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[摘 要]阐述了造成锅炉正压燃烧的原因及如何保持锅炉负压燃烧的处理方法。
[关键词]锅炉 正压 负压 燃烧 设计 操作 选型
中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0044-01
锅炉正压燃烧不仅严重恶化工作环境，而且对锅炉燃烧设备危害极大，造成故障停炉，影响生产生活的正常进行。目前我国工业锅炉普遍采用的是负压燃烧，负压值一般维持在2～3㎜Hg柱以内（阻力计算一般取3㎜Hg柱，即19.8pa），然而实际运行过程中，很多工業锅炉不同程度地存在正压燃烧问题，轻的炉膛向外冒灰烟，污染车间环境，严重的则烧坏设备并可能烧伤操作人员。某单位2000年投用的2台SHL20-13-AII型锅炉，在使用中就经常出现正压燃烧现象，在煤质差时正压燃烧尤为严重。遇到锅炉正压燃烧时可从如下几方面检查处理。
1、 运行方面造成炉内正压
在燃烧过程中，如果排出炉膛的烟气量等于燃烧产生的烟气量，则炉膛内正好处于物质平衡，炉内压力就相对保持不变。若排烟量小于燃烧产生的烟气量，势必引起炉内正压。当热负荷增大时，应首先增大引风机的风量，即开大调风门，然后再增加燃煤量和鼓风量；反之当负荷减少时，应先减少引风量，然后再减少燃煤量和鼓风量。
2、设备的检修维护保养不当，或设备损坏造成炉内正压燃烧
1） 空气预热器管子堵塞和磨损是引起锅炉正压燃烧的主要原因。一旦有管子堵塞，烟气流通面积变小，阻力增大，当管子堵塞数超过管子总数的5%时，正压燃烧就不可避免了。空气预热器管子磨损漏风后，则使鼓风和引风直接形成短路，一侧是正压、一侧是负压，会分流许多无效的引风量。比较空气预热器进出端的烟气压力变化（查记录）可预知是否堵塞和磨穿。所以停炉检修时，一定要疏通所有堵塞的管子；如个别管子中段漏风，可将管子两端封严，封闭的管子数量也不能超过管子总数的5%，如超过1组的1/3，应整组换新；管端磨损最为严重（烟气入口）处，加装管端保护套能防止管端磨损，检修也较为方便。
2） 省煤器积灰也能引起锅炉的正压燃烧，积灰使烟气的流通面积变小，阻力增大。省煤器一般都配备吹扫和清灰设施，一星期不应少于1次吹扫。
3） 对于改用湿式除尘（如麻石除尘器、除尘脱硫一体化设备等）后出现的正压燃烧，应先考虑烟气是否带水。方法是比较引风机电流在相同的调节阀开度时是否明显偏高；引风机振动是否加大；叶轮是否粘灰；叶轮粘灰后破坏了动平衡，引起引风机振动、电机电流增加，导致气流紊乱，引风量降低。此种情况一般都在设备的保养期内，应及时找设备生产厂家，解决气水分离不彻底的问题。其次，还应查阅相关资料或进行实测，验证产生的局部阻力是否高于改用前很多。
4） 对于采用老式的旋风除尘器，如果烟质恶化，压力损失增加并发生正压燃烧情况，很可能是旋风除尘器外筒下部堆积烟尘，引起内部气流紊乱而将烟尘卷入上升气流中。当除尘器内外筒被烟尘磨穿、锁气装置不严密时，虽压力损失减少，但烟气发生短路，不但除尘效率下降，也可造成锅炉的正压燃烧。
设备在维护保养和检修时不但要认真清灰，还要检查各密封处如法兰、排灰装置、锁气装置等是否密封漏气。对磨损严重的要及时安排修理和更换。
5） 煤质低劣，炉膛温度升不起来，使炉膛出口烟气温度也低，致使烟气密度增加。引风机的设计排烟温度为
180-200℃，压力为1个标准大气压。当排烟温度低于设计值时，烟气密度增大，风机则处于超设计负荷下工作；同时，为满足外界负荷，只有加大给煤量，这样也就增大了烟气排量。如风机设计选型时的余量小，建立炉膛负压就比较困难。由于煤质引起的正压燃烧，加装分层燃烧给煤装置可提高炉膛对煤的适应性。煤的水分也应控制，大量的水蒸汽使炉膛产生的烟气量增加。煤的水分一般不易超过8%-12%，如遇下雨、下雪应使用水分低一些的煤。
6） 烟囱底部集尘过多，炉子后部的各检查孔、清灰孔未及时密闭也可引起阻力增加，引风短路，起炉前应仔细检查。还应注意，力求避免几台正压燃烧的锅炉或正压和负压燃烧的锅炉同时运行，恶化燃烧。
7） 如遇不明原因炉膛突然产生正压，应先检查水冷壁、省煤器等受热面是否破损，防止事态扩大。
3、 设计选型和安装方面造成炉内正压燃烧
新安装投用的锅炉在72小时试车时，充分地检查调节后仍为正压燃烧时，说明引风机产生的风量不能带走燃烧所产生的烟气量，要么更换引风机，要么降低锅炉的出力。此时应多从设计选型和安装方面找原因，该单位2台SHL20-13-AII型锅炉，在设计安装时引风机选用Y4-73N011D ，配用电机工75KW、风量66500M、全压2255，当引风调节门仅开至一半就出现正压燃烧现象，后来改为12功率90KW，风量78200（增加17%），全压2783（增加23%）很容易就能在负压下燃烧。产生这种情况有如下几方面原因：
1） 选择风机时未考虑风机本身的全压偏差H的影响，当H为正偏差时引风机风量增大、为负偏差时，则风量减少。
2） 管网的实际阻力与计算值相差过大，导致风机量减少许多。由一般管网特性方程式H=KQ2可知，实际K值小于计算值K时，流量增大，实际K值大于计算值K时，流量减少。引风机选型时以经验代替计算，忽视了锅炉生产厂家的炉膛结构差异，环境位置受限制时空气预热器出口至烟囱入口的风道的长度、弯头的数量、除尘脱硫的方式、风道的截面积等的差异。如果这些差异使实际K值增大许多，引风机的风量就减少很多，不但吃掉了引风机选型的风量、风压的储备系数，而且造成了风量的不足。
3） 锅炉作为特种设备，有些安装单位对必检项目、受压零部件的安装认真负责，对辅助系统漫不经心。如弯头不按标准制作，或转弯半径过小或应加导流片不加；风道内壁凹凸不平；法兰安装不平行；该填石棉绳密封而不填等等，都容易造成漏风或阻力增大（沿程阻力和局部阻力）。
4） 由于受客观条件的限制，实际烟道阻力损失往往比设计值要大，同时锅炉房内多台锅炉共用1个烟道、烟囱排烟，对每一台引风机来说，相当于将气体送入1个正压空间，无疑也增大了烟道系统的阻力。随着使用时间的延长，设备的老化，风机的磨损，风道的漏风等都势必造成风道阻力加大，设计时适当加大引风机的风量风压储备对今后的使用调节较为有利。
实践中锅炉的引风和鼓风调节门均开到85%左右，能方便地调节在额定负荷下稳定运行，此时负压表能维持在20Pa，对今后的运行较理想。
但也应注意，并不是炉膛负压越大越好，负压过大，一则炉膛漏风增加，排烟热损失增大；二则风机电耗加大；三则飞灰对沿程受热面的磨损加剧；四则造成煤的不完全燃烧，大大降低炉膛燃烧的热效率。所以负压也不应超过50Pa。
可见，炉膛正压燃烧的原因是多方面的，要保证锅炉安全经济运行，保持合理的负压燃烧，需要从以下几方面着手；提高运行操作水平和技能；加强对锅炉及辅助设备的维护、维修和保养；设计时要适当加大引风机的风量和全压储备；要尽可能选用和设计煤质相近的燃煤。
[关键词]锅炉 正压 负压 燃烧 设计 操作 选型
中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0044-01
锅炉正压燃烧不仅严重恶化工作环境，而且对锅炉燃烧设备危害极大，造成故障停炉，影响生产生活的正常进行。目前我国工业锅炉普遍采用的是负压燃烧，负压值一般维持在2～3㎜Hg柱以内（阻力计算一般取3㎜Hg柱，即19.8pa），然而实际运行过程中，很多工業锅炉不同程度地存在正压燃烧问题，轻的炉膛向外冒灰烟，污染车间环境，严重的则烧坏设备并可能烧伤操作人员。某单位2000年投用的2台SHL20-13-AII型锅炉，在使用中就经常出现正压燃烧现象，在煤质差时正压燃烧尤为严重。遇到锅炉正压燃烧时可从如下几方面检查处理。
1、 运行方面造成炉内正压
在燃烧过程中，如果排出炉膛的烟气量等于燃烧产生的烟气量，则炉膛内正好处于物质平衡，炉内压力就相对保持不变。若排烟量小于燃烧产生的烟气量，势必引起炉内正压。当热负荷增大时，应首先增大引风机的风量，即开大调风门，然后再增加燃煤量和鼓风量；反之当负荷减少时，应先减少引风量，然后再减少燃煤量和鼓风量。
2、设备的检修维护保养不当，或设备损坏造成炉内正压燃烧
1） 空气预热器管子堵塞和磨损是引起锅炉正压燃烧的主要原因。一旦有管子堵塞，烟气流通面积变小，阻力增大，当管子堵塞数超过管子总数的5%时，正压燃烧就不可避免了。空气预热器管子磨损漏风后，则使鼓风和引风直接形成短路，一侧是正压、一侧是负压，会分流许多无效的引风量。比较空气预热器进出端的烟气压力变化（查记录）可预知是否堵塞和磨穿。所以停炉检修时，一定要疏通所有堵塞的管子；如个别管子中段漏风，可将管子两端封严，封闭的管子数量也不能超过管子总数的5%，如超过1组的1/3，应整组换新；管端磨损最为严重（烟气入口）处，加装管端保护套能防止管端磨损，检修也较为方便。
2） 省煤器积灰也能引起锅炉的正压燃烧，积灰使烟气的流通面积变小，阻力增大。省煤器一般都配备吹扫和清灰设施，一星期不应少于1次吹扫。
3） 对于改用湿式除尘（如麻石除尘器、除尘脱硫一体化设备等）后出现的正压燃烧，应先考虑烟气是否带水。方法是比较引风机电流在相同的调节阀开度时是否明显偏高；引风机振动是否加大；叶轮是否粘灰；叶轮粘灰后破坏了动平衡，引起引风机振动、电机电流增加，导致气流紊乱，引风量降低。此种情况一般都在设备的保养期内，应及时找设备生产厂家，解决气水分离不彻底的问题。其次，还应查阅相关资料或进行实测，验证产生的局部阻力是否高于改用前很多。
4） 对于采用老式的旋风除尘器，如果烟质恶化，压力损失增加并发生正压燃烧情况，很可能是旋风除尘器外筒下部堆积烟尘，引起内部气流紊乱而将烟尘卷入上升气流中。当除尘器内外筒被烟尘磨穿、锁气装置不严密时，虽压力损失减少，但烟气发生短路，不但除尘效率下降，也可造成锅炉的正压燃烧。
设备在维护保养和检修时不但要认真清灰，还要检查各密封处如法兰、排灰装置、锁气装置等是否密封漏气。对磨损严重的要及时安排修理和更换。
5） 煤质低劣，炉膛温度升不起来，使炉膛出口烟气温度也低，致使烟气密度增加。引风机的设计排烟温度为
180-200℃，压力为1个标准大气压。当排烟温度低于设计值时，烟气密度增大，风机则处于超设计负荷下工作；同时，为满足外界负荷，只有加大给煤量，这样也就增大了烟气排量。如风机设计选型时的余量小，建立炉膛负压就比较困难。由于煤质引起的正压燃烧，加装分层燃烧给煤装置可提高炉膛对煤的适应性。煤的水分也应控制，大量的水蒸汽使炉膛产生的烟气量增加。煤的水分一般不易超过8%-12%，如遇下雨、下雪应使用水分低一些的煤。
6） 烟囱底部集尘过多，炉子后部的各检查孔、清灰孔未及时密闭也可引起阻力增加，引风短路，起炉前应仔细检查。还应注意，力求避免几台正压燃烧的锅炉或正压和负压燃烧的锅炉同时运行，恶化燃烧。
7） 如遇不明原因炉膛突然产生正压，应先检查水冷壁、省煤器等受热面是否破损，防止事态扩大。
3、 设计选型和安装方面造成炉内正压燃烧
新安装投用的锅炉在72小时试车时，充分地检查调节后仍为正压燃烧时，说明引风机产生的风量不能带走燃烧所产生的烟气量，要么更换引风机，要么降低锅炉的出力。此时应多从设计选型和安装方面找原因，该单位2台SHL20-13-AII型锅炉，在设计安装时引风机选用Y4-73N011D ，配用电机工75KW、风量66500M、全压2255，当引风调节门仅开至一半就出现正压燃烧现象，后来改为12功率90KW，风量78200（增加17%），全压2783（增加23%）很容易就能在负压下燃烧。产生这种情况有如下几方面原因：
1） 选择风机时未考虑风机本身的全压偏差H的影响，当H为正偏差时引风机风量增大、为负偏差时，则风量减少。
2） 管网的实际阻力与计算值相差过大，导致风机量减少许多。由一般管网特性方程式H=KQ2可知，实际K值小于计算值K时，流量增大，实际K值大于计算值K时，流量减少。引风机选型时以经验代替计算，忽视了锅炉生产厂家的炉膛结构差异，环境位置受限制时空气预热器出口至烟囱入口的风道的长度、弯头的数量、除尘脱硫的方式、风道的截面积等的差异。如果这些差异使实际K值增大许多，引风机的风量就减少很多，不但吃掉了引风机选型的风量、风压的储备系数，而且造成了风量的不足。
3） 锅炉作为特种设备，有些安装单位对必检项目、受压零部件的安装认真负责，对辅助系统漫不经心。如弯头不按标准制作，或转弯半径过小或应加导流片不加；风道内壁凹凸不平；法兰安装不平行；该填石棉绳密封而不填等等，都容易造成漏风或阻力增大（沿程阻力和局部阻力）。
4） 由于受客观条件的限制，实际烟道阻力损失往往比设计值要大，同时锅炉房内多台锅炉共用1个烟道、烟囱排烟，对每一台引风机来说，相当于将气体送入1个正压空间，无疑也增大了烟道系统的阻力。随着使用时间的延长，设备的老化，风机的磨损，风道的漏风等都势必造成风道阻力加大，设计时适当加大引风机的风量风压储备对今后的使用调节较为有利。
实践中锅炉的引风和鼓风调节门均开到85%左右，能方便地调节在额定负荷下稳定运行，此时负压表能维持在20Pa，对今后的运行较理想。
但也应注意，并不是炉膛负压越大越好，负压过大，一则炉膛漏风增加，排烟热损失增大；二则风机电耗加大；三则飞灰对沿程受热面的磨损加剧；四则造成煤的不完全燃烧，大大降低炉膛燃烧的热效率。所以负压也不应超过50Pa。
可见，炉膛正压燃烧的原因是多方面的，要保证锅炉安全经济运行，保持合理的负压燃烧，需要从以下几方面着手；提高运行操作水平和技能；加强对锅炉及辅助设备的维护、维修和保养；设计时要适当加大引风机的风量和全压储备；要尽可能选用和设计煤质相近的燃煤。