660MW超临界直流锅炉结焦问题研究与治理

660MW超临界直流锅炉结焦问题研究与治理

郝杰 牛建程 吕浩东 田霖 张晓锐

上都发电有限责任公司 内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗上都镇 027200

摘要：660MW超临界直流锅炉结焦问题源于燃料特性、锅炉操作参数和设备因素的错综复杂关系。针对燃料，需细致选煤、优化燃料混合，降低水分和灰分含量。对锅炉操作，必须精确控制温度、压力和流速，避免偏离最佳范围。设备因素方面，优化锅炉结构和改善烟气流动特性至关重要。治理方法包括燃料预处理技术、锅炉运行参数调控和设备改进与维护，共同提高锅炉性能和可靠性。

关键词：660MW；超临界直流锅炉；结焦问题；研究与治理

引言：

660MW超临界直流锅炉在高效运行中面临结焦问题，其产生根源于复杂的燃料、操作和设备因素相互作用。深入解析燃料特性对结焦的影响，以及锅炉操作参数和设备结构的关联性，是制定有效治理策略的关键。

一、660MW超临界直流锅炉结焦问题的原因分析

（一）燃料特性与结焦关系

660MW超临界直流锅炉燃料特性与结焦之间错综复杂的关系凸显了选煤的重要性。不同的煤炭类型表现出不同的焦化倾向，因此在燃料采购过程中需要仔细考虑。此外，燃料的水分和灰分含量在结焦现象中起着关键作用。高水分含量会导致粘附和结块增加，从而加剧沉积物的形成。同样，灰分含量会影响灰渣的粘度，从而影响它们对锅炉表面的粘附性。有效的缓解策略需要全面了解这些相互依存关系，强调需要采用煤质改进方法和燃料混合优化，以尽量减少焦化趋势。精确控制燃料特性对于优化锅炉性能和避免与结焦相关的不利影响至关重要，从而确保660MW超临界直流锅炉的高效和可持续运行[1]。

（二）锅炉操作参数与结焦关系

660MW超临界直流锅炉锅炉运行参数与结焦之间的相互作用是综合分析的关键方面。温度是一个关键参数，对结焦现象有显著影响。偏离最佳温度范围会导致沉积物加速形成。同样，压力变化也增加了结焦问题的复杂性，影响了锅炉内的热特性和流量特性。第三个参数，流量，起着关键作用，影响着传热和传质的分布。流速的不平衡可能导致热量分布不均匀，从而促进局部地区的结焦。减少结焦的有效策略包括精确控制和优化这些操作参数。实施温度控制策略、压力调节和流速优化是旨在最大限度地减少结焦趋势的操作协议的重要组成部分[2]。

（三）设备因素与结焦关系

研究660MW超临界直流锅炉的设备因素与结焦之间的复杂关系，揭示了对问题起源的关键见解。锅炉结构对结焦的影响很大，设计元素会影响传热、流体动力学和停留时间。设计不良的结构会导致热量分布不均匀和停留时间不平衡，从而为结焦创造有利条件。此外，烟气流动特性也是一个关键方面。烟道系统内流动模式的不规则性、湍流或热交换不足都可能导致局部热点和随后的结焦。解决这些与设备相关的因素需要采取综合方法，包括锅炉结构优化，以确保均匀的热量分布和停留时间，以及改善烟流特性。通过整合这些措施，可以实现660MW超临界直流锅炉的结焦缓解，提高运行效率，延长设备寿命[3]。

二、660MW超临界直流锅炉结焦问题的治理方法

（一）燃料预处理技术

燃料预处理技术是解决660MW超临界直流锅炉中具有挑战性的结焦问题的关键组成部分。这种方法的第一个方面涉及煤质改善方法。细致的选煤至关重要，要考虑煤种、粒度分布和矿物含量等因素。使用具有最佳燃烧特性的优质煤可显著降低结焦的可能性。此外，煤炭加工技术，如破碎和筛分，有助于燃料特性的均匀性和一致性，最大限度地减少可能导致沉积物形成的变化。

作为煤质改善的补充，燃料混合优化是燃料预处理的一个同样重要的方面。这涉及不同煤类型的战略性混合，以实现平衡和均匀的燃料成分。通过仔细调整具有不同反应性和燃烧特性的煤的比例，燃料混合优化旨在创造一种减轻结焦趋势的混合物。此外，控制燃料混合物中的水分含量至关重要，因为过多的水分会导致燃烧过程中的粘附和结块问题。

煤质改善和燃料混合优化的协同作用使燃料混合物更耐结焦。这种全面的预处理方法不仅解决了眼前的焦化问题，还有助于提高整体燃烧效率。它使操作员能够根据锅炉的特定要求定制燃料特性，确保稳定和最佳的燃烧条件。

燃料预处理技术包括煤质改善和燃料混合优化，为660MW超临界直流锅炉的焦化挑战提供了积极主动的战略解决方案。通过这些方法改善燃料特性，运营商可以显著降低结焦风险，提高锅炉性能，并提高长期运行可靠性。

（二）锅炉运行参数调控

有效缓解660MW超临界直流锅炉的结焦问题，需要对锅炉运行参数进行细致的控制策略。每个参数（温度、压力和流速）在影响燃烧过程和随后的结焦趋势方面都起着独特的作用。精确的温度控制策略对于将燃烧条件控制在最佳范围内至关重要。偏离推荐的温度水平会导致沉积物加速形成。通过仔细监测和控制温度，操作员可以在保持高效燃烧的同时降低结焦的风险。先进的控制系统，结合反馈机制和自动化，能够实时调整以响应动态操作条件。

同时，压力控制策略有助于锅炉内的稳定条件。压力波动会影响热力和流体动力学，从而影响结焦的可能性。实施将压力保持在指定限值内的策略可确保一致的运行条件，从而降低热量分布不均匀和沉积物形成的风险。此外，全面的流量控制策略对于调节锅炉内的传热和传质至关重要。流速不平衡会导致温度分布不均匀和局部热点，从而促进结焦。微调流速以达到均匀的条件至关重要。采用先进的流量控制系统和监测技术有助于优化流速并最大限度地降低焦化相关问题的风险

[4]。

这些控制策略的整合增强了660MW超临界直流锅炉的整体运行弹性。先进的控制系统与精确的监控相结合，为解决与焦化相关的复杂挑战提供了一种积极主动的方法。

（三）设备改进与维护

在解决660MW超临界直流锅炉结焦问题的过程中，必须一丝不苟地进行设备改进和维护。锅炉结构优化是解决结焦问题的基本策略。锅炉的设计复杂性直接影响传热、流体动力学和停留时间。与优化结构的偏差会导致热量分布不均匀、停留时间延长和局部热点，所有这些都会导致结焦的发生和加剧。通过设计改进来优化锅炉结构，工程师可以实现更均匀的热量分布和停留时间，从而减少有利于结焦的条件。

一个平行的考虑因素是改善锅炉系统内的烟流。流型不规则、湍流或热交换不足会导致局部热点并促进结焦现象。增强的烟流涉及优化烟气动力学，确保更均匀的热量分布并最大限度地减少湍流。这种优化有助于降低焦化相关问题的可能性。定期和严格的维护实践对于维持设备改进的有效性至关重要。这包括定期检查、清洁和调整，以确保长期保持优化的锅炉结构和烟流特性。主动维护还有助于在潜在问题升级之前识别潜在问题，从而有助于预防与焦化相关的挑战。锅炉结构优化与烟流改善的双重方法为解决660MW超临界直流锅炉结焦问题提供了综合策略。

三、结语

综上所述，通过对660MW超临界直流锅炉结焦问题的深入分析和治理方法的提出，可实现燃料优化、操作参数控制和设备改进，确保锅炉高效稳定运行，为能源生产提供可靠支持。

参考文献：

[1]王超, 张宝瑞, 刘铠瑞, 樊海龙, 刘斌, 全向, 王利民, 车得福. 超临界660 MW机组直流锅炉动态特性仿真研究[J]. 热力发电, 2024, 53 (01): 124-133.

[2]谢建斌. 670 MW超临界对冲燃烧直流锅炉低氮改造技术探讨[J]. 现代制造技术与装备, 2023, 59 (09): 152-154.

[3]何璐, 潘小天, 仲兆平, 杨宇轩, 张杉, 张琴, 王玉龙, 孙立明. 630 MW机组超临界直流锅炉煤粉与污泥混烧数值模拟[J]. 洁净煤技术, 2023, 29 (S2): 188-195.

[4]陈建峰. 660MW超超临界机组直流锅炉煤水比控制研究[J]. 内蒙古煤炭经济, 2023, (11): 28-30.