面之上。如果能够降低飞灰的熔点就能有效解决锅炉结焦的问题。化学组成决定成分灰分的熔点。因此应当减少灰分中熔点较高的物质，增加熔点较低的物质。比如可以通过增加煤中FeS2的含量，就可以降低灰分的熔点。其次，可以增加CO2、H2等还原气体，改变周围的介质，还原灰分中的高价化合物，来降低灰分的熔点。最后，可以燃烧含灰浓度低的煤炭，也可以有效降低结渣。
三、锅炉结焦的危害
锅炉结焦危害很大主要表现在以下方面。
汽水管会因结焦会引起的过热汽温以及再热汽温而爆破。同时会降低锅炉出力，造成被迫停炉的严重后果，降低锅炉效率，增加引风机耗电量会，这些都会使设备的使用寿命大大缩短锅炉。
结焦造成的大块灰渣，存在运输困难的问题。严重的时候，会过载导致跳闸，堵塞渣沟。有时这些大块的灰渣会从锅炉脱落，砸坏水冷壁。若水冷壁全面结焦，不得不停工进行人为清理。如果大块灰渣掉在捞渣机，则捞渣机会因产生的大量水蒸汽受到破环，引起燃烧器附近严重的煤粉着火，进而造成锅炉灭火。
四、结焦的防治措施
要解决锅炉结焦的问题最重要的是做好结焦的防治，做好结焦的防治应当从电厂的各个环节做起。
（一）首先做好燃煤管理
燃煤管理包括采购、进场管理、掺烧等环节。
预防锅炉结焦的第一步是燃煤采购。电厂在组织燃料采购时应严格把关煤种的质量，比如选择灰分、灰熔点、水分等主要特性好的煤种。煤的成分比较稳定、含灰量以及含石量要少。 对于燃煤的进场管理，应当严格把关入场煤的质量，杜绝不符合电厂锅炉燃烧要求的劣质煤进场，维护锅炉的有效运行。在掺烧这一环节，应当在充分了解各种煤的主要特性的基础上，合理掺烧不同煤种。准确地记录好各煤种的入炉化验数据分析，防止锅炉结焦的产生。
（二）做好燃烧工作
做好燃烧工作，首先冷态动力场要确保是没有问题的。组织进行反复的检查、调整。在线监视对炉膛出口烟温（或高温受热面管壁温度）。保证炉内各角风量基本平衡、挡板位置最佳、配风方式合理。在运行过程中，调整好热态运行的燃烧，合理调配各一次风和二次风的运行风门开度以及运行氧量。保证煤粉燃烧完全。确保、稳定、安全的运行锅炉。
确定煤粉粗细度
不同的煤粉混合掺烧，要合理确定煤粉的粗细度以及煤粉的块大小粒以及均匀度。使煤粉充分燃烧，避免导致结焦的不良后果。在煤粉细度选择的选择过程中,应综合考虑多种因素，比如煤粉是否能够稳燃、是否会出现炉膛及炉膛口受热面结焦、不完全燃烧的机械损失、因制粉产生的电耗等。同时，如果煤质出现问题，比如煤的灰熔点比较低，可以通过配煤的渠道来解决这个问题。
（三）定期的检查
输渣皮带的运行情况应经常检查，在发现运行皮带上无渣的情况下，应立即汇报到上级。其次，渣斗缺水时会导致的结大焦现问题，因此渣斗的水位要确保正常。定期观察炉膛底部灰斗落渣情况，及时联系检修处理。定期维护捞渣机，检修碎渣机。在运行时因为燃烧的煤种发热量较高，下层火咀的运行要尽可能的保持，火焰中心要尽可能的降低。防止过热器处出现结焦的现象。加强监视和调整炉膛负压的，防止大焦块导致灭火的事故。严格的监视入口烟温度的过高，严格控制，防止出现烟道受热面的结焦。
五、结论
由于中国国情的原因，中国在未来的一段时间仍然会继续使用以煤炭为主要燃料的火电厂。本文仔细分析了电厂锅炉结焦的问题，提出了锅炉燃烧应采用调整措施,为保证锅炉安全运行提出了宝贵的的意见。为了防止出现锅炉结焦的问题，我们应当弄清电厂锅炉结焦问题产生的原因，严格执行各项防焦技术措施，这样才能有效地预防锅炉出现结焦，优化锅炉运行的状况，极大地提高锅炉运行的科学性、安全性和以及经济性。
参考文献：
1、赵和权;浅析锅炉结焦[J];黑龙江电力;1987年02期
2、王宇;苏国利;电厂锅炉结焦问题的原因分析及预防探讨[J];内蒙古石油化工;2008年17期
3、段小云;广州珠江电厂锅炉结焦原因分析及防止措施[J];重庆电力高等专科学校学报;2006年04期
4、禹小明;我厂余热电站及CPC锅炉结焦的原因和处理[A];2004年晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪十一省市区机械工程学会学术年会论文集（河南分册）[C];2004年
5、郑旭;;锅炉结焦的危害、原因及预防措施[J];内蒙古石油化工;2010年19期
6、洪日生;电厂锅炉结焦问题的原因分析[J];黑龙江科技信息;2009年36期
7、王梅;刘素兰;胡小锋;彭坤;;废渣添加剂对型煤理化指标影响的实验研究[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年
8、房倚天;程中虎;马小云;黄戒介;王洋;;加压灰熔聚流化床粉煤气化技术进展及加压流态化基础研究[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
9、郑旭;锅炉结焦的危害、原因及预防措施[J];内蒙古石油化工;2010年19期
10、罗晓;锅炉结焦的原因分析与预防[J];石油化工安全技术;2001年06期
11、唐军生;;浅谈锅炉结焦及防治[J];广西电业;2005年11期
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：电厂锅炉结焦 产生原因 危害 解决措施
中图分类号：TM6文献标识码： A 文章编号：
引言
中国是世界上最大的煤炭生产和煤炭消费国，在中国的能源结构中，占主导地位的仍然是煤炭。火电依然在中国的占据主要的电力供应，这种情况不会在短期内改变。煤炭具有特殊的品质，它在燃烧的过程中会释放大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物质、这些物质容易沉积，进而造成结焦。锅炉的结焦是电厂运行中较为常见的问题，也会工作人员急需解决的问题。然而解决锅炉的结焦问题，必须找到它的成因，才能有的放矢，科学快速的解决问题。从而保证电厂经济有效地运行，保证资源的节约利用，保证人民的生命财产安全。可见，我们极其有必要对电厂锅炉结焦问题进行探析。
一、 什么是锅炉结焦及其分类
锅炉结焦是电厂运行中十分常见的现象。煤炭在燃烧的过程中会释放很多的灰粒、硫和氮的氧化物等物质。这些物质会随着烟气一起运动，飞到炉膛水冷壁被冷却进而凝固，最后形成一层疏松的灰层。灰层凝结粘附在烟气冲刷的受热面或炉墙上以及飞灰颗粒表面，最终导致电厂锅炉结焦。
根据其结焦原因的分析，锅炉结焦可以分为两类，即高温结焦和锅炉积灰。锅炉结渣指的是煤炭中的灰分受到炉膛燃烧火焰的极高的温度变为液体，然后又在炉膛内水冷壁冷却的作用下从液态状态逐渐变为固态粘结在受热面上，就形成了结渣。锅炉积灰指的是在锅炉中煤炭不完全燃烧时，很多碳颗粒未燃尽，然后在吸收其他烟气形成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽受冷凝结在受热面管壁上形成水泥状的堵灰。同时，硫酸蒸汽流到热面管束时，也可能受到静电或者摩擦阻力的影响，形成锅炉积灰。
二、锅炉结焦的原因
锅炉结焦的原因有很多种，比如说炉膛内温度高低、锅炉炉膛结构、煤质特性等等。下面本文将一一进行探讨。
（一）锅炉炉膛温度及其结构
一般来说，锅炉炉膛的温度越高，产导致结焦的机会就会越大。因为在高温下，煤炭燃烧产生的飞灰就越容易从固体达到软化状态。同时，煤粉燃烧产生的易挥发的气化，如硫和氮等也越强烈。这就会为锅炉结焦创造前提。
锅炉炉膛结构对锅炉结焦也有很大的的影响。比如说，锅炉锅炉炉膛的尺寸、容积热负荷、断面热负荷等，都会影响锅炉的结焦。我们应当选用炉膛尺寸和截面积较大的锅炉，因为这样可以有效增加炉膛的吸热量，使得烟气的温度不至于过高，这样水冷壁就不容易结焦。对于锅炉的选型设计选择，应当选用较低的炉膛容积热负荷，可以起到防止锅炉结焦的作用。因为当锅炉高负荷连续运行时，炉膛容积热负荷增加，迅速升高的温度，使的灰粒不容易冷却，容易在吹灰器吹不到的区域产生积灰，当熔融的积灰粘结在上面时，会造成大面积的结渣。
（二）煤粉的特性
煤粉的特性对于结焦的影响是起主要作用的。煤粉在燃烧时的软化温度是煤灰是否容易结焦的主要指标。当煤粉中碱性氧化物含量大时，容易结焦；而当煤粉中氧化硅和氧化铝含量比较大时，锅炉就不容易结焦。同时煤粉不能过粗，煤粉过粗会导致燃烧中心的上移，更接近炉膛口，导致受热面被烟气直接冲刷。从而在炉膛口处容易出现结焦。反之，煤粉太过细的话，燃烧中心前移，喷燃器口附近容易结焦。因此应当选择粗细合适的煤粉。
（三）灰分熔点
造成锅炉结焦的本质原因在于，处于熔化或软化状态下的飞灰沉积在了受热面之上。如果能够降低飞灰的熔点就能有效解决锅炉结焦的问题。化学组成决定成分灰分的熔点。因此应当减少灰分中熔点较高的物质，增加熔点较低的物质。比如可以通过增加煤中FeS2的含量，就可以降低灰分的熔点。其次，可以增加CO2、H2等还原气体，改变周围的介质，还原灰分中的高价化合物，来降低灰分的熔点。最后，可以燃烧含灰浓度低的煤炭，也可以有效降低结渣。
三、锅炉结焦的危害
锅炉结焦危害很大主要表现在以下方面。
汽水管会因结焦会引起的过热汽温以及再热汽温而爆破。同时会降低锅炉出力，造成被迫停炉的严重后果，降低锅炉效率，增加引风机耗电量会，这些都会使设备的使用寿命大大缩短锅炉。
结焦造成的大块灰渣，存在运输困难的问题。严重的时候，会过载导致跳闸，堵塞渣沟。有时这些大块的灰渣会从锅炉脱落，砸坏水冷壁。若水冷壁全面结焦，不得不停工进行人为清理。如果大块灰渣掉在捞渣机，则捞渣机会因产生的大量水蒸汽受到破环，引起燃烧器附近严重的煤粉着火，进而造成锅炉灭火。
四、结焦的防治措施
要解决锅炉结焦的问题最重要的是做好结焦的防治，做好结焦的防治应当从电厂的各个环节做起。
（一）首先做好燃煤管理
燃煤管理包括采购、进场管理、掺烧等环节。
预防锅炉结焦的第一步是燃煤采购。电厂在组织燃料采购时应严格把关煤种的质量，比如选择灰分、灰熔点、水分等主要特性好的煤种。煤的成分比较稳定、含灰量以及含石量要少。 对于燃煤的进场管理，应当严格把关入场煤的质量，杜绝不符合电厂锅炉燃烧要求的劣质煤进场，维护锅炉的有效运行。在掺烧这一环节，应当在充分了解各种煤的主要特性的基础上，合理掺烧不同煤种。准确地记录好各煤种的入炉化验数据分析，防止锅炉结焦的产生。
（二）做好燃烧工作
做好燃烧工作，首先冷态动力场要确保是没有问题的。组织进行反复的检查、调整。在线监视对炉膛出口烟温（或高温受热面管壁温度）。保证炉内各角风量基本平衡、挡板位置最佳、配风方式合理。在运行过程中，调整好热态运行的燃烧，合理调配各一次风和二次风的运行风门开度以及运行氧量。保证煤粉燃烧完全。确保、稳定、安全的运行锅炉。
确定煤粉粗细度
不同的煤粉混合掺烧，要合理确定煤粉的粗细度以及煤粉的块大小粒以及均匀度。使煤粉充分燃烧，避免导致结焦的不良后果。在煤粉细度选择的选择过程中,应综合考虑多种因素，比如煤粉是否能够稳燃、是否会出现炉膛及炉膛口受热面结焦、不完全燃烧的机械损失、因制粉产生的电耗等。同时，如果煤质出现问题，比如煤的灰熔点比较低，可以通过配煤的渠道来解决这个问题。
（三）定期的检查
输渣皮带的运行情况应经常检查，在发现运行皮带上无渣的情况下，应立即汇报到上级。其次，渣斗缺水时会导致的结大焦现问题，因此渣斗的水位要确保正常。定期观察炉膛底部灰斗落渣情况，及时联系检修处理。定期维护捞渣机，检修碎渣机。在运行时因为燃烧的煤种发热量较高，下层火咀的运行要尽可能的保持，火焰中心要尽可能的降低。防止过热器处出现结焦的现象。加强监视和调整炉膛负压的，防止大焦块导致灭火的事故。严格的监视入口烟温度的过高，严格控制，防止出现烟道受热面的结焦。
五、结论
由于中国国情的原因，中国在未来的一段时间仍然会继续使用以煤炭为主要燃料的火电厂。本文仔细分析了电厂锅炉结焦的问题，提出了锅炉燃烧应采用调整措施,为保证锅炉安全运行提出了宝贵的的意见。为了防止出现锅炉结焦的问题，我们应当弄清电厂锅炉结焦问题产生的原因，严格执行各项防焦技术措施，这样才能有效地预防锅炉出现结焦，优化锅炉运行的状况，极大地提高锅炉运行的科学性、安全性和以及经济性。
参考文献：
1、赵和权;浅析锅炉结焦[J];黑龙江电力;1987年02期
2、王宇;苏国利;电厂锅炉结焦问题的原因分析及预防探讨[J];内蒙古石油化工;2008年17期
3、段小云;广州珠江电厂锅炉结焦原因分析及防止措施[J];重庆电力高等专科学校学报;2006年04期
4、禹小明;我厂余热电站及CPC锅炉结焦的原因和处理[A];2004年晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪十一省市区机械工程学会学术年会论文集（河南分册）[C];2004年
5、郑旭;;锅炉结焦的危害、原因及预防措施[J];内蒙古石油化工;2010年19期
6、洪日生;电厂锅炉结焦问题的原因分析[J];黑龙江科技信息;2009年36期
7、王梅;刘素兰;胡小锋;彭坤;;废渣添加剂对型煤理化指标影响的实验研究[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年
8、房倚天;程中虎;马小云;黄戒介;王洋;;加压灰熔聚流化床粉煤气化技术进展及加压流态化基础研究[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
9、郑旭;锅炉结焦的危害、原因及预防措施[J];内蒙古石油化工;2010年19期
10、罗晓;锅炉结焦的原因分析与预防[J];石油化工安全技术;2001年06期
11、唐军生;;浅谈锅炉结焦及防治[J];广西电业;2005年11期
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。