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摘 要：针对华电新乡发电有限公司2台锅炉出现的结焦情况，开展从运行调整、掺配煤种、扰动除焦等方面进行研究分析，以及针对不同情况的结焦问题采取不同应对处理措施，以期达到预防和缓解锅炉结焦掉焦对机组安全稳定运行的影响。
关键词：锅炉;结焦;运行调整; 扰动除焦
引言：
锅炉结焦是火力发电厂运行中比较常见的问题，结焦对锅炉运行的安全性和经济性带来不利影响，结焦严重时会发生锅炉掉大焦灭火事故。随着单机组容量的不断扩大，锅炉掉焦灭火对电网安全的威胁也越来越大，因此研究预防锅炉结焦掉焦对电厂的安全经济运行意义重大，根据不同结焦情况及时采取有效应对措施可极大缓解锅炉结焦情况。
一、设备概述
华电新乡发电有限公司（以下简称新乡公司）为DG2102/25.4-II1型锅炉，660MW超临界变压运行直流锅炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺、固态排渣、Π型布置燃煤锅炉。制粉系统共配有6台BBD3854型双进双出筒式、单电机驱动钢球磨煤机，采用正压直吹式，燃烧器共24个，共分三层前后墙对冲布置。设计燃用长治三元矿和鹤壁十矿的混煤。
二、锅炉结焦的机理分析
煤粉燃烧过程中会产生大量飞灰颗粒，灰熔点有如下特征温度：变形温度（DT）1370℃，软化温度（ST）1420℃、流动温度（FT）1500℃。熔融态的飞灰颗粒由于炉膛内空气动力场的作用极易附着粘贴在各个受热面上形成焦子，焦子的不断聚集成长为大焦块。
三、锅炉结焦原因分析
根据新乡公司2台机组实际运行期间锅炉炉渣形态、掉焦位置、锅炉运行参数等综合判断炉膛结焦位置，分析结焦原因如下：
1、锅炉实际掺配掺烧煤种与设计煤种煤质偏差大。低灰熔点的煤质燃烧后极易软化造成受热面结焦。
2、锅炉设计原因，炉膛截面热负荷高达5.48MW/㎡，在高负荷或者锅炉结焦情况下炉内温度偏高，达到飞灰的熔融温度。
3、过量空气系数偏低，导致煤粉不完全燃烧，产生还原性气氛，造成锅炉结焦加剧。
4、燃烧调整不当，发生火焰偏斜飞边燃烧，冲刷水冷壁，造成水冷壁结焦。
5、煤粉细度不合理，当煤粉细度变粗后，煤粉完全燃烧时间变长，未燃盡煤粉积聚在受热面上，造成结焦。
四、锅炉结焦的预防措施
针对锅炉不同结焦情况和结焦位置，不断试验、调整并总结出预防锅炉结焦措施如下：
1、运行燃烧调整。根据机组负荷、锅炉燃烧情况及入炉煤特性，严格控制磨煤机出力，使每台磨在合理出力范围，控制各燃烧器粉管的一次风速在22m/s-25m/s范围内，防止一次风气流冲刷对侧水冷壁，保证炉膛热负荷均匀;控制运行磨煤机风粉比在1.1～1.4范围内，二次风箱的压力维持在0.2～0.4kPa范围内，三次风门开度在50%～80%之间，保证过量空气系数，防止燃烧器出现飞边燃烧现象;负荷允许时，尽量运行中下层磨煤机，降低火焰中心，增加煤粉在炉膛停留时间，减少屏式过热器和高温过热器结焦;燃烧调整时尽量将前、后墙同层两台磨煤机出力和相应层二次风调整均衡，防止锅炉燃烧发生偏斜造成锅炉结焦。
2、掺配掺烧措施。底层磨煤机入炉煤热值不低于4850千卡/千克，干燥无灰基挥发份不低于15%。中层磨煤机入炉煤热值不低于4200千卡/千克，干燥无灰基挥发份不低于12%。上层磨煤机在机组高负荷时间段不掺配灰熔点低于1400℃（ST）的煤种，入炉煤热值不低于4500千卡/千克，干燥无灰基挥发份不低于11%。机组刚启动后和高负荷时段，及时改变掺配掺烧计划，不掺配灰熔点低于1500℃的煤种。
3、加强吹灰管理。运行人员按规定进行炉膛吹灰，保证受热面清洁，加强对各吹灰参数的调整和监视，提升吹灰效果。
4、保证煤粉细度。磨煤机运行中或清理分离器后检查分离器折向挡板开度在30%位置，根据磨煤机电流及时补加钢球，保证在最佳煤粉细度。
5、人工扰动除焦。加强对过热度、水冷壁管壁温度、再热器烟气调节挡板开度等运行参数与负荷对应关系的监视分析，同时综合焦渣形状判断锅炉有结焦现象时应及时采取扰动除焦措施，防止进入因结焦导致炉膛温度升高，又加剧锅炉结焦的恶性循环。新乡公司经过不断探索试验，总结出一套人工扰动除焦方法：一是利用降负荷机会，快速停运一台中层或上层磨煤机，依次吹扫停运磨煤机粉管，完毕后切回正常运行方式;二是改变燃尽风和上层停运燃烧器二次风门开度的扰动方式。将二次风箱母管压力增加至1.3kPa，将上层停运磨煤机对应的二次风箱开至50%，10分钟后恢复正常方式;再将单个燃烬风门开至80%后全关，再开至原开度。依次进行锅炉前后墙燃尽风门开关扰动。三是关闭运行磨煤机的出粉管加强锅炉燃烧扰动方式。在锅炉燃烧稳定的情况下，将中、上层单台磨煤机单个煤粉关断门关闭，维持5分钟以上后打开该单个煤粉关断门。四是深度调峰至280MW方式扰焦，投入下层2～4支点火油枪，逐步降低一台中层磨煤机出力直至停运，机组负荷逐步降至280MW，依次吹扫停运磨煤机粉管，同时调整给水流量，使汽水分离器出口过热度在5～25℃左右变化，加强水冷壁壁温扰动，促使锅炉结焦分批掉落。采用人工除焦方法，不同类型的炉膛结焦掉焦明显（如图1）。
五、结语
通过对锅炉结焦机理和实际运行期间结焦情况的深入研究分析，正确的燃烧调整，合理的炉膛配风，精准精细的掺配掺烧，及时进行人工扰动除焦，可极大预防和缓解锅炉结焦掉焦问题。新乡公司根据锅炉结焦情况，及时进行原因分析，不断优化运行调整措施，确保锅炉燃烧安全，极大降低锅炉掉焦灭火次数，从而保证机组长周期的安全、稳定、经济运行。
参考文献：
[1]董文强，超临界锅炉结焦原因分析及预防措施。
[2]张新才，董海思浅析电厂锅炉结焦原因及防治措施。
作者简介：
王建峰（1990 -），男，河南滑县人，本科，助理工程师，从事电厂集控运行工作.
关键词：锅炉;结焦;运行调整; 扰动除焦
引言：
锅炉结焦是火力发电厂运行中比较常见的问题，结焦对锅炉运行的安全性和经济性带来不利影响，结焦严重时会发生锅炉掉大焦灭火事故。随着单机组容量的不断扩大，锅炉掉焦灭火对电网安全的威胁也越来越大，因此研究预防锅炉结焦掉焦对电厂的安全经济运行意义重大，根据不同结焦情况及时采取有效应对措施可极大缓解锅炉结焦情况。
一、设备概述
华电新乡发电有限公司（以下简称新乡公司）为DG2102/25.4-II1型锅炉，660MW超临界变压运行直流锅炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺、固态排渣、Π型布置燃煤锅炉。制粉系统共配有6台BBD3854型双进双出筒式、单电机驱动钢球磨煤机，采用正压直吹式，燃烧器共24个，共分三层前后墙对冲布置。设计燃用长治三元矿和鹤壁十矿的混煤。
二、锅炉结焦的机理分析
煤粉燃烧过程中会产生大量飞灰颗粒，灰熔点有如下特征温度：变形温度（DT）1370℃，软化温度（ST）1420℃、流动温度（FT）1500℃。熔融态的飞灰颗粒由于炉膛内空气动力场的作用极易附着粘贴在各个受热面上形成焦子，焦子的不断聚集成长为大焦块。
三、锅炉结焦原因分析
根据新乡公司2台机组实际运行期间锅炉炉渣形态、掉焦位置、锅炉运行参数等综合判断炉膛结焦位置，分析结焦原因如下：
1、锅炉实际掺配掺烧煤种与设计煤种煤质偏差大。低灰熔点的煤质燃烧后极易软化造成受热面结焦。
2、锅炉设计原因，炉膛截面热负荷高达5.48MW/㎡，在高负荷或者锅炉结焦情况下炉内温度偏高，达到飞灰的熔融温度。
3、过量空气系数偏低，导致煤粉不完全燃烧，产生还原性气氛，造成锅炉结焦加剧。
4、燃烧调整不当，发生火焰偏斜飞边燃烧，冲刷水冷壁，造成水冷壁结焦。
5、煤粉细度不合理，当煤粉细度变粗后，煤粉完全燃烧时间变长，未燃盡煤粉积聚在受热面上，造成结焦。
四、锅炉结焦的预防措施
针对锅炉不同结焦情况和结焦位置，不断试验、调整并总结出预防锅炉结焦措施如下：
1、运行燃烧调整。根据机组负荷、锅炉燃烧情况及入炉煤特性，严格控制磨煤机出力，使每台磨在合理出力范围，控制各燃烧器粉管的一次风速在22m/s-25m/s范围内，防止一次风气流冲刷对侧水冷壁，保证炉膛热负荷均匀;控制运行磨煤机风粉比在1.1～1.4范围内，二次风箱的压力维持在0.2～0.4kPa范围内，三次风门开度在50%～80%之间，保证过量空气系数，防止燃烧器出现飞边燃烧现象;负荷允许时，尽量运行中下层磨煤机，降低火焰中心，增加煤粉在炉膛停留时间，减少屏式过热器和高温过热器结焦;燃烧调整时尽量将前、后墙同层两台磨煤机出力和相应层二次风调整均衡，防止锅炉燃烧发生偏斜造成锅炉结焦。
2、掺配掺烧措施。底层磨煤机入炉煤热值不低于4850千卡/千克，干燥无灰基挥发份不低于15%。中层磨煤机入炉煤热值不低于4200千卡/千克，干燥无灰基挥发份不低于12%。上层磨煤机在机组高负荷时间段不掺配灰熔点低于1400℃（ST）的煤种，入炉煤热值不低于4500千卡/千克，干燥无灰基挥发份不低于11%。机组刚启动后和高负荷时段，及时改变掺配掺烧计划，不掺配灰熔点低于1500℃的煤种。
3、加强吹灰管理。运行人员按规定进行炉膛吹灰，保证受热面清洁，加强对各吹灰参数的调整和监视，提升吹灰效果。
4、保证煤粉细度。磨煤机运行中或清理分离器后检查分离器折向挡板开度在30%位置，根据磨煤机电流及时补加钢球，保证在最佳煤粉细度。
5、人工扰动除焦。加强对过热度、水冷壁管壁温度、再热器烟气调节挡板开度等运行参数与负荷对应关系的监视分析，同时综合焦渣形状判断锅炉有结焦现象时应及时采取扰动除焦措施，防止进入因结焦导致炉膛温度升高，又加剧锅炉结焦的恶性循环。新乡公司经过不断探索试验，总结出一套人工扰动除焦方法：一是利用降负荷机会，快速停运一台中层或上层磨煤机，依次吹扫停运磨煤机粉管，完毕后切回正常运行方式;二是改变燃尽风和上层停运燃烧器二次风门开度的扰动方式。将二次风箱母管压力增加至1.3kPa，将上层停运磨煤机对应的二次风箱开至50%，10分钟后恢复正常方式;再将单个燃烬风门开至80%后全关，再开至原开度。依次进行锅炉前后墙燃尽风门开关扰动。三是关闭运行磨煤机的出粉管加强锅炉燃烧扰动方式。在锅炉燃烧稳定的情况下，将中、上层单台磨煤机单个煤粉关断门关闭，维持5分钟以上后打开该单个煤粉关断门。四是深度调峰至280MW方式扰焦，投入下层2～4支点火油枪，逐步降低一台中层磨煤机出力直至停运，机组负荷逐步降至280MW，依次吹扫停运磨煤机粉管，同时调整给水流量，使汽水分离器出口过热度在5～25℃左右变化，加强水冷壁壁温扰动，促使锅炉结焦分批掉落。采用人工除焦方法，不同类型的炉膛结焦掉焦明显（如图1）。
五、结语
通过对锅炉结焦机理和实际运行期间结焦情况的深入研究分析，正确的燃烧调整，合理的炉膛配风，精准精细的掺配掺烧，及时进行人工扰动除焦，可极大预防和缓解锅炉结焦掉焦问题。新乡公司根据锅炉结焦情况，及时进行原因分析，不断优化运行调整措施，确保锅炉燃烧安全，极大降低锅炉掉焦灭火次数，从而保证机组长周期的安全、稳定、经济运行。
参考文献：
[1]董文强，超临界锅炉结焦原因分析及预防措施。
[2]张新才，董海思浅析电厂锅炉结焦原因及防治措施。
作者简介：
王建峰（1990 -），男，河南滑县人，本科，助理工程师，从事电厂集控运行工作.