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摘要：在现代电厂锅炉的运行当中，锅炉结渣问题是非常普遍的现象。这不但对锅炉运行的经济性能及安全性能产生影响，严重时还将有可能导致重大事故的发生。因此，在此问题上，相关部门要格外注意。基于此，文中笔者就电厂锅炉结渣的特征及其危害对影响锅炉结渣、积灰的因素进行分析，并针对此提出了相应的防治措施。
关键词：锅炉燃烧、锅炉结渣、积灰
中图分类号：TK511 文献标识码：A
一、前言
现阶段，我国对生物质能源的利用主要集中在生物质的气化和直接燃烧,但是一直受到经济性和可操作性的制约,没有大规模应用于工业生产。锅炉结渣问题的存在使得锅炉热效率下降，严重时还将影响锅炉的运行安全。
二、电厂锅炉结渣特征及危害的分析
为了更好地了解电厂锅炉结渣问题及其解决措施，应首先熟悉电厂锅炉结渣特征及其危害。通过对电厂锅炉结渣危害的认识，促进电厂锅炉结渣的解决。根据电厂锅炉结渣现象及特征，电厂锅炉出现结渣后将使得锅炉热效率下降、进而导致排烟温度异常升高，而且还会造成锅炉通风阻力加大。另外，电厂锅炉结渣问题还会造成炉膛出口烟温升高，进而影响锅炉出力，严重时将导致电厂锅炉运行成本急剧升高、影响电厂的运行经济性及能源的利用率。电厂锅炉结渣问题的出现将严重危害电厂锅炉运行的安全性。锅炉结渣后将导致过热器烟温、汽温异常升高，埋下了管壁超温的隐患。另外，锅炉结渣存在很大的不均匀性。进而导致炉内温差较大、严重时将导致循环水偏差故障的发生。而且，锅炉结渣在锅炉运行还会出现掉落，如果掉落炉渣砸坏水冷管壁将造成炉膛爆管，甚至造成锅炉停机。针对电厂锅炉结渣对锅炉运行安全性的影响，现代电厂应加快锅炉结渣问题的治理及预防。通过对电厂锅炉结渣特征的了解有助于电厂技术部门及维修部门快速排除故障、有助于电厂维修部门总结经验提高技术水平。而且，通过对电厂锅炉结渣危害的认识还能够提高电厂对锅炉结渣治理与维修的重视，提高电厂锅炉运行安全性。
三、影响锅炉结渣、积灰的因素
1、锅炉结渣
在煤粉炉中,燃烧火焰中心温度在1500-1800℃之间。燃料中的灰分在这样的高位下,大多熔化为液态或呈软化状态。由于水冷壁的吸热,从燃烧火焰中心向外,越接近水冷壁温度越低。在正常情况下,随着温度的降低,灰分将从液态变为软化状态进而变成固态。如果灰还保持着软化状态就碰到受热面时,由于受到冷却而粘结在受热面壁上,形成结渣(俗称结焦)。
对于锅炉的结渣,国内学者已做了大量研究,初步揭示了其形成因素与燃料中的灰分性质,初步揭示了其形成因素与燃料中的灰分性质、锅炉设计及锅炉运行状况有关。
2、锅炉设计因素
国内学者曾对燃用各种不同煤种的锅炉作了调查,结论是结渣和积灰不仅与煤炭性质有关,而且同锅炉设计密切相关,主要是炉膛热强度(包括炉膛容积热强度和断面热强度)、煤粉在炉膛内逗留的时间、燃烧器结构形式以及受热面的布置等。同一煤种,在某台锅炉上燃烧会严重结渣,而在另一台设计不同的锅炉上可能根本不结渣。同时锅炉设计起到了决定性的因素。
3、锅炉运行因素
（1）锅炉结渣、积灰随锅炉负荷及烟气温度的增加而增加。
（2）煤粉细度对炉膛结渣也有影响,但是煤粉细度应视煤种与具体的锅炉结构而定,应通过试验来确定。煤粉过细、过粗均可能引起结渣。
（3）较大的燃烧过剩空气能减少结渣与积灰。
4、锅炉的积灰
锅炉受热面上的积灰有粘结性和疏松性积灰两种。粘结性积灰是由于烟气中硫酸蒸汽凝结在受热面管壁上而粘住灰粒,并与灰粒作用而形成水泥状的堵灰。当锅炉的燃烧不正常时,烟气中带有大量的碳粒子,这些碳粒子可以吸附烟气中的二氧化碳、三氧化硫和水蒸汽。三氧化硫和水蒸汽又化合成亚硫酸(H2SO3)。亚硫酸是很强的还原剂,会再次氧化生成硫酸(H2SO4)；碳粒子吸附的三氧化硫和水蒸汽也会直接化合成硫酸。含有硫酸的碳粒子有很强的粘性,它沉积在受热面上不仅很牢固,而且由于硫酸有很强的腐蚀性,它与受热面作用生成硫酸亚铁(FeSO4),更增加了这种灰的牢固性。随着燃料中含硫量的增加。粘结性积灰的可能性也增加。
疏松灰是各种锅炉中最常见的积灰方式,它发生在锅炉的所有对流受热面上。煤粉炉主要是这一类积灰。当烟气冲刷管束时,管子的背面形成涡流区,大的灰粒因其运动惯性动能大,不容易卷入涡流；但小的灰粒则容易被卷进旋涡撞在管壁上,并且由于通过引力、静电引力及摩擦阻力等方式粘附在上面形成积灰。
四、电厂锅炉结渣的预防
1、电厂锅炉结渣问题的防治
针对电厂锅炉结渣的原因，现代电厂锅炉结渣预防应从以下几个方面开展管理工作。首先应对电厂锅炉各项技术参数进行分析与评价，结合锅炉结构等因素确定煤粉细度及混合比。同时，考虑锅炉内风速对煤粉的影响、考虑不同煤粉细度及混合福的燃烧性。综合考虑多种因素确定锅炉用煤粉最佳细度与混合比，以此为基础开展锅炉用煤粉的控制工作。
在注重没粉细度与混合比的基础上，电厂锅炉运行中还应注重风速与煤粉的配合。针对煤粉质量情况调整锅炉运行参数，以此减少锅炉结渣情况。另外，还应适当提高一次风速以减少燃烧器附近煤焦的结节，进而减少结渣情况的发生。同时以风速的提高使炉膛高温区尽可能靠近炉膛中心，实现炉渣减少目的。在注重上述因素外，在电厂锅炉运行中还应注重保持炉膛内温度的均衡性。通过二次送风、三次送风的方式减少炉膛内的旋转。根据计算公式以及科学的测量实现合成气流的动量矩，减少炉膛内结渣问题。在风量设置中，应根据煤粉情况进行风量计算，减少煤粉及灰渣对炉壁的桩基，减少煤粉焦结造成炉内结渣等情况。通过运行前的计算、运行中参数的控制等减少电厂锅炉的结渣。
根据锅炉燃烧参数及热效率因素分析可以看出，炉内空气系数对煤粉燃烧效果有着重要的影响。而煤粉燃烧效率直接影响锅炉的结渣。针对这一问题，在电厂锅炉运行汇总还应根据锅炉结构及没分质量合理确定空气系数。以炉内氧气量控制避免灰熔点降低造成的结渣。
2、以严格的中心控制数据执行减少电厂锅炉结渣
电厂锅炉结渣因素的调研与分析中，各种数据明确指出了锅炉运行中的运行控制要点。锅炉运行过程中的多种因素都对电厂锅炉结渣有着重要的影响。因此，现代电厂锅炉运行过程中应在对锅炉结构的分析基础上，对各项运行参数进行统计分析。合理制定电厂锅炉运行参数，以此为基础指导电厂锅炉的运行。同时，根据计算结果以及参数控制要点，电厂锅炉运行中还应加强相关控制参数以及控制数据的监督管理。通过管理体系的完善、岗位制度的完善等确保锅炉运行设计参数的有效执行，以此减少和避免锅炉结渣问题的发生。
3、以科学的检修维护为基础预防结渣事故的发生
针对电厂锅炉的特点及其结渣原因，在电厂锅炉运行中应加强锅炉的运行检查与未出。通过运行过程中炉膛看火孔的观察了解炉膛内火焰的具体情况。以火焰颜色、充满度以及火焰形态等了解炉内情况，及时进行相关调整工作、减少结渣情况的发生。在观察过程中如果发现大面积结渣应及时进行清理，避免结渣面积過大造成的安全隐患。另外，在锅炉运行中还应严密监视过热器与再热器汽温的变化。在参数发生较大波动时及时检查炉内情况，必要时进行炉渣清理。另外，在锅炉运行过程中应利用发电负荷进行清渣。在发电需求较低时以降低负荷掉渣方式减少炉内结渣造成的问题。但是，在减负掉渣过程中应注意避免掉渣对炉内火焰的影响，避免熄火情况的发生。
在进行锅炉检修与维护时，还应根据锅炉运行情况总结炉内结渣规律。在结渣达事故发生前合理安排清渣工作，避免锅炉事故的发生。
五、结语
综上所述，锅炉结渣问题一直都是一种普遍的现象，在此之前也没有能够得到高度的重视，从而因此而产生的安全事故不断发展。须知电厂锅炉结渣是影响电厂锅炉运行安全、影响电厂锅炉运行经济性的关键因素。在现代电厂锅炉运行与管理中，应以预防性管理理论指导锅炉的运行与清渣工作。通过锅炉运行参数以及运行情况的总结，在结渣过多前进行清渣工作，以此预防锅炉结渣造成的安全事故。
参考文献：
[1] 徐晓光：《生物质燃烧过程积灰形成机理的实验研究》，清华大学，2009年
[2] 龚广雄：《防结渣技术在360t/h锅炉上的应用》，《节能》，2011年02期
[3] 吴卫兵 邹尔洋：《锅炉结渣模糊识别方法的研究》，《佛山陶瓷》，2012年10期
关键词：锅炉燃烧、锅炉结渣、积灰
中图分类号：TK511 文献标识码：A
一、前言
现阶段，我国对生物质能源的利用主要集中在生物质的气化和直接燃烧,但是一直受到经济性和可操作性的制约,没有大规模应用于工业生产。锅炉结渣问题的存在使得锅炉热效率下降，严重时还将影响锅炉的运行安全。
二、电厂锅炉结渣特征及危害的分析
为了更好地了解电厂锅炉结渣问题及其解决措施，应首先熟悉电厂锅炉结渣特征及其危害。通过对电厂锅炉结渣危害的认识，促进电厂锅炉结渣的解决。根据电厂锅炉结渣现象及特征，电厂锅炉出现结渣后将使得锅炉热效率下降、进而导致排烟温度异常升高，而且还会造成锅炉通风阻力加大。另外，电厂锅炉结渣问题还会造成炉膛出口烟温升高，进而影响锅炉出力，严重时将导致电厂锅炉运行成本急剧升高、影响电厂的运行经济性及能源的利用率。电厂锅炉结渣问题的出现将严重危害电厂锅炉运行的安全性。锅炉结渣后将导致过热器烟温、汽温异常升高，埋下了管壁超温的隐患。另外，锅炉结渣存在很大的不均匀性。进而导致炉内温差较大、严重时将导致循环水偏差故障的发生。而且，锅炉结渣在锅炉运行还会出现掉落，如果掉落炉渣砸坏水冷管壁将造成炉膛爆管，甚至造成锅炉停机。针对电厂锅炉结渣对锅炉运行安全性的影响，现代电厂应加快锅炉结渣问题的治理及预防。通过对电厂锅炉结渣特征的了解有助于电厂技术部门及维修部门快速排除故障、有助于电厂维修部门总结经验提高技术水平。而且，通过对电厂锅炉结渣危害的认识还能够提高电厂对锅炉结渣治理与维修的重视，提高电厂锅炉运行安全性。
三、影响锅炉结渣、积灰的因素
1、锅炉结渣
在煤粉炉中,燃烧火焰中心温度在1500-1800℃之间。燃料中的灰分在这样的高位下,大多熔化为液态或呈软化状态。由于水冷壁的吸热,从燃烧火焰中心向外,越接近水冷壁温度越低。在正常情况下,随着温度的降低,灰分将从液态变为软化状态进而变成固态。如果灰还保持着软化状态就碰到受热面时,由于受到冷却而粘结在受热面壁上,形成结渣(俗称结焦)。
对于锅炉的结渣,国内学者已做了大量研究,初步揭示了其形成因素与燃料中的灰分性质,初步揭示了其形成因素与燃料中的灰分性质、锅炉设计及锅炉运行状况有关。
2、锅炉设计因素
国内学者曾对燃用各种不同煤种的锅炉作了调查,结论是结渣和积灰不仅与煤炭性质有关,而且同锅炉设计密切相关,主要是炉膛热强度(包括炉膛容积热强度和断面热强度)、煤粉在炉膛内逗留的时间、燃烧器结构形式以及受热面的布置等。同一煤种,在某台锅炉上燃烧会严重结渣,而在另一台设计不同的锅炉上可能根本不结渣。同时锅炉设计起到了决定性的因素。
3、锅炉运行因素
（1）锅炉结渣、积灰随锅炉负荷及烟气温度的增加而增加。
（2）煤粉细度对炉膛结渣也有影响,但是煤粉细度应视煤种与具体的锅炉结构而定,应通过试验来确定。煤粉过细、过粗均可能引起结渣。
（3）较大的燃烧过剩空气能减少结渣与积灰。
4、锅炉的积灰
锅炉受热面上的积灰有粘结性和疏松性积灰两种。粘结性积灰是由于烟气中硫酸蒸汽凝结在受热面管壁上而粘住灰粒,并与灰粒作用而形成水泥状的堵灰。当锅炉的燃烧不正常时,烟气中带有大量的碳粒子,这些碳粒子可以吸附烟气中的二氧化碳、三氧化硫和水蒸汽。三氧化硫和水蒸汽又化合成亚硫酸(H2SO3)。亚硫酸是很强的还原剂,会再次氧化生成硫酸(H2SO4)；碳粒子吸附的三氧化硫和水蒸汽也会直接化合成硫酸。含有硫酸的碳粒子有很强的粘性,它沉积在受热面上不仅很牢固,而且由于硫酸有很强的腐蚀性,它与受热面作用生成硫酸亚铁(FeSO4),更增加了这种灰的牢固性。随着燃料中含硫量的增加。粘结性积灰的可能性也增加。
疏松灰是各种锅炉中最常见的积灰方式,它发生在锅炉的所有对流受热面上。煤粉炉主要是这一类积灰。当烟气冲刷管束时,管子的背面形成涡流区,大的灰粒因其运动惯性动能大,不容易卷入涡流；但小的灰粒则容易被卷进旋涡撞在管壁上,并且由于通过引力、静电引力及摩擦阻力等方式粘附在上面形成积灰。
四、电厂锅炉结渣的预防
1、电厂锅炉结渣问题的防治
针对电厂锅炉结渣的原因，现代电厂锅炉结渣预防应从以下几个方面开展管理工作。首先应对电厂锅炉各项技术参数进行分析与评价，结合锅炉结构等因素确定煤粉细度及混合比。同时，考虑锅炉内风速对煤粉的影响、考虑不同煤粉细度及混合福的燃烧性。综合考虑多种因素确定锅炉用煤粉最佳细度与混合比，以此为基础开展锅炉用煤粉的控制工作。
在注重没粉细度与混合比的基础上，电厂锅炉运行中还应注重风速与煤粉的配合。针对煤粉质量情况调整锅炉运行参数，以此减少锅炉结渣情况。另外，还应适当提高一次风速以减少燃烧器附近煤焦的结节，进而减少结渣情况的发生。同时以风速的提高使炉膛高温区尽可能靠近炉膛中心，实现炉渣减少目的。在注重上述因素外，在电厂锅炉运行中还应注重保持炉膛内温度的均衡性。通过二次送风、三次送风的方式减少炉膛内的旋转。根据计算公式以及科学的测量实现合成气流的动量矩，减少炉膛内结渣问题。在风量设置中，应根据煤粉情况进行风量计算，减少煤粉及灰渣对炉壁的桩基，减少煤粉焦结造成炉内结渣等情况。通过运行前的计算、运行中参数的控制等减少电厂锅炉的结渣。
根据锅炉燃烧参数及热效率因素分析可以看出，炉内空气系数对煤粉燃烧效果有着重要的影响。而煤粉燃烧效率直接影响锅炉的结渣。针对这一问题，在电厂锅炉运行汇总还应根据锅炉结构及没分质量合理确定空气系数。以炉内氧气量控制避免灰熔点降低造成的结渣。
2、以严格的中心控制数据执行减少电厂锅炉结渣
电厂锅炉结渣因素的调研与分析中，各种数据明确指出了锅炉运行中的运行控制要点。锅炉运行过程中的多种因素都对电厂锅炉结渣有着重要的影响。因此，现代电厂锅炉运行过程中应在对锅炉结构的分析基础上，对各项运行参数进行统计分析。合理制定电厂锅炉运行参数，以此为基础指导电厂锅炉的运行。同时，根据计算结果以及参数控制要点，电厂锅炉运行中还应加强相关控制参数以及控制数据的监督管理。通过管理体系的完善、岗位制度的完善等确保锅炉运行设计参数的有效执行，以此减少和避免锅炉结渣问题的发生。
3、以科学的检修维护为基础预防结渣事故的发生
针对电厂锅炉的特点及其结渣原因，在电厂锅炉运行中应加强锅炉的运行检查与未出。通过运行过程中炉膛看火孔的观察了解炉膛内火焰的具体情况。以火焰颜色、充满度以及火焰形态等了解炉内情况，及时进行相关调整工作、减少结渣情况的发生。在观察过程中如果发现大面积结渣应及时进行清理，避免结渣面积過大造成的安全隐患。另外，在锅炉运行中还应严密监视过热器与再热器汽温的变化。在参数发生较大波动时及时检查炉内情况，必要时进行炉渣清理。另外，在锅炉运行过程中应利用发电负荷进行清渣。在发电需求较低时以降低负荷掉渣方式减少炉内结渣造成的问题。但是，在减负掉渣过程中应注意避免掉渣对炉内火焰的影响，避免熄火情况的发生。
在进行锅炉检修与维护时，还应根据锅炉运行情况总结炉内结渣规律。在结渣达事故发生前合理安排清渣工作，避免锅炉事故的发生。
五、结语
综上所述，锅炉结渣问题一直都是一种普遍的现象，在此之前也没有能够得到高度的重视，从而因此而产生的安全事故不断发展。须知电厂锅炉结渣是影响电厂锅炉运行安全、影响电厂锅炉运行经济性的关键因素。在现代电厂锅炉运行与管理中，应以预防性管理理论指导锅炉的运行与清渣工作。通过锅炉运行参数以及运行情况的总结，在结渣过多前进行清渣工作，以此预防锅炉结渣造成的安全事故。
参考文献：
[1] 徐晓光：《生物质燃烧过程积灰形成机理的实验研究》，清华大学，2009年
[2] 龚广雄：《防结渣技术在360t/h锅炉上的应用》，《节能》，2011年02期
[3] 吴卫兵 邹尔洋：《锅炉结渣模糊识别方法的研究》，《佛山陶瓷》，2012年10期