锅炉结焦问题的分析及防控

锅炉结焦问题的分析及防控

金玉龙

大唐林州热电有限责任公司发电部 河南省林州市 456500

摘要：火电厂锅炉系统是生产电力的主要设备之一，其能够保持安全、高效、稳定的运行状态，对电力企业提质增效改革具有重要意义。所谓火力发电主要是通过燃烧煤炭获得热能，然后借助热能转换装置将热能转化成机械能，再由发电装置将机械能转换成化学能，也就是社会生产和生活所需的电能。由此可见，火力发电就是能量转换的过程，而在此过程中锅炉系统占据着重要地位，其能够产生大量的水蒸汽为发电装置提供机械能，所以一旦锅炉系统出现问题，将直接影响火力发电的质量和效率。本文就火电厂防止锅炉结焦问题，展开了详细的分析和探索，并提出了一系列可行性防治措施，以期与行业内人士分享及交流。

关键词：电厂锅炉；结焦；原因；防治措施

1、火电厂锅炉结焦造成的危害

　　1.1性能受损

　　火电厂锅炉一旦发生结焦问题，最为直接的影响就是降低锅炉系统的综合性能，也就会严重降低火力发电的效应，最终会影响火电厂的经济效益。具体而言，炉膛内部结构发生结焦问题，会直接降低燃烧的质量和效率，如果结焦会引起过热器汽温升高等情况，如若不采取泄压降温措施就容易导致汽水管爆破问题，严重影响了锅炉运行的安全性能。

　　1.2寿命缩短

　　锅炉结焦问题是火电厂生产中常见问题，当炉膛内生成大量焦炭物质后，如果不能及时清理就容易熔合成大体积焦块，并且在重力作用的影响下极有可能发生掉落问题，从而导致冷灰斗、水冷壁等装置面临砸坏的风险。部分组件或构件的损坏，将会对锅炉系统产生危害，造成停运，而维修次数增加也会影响锅炉的使用寿命，所以防止锅炉结焦问题至关重要。

2、锅炉结焦原因

2.1 炉膛结构

结合实际情况来看，电厂运行过程中，锅炉的炉膛结构尺寸也会直接影响到其结焦效果，尤其是炉膛内部容积的热负荷数值，对于煤炭燃烧的效果会产生极大的影响，同时还有可能会进一步影响到炉膛的整体温度以及出口位置的温度，特别是部分煤炭的灰熔点相对较低，在实际应用过程中，也就应该尽量选择容积较大的炉膛，这种类型的锅炉截面积较大，尽量选择矮胖型的炉膛，能够进一步提升辐射吸热效果，也能够有效降低烟气的温度，减少水冷壁结焦的现象。相反在炉膛上部的位置很容易由于受热不均匀而出现结焦的现象。锅炉运行过程中，如果煤质出现变化，煤粉的燃尽性也将会面临极大的改变，而这时在炉膛出口的受热面位置，很容易出现结焦的现象，因此进行锅炉设计时应进一步明确炉腔的容积热负荷，尽量减少锅炉结焦问题出现的概率。

2.2 煤质原因

火电厂运行过程中，煤炭作为最主要的燃料，其质量也存在较大的差异，如果在实际运行过程中，煤种质量不佳，也会导致锅炉运行中出现结焦的现象。举例来说，电厂购入的煤粉其中包含大量的碱性化合物，就会导致锅炉出现结焦的问题，由于煤粉的燃烧效果与其灰分有着非常紧密的联系，而含有大量的碱性化合物，就会进一步降低煤粉的灰熔点，进而出现结焦的现象，另外如果电厂选购的煤种中包含大量的氧化硅铝等，则出现结焦的概率要低，主要是由于煤粉中含有大量的氧化硅和铝，其灰熔点也会相对较高。再比如，电厂选购的煤粉气浓度较高也会进一步导致燃烧器出口，位置的热负荷显著上升，而煤粉与炉墙的位置较近，就会导致炉墙附近产生还原性气体，进而出现结焦的现象，如果电厂选购的煤粉中颗粒较粗，也很容易出现结焦的现象，主要是由于煤粒较粗，经过燃烧器以后就会脱离主流，而正在燃烧状态中的煤粒也会与水冷壁碰上，而这时就会产生结焦的问题。

2.3炉膛内温度

根据相关调查研究显示，锅炉出现结焦现象，还与燃烧区的温度有着非常紧密的联系，如果燃烧区温度高，那么灰很容易出现熔融、软化的现象，而这时结焦产生的概率相对要大。在正常炉腔温度下，一些灰熔点中等的煤炭并不会产生结焦的问题，而在热负荷集中的燃烧区域，当火焰温度较高时，灰熔点中等的煤炭就会出现结焦的现象，主要是由于炉膛内部的温度逐步上升，煤炭中含有的挥发性物质就会产生气化反应，在这种情况下，炉膛出口位置的温度较高，很容易导致其上臂受到高温受热面的影响，出现结焦的问题，如果出口位置的温度不均匀，在温度较高的部分也很容易出现结焦的现象。

3、火电厂锅炉防止结焦的措施

　　结合上述所述内容能够发现造成火电锅炉结焦问题的原因十分丰富，这就意味防止结焦问题的措施必须具备适应性、科学性、合理性等特征，如此才能有效应对多种情况的锅炉结焦问题。下面主要从燃料筛选、温度调控、及时清焦、人员培训等维度，提出了防止锅炉结焦的可行性措施：

　　3.1燃料筛选

　　煤炭是火电厂生产电力采用的主要燃烧原料，并且锅炉结焦问题与煤质有着密切联系，所以控制煤炭的质量有利于防止结焦问题的发生[3]。基于此，火电企业需要在燃烧原料选择方面采取控制措施，尽量选择符合燃烧标准的优质煤炭，同时还要对煤炭进行严格的筛选，确保煤炭完全满足锅炉燃烧的要求，此种情况下可以提高煤炭的燃烧效率，使煤炭处于充分燃烧的状态，进而降低锅炉结焦的概率。例如，火电企业针对煤炭原料配置专用的挑拣设备，及时筛除不符合锅炉燃烧标准的煤炭，从而为锅炉燃烧提供优质煤块。

　　3.2温度调控

　　锅炉炉膛内部温度是造成结焦问题的重要因素，为保障锅炉系统运转的安全性、高效性，以及防止锅炉发生结焦情况，应当对锅炉内部温度进行严格控制。例如，可以在锅炉系统中安置24小时监测设备，对锅炉炉膛温度进行实时监控，并由工作人员根据结焦特性将温度控制在合理范围。如此一来，通过科学调控锅炉炉膛温度，不但能够提高锅炉运行的效率，还可以防止锅炉结焦的现象，这就需要火电企业对锅炉系统进行改进，从而不断提高锅炉的功能性。

　　3.3及时清焦

　　结合对火电厂锅炉结焦问题的分析，发现很多时候是由于清焦不及时、清焦工作不到位，导致锅炉结焦情况愈发严重，所以在锅炉运行和停运时采取及时清焦措施。例如，在锅炉运行中，定期进行锅炉受热面吹灰，防止结焦扩大；在锅炉处于停止时，相关部门要安排专业人员对锅炉炉膛进行清理，尤其是已经发生结焦的部位和构件，从而保证炉膛内部受热面清洁。

　　3.4人员培训

　　火电厂锅炉管理人员是影响锅炉运行状态的关键元素，一般情况下管理人员专业知识、能力和职业素养优秀，能够更好的完成锅炉运行的各项工作，其中就包括了锅炉结焦问题处理工作。基于此，火电企业需要加大人才培养的力度，对锅炉管理人员实施定期培训，一来增强管理人员的责任意识，二来提高管理人员处理结焦问题的能力。另外，火电企业还要制定相关的管理制度，像是锅炉停运清焦制度、流程或标准，以及要求工作人员定期对锅炉系统进行维护保养，借此达到防止锅炉结焦的目的。

结语：锅炉作为电厂运行的重要设备之一，在实际运行过程中经常容易出现结焦的现象，影响到电厂的安全稳定运行。所以，为了能够全面提升电厂的运行效率，就需要及时预防和处理锅炉产生的结焦问题，尽量减少结焦现象，对电厂产生的不良影响，只有这样才能够充分发挥锅炉的运行价值，全面提升电厂的生产质量，为人们提供更加安全稳定的电能供应。

参考文献：

　　[1]湛芳.300MW低氮燃烧锅炉水冷壁防高温腐蚀与结焦的理论及试验研究[D].华中科技大学,2020.

　　[2]周永.浅谈电厂锅炉结焦的原因及改善对策[J].科学技术创新,2020(09):34-35.

[3]刘泰山.电厂锅炉结焦问题的原因分析及预防探讨[J].电子乐园,2021(009):000.

[4]倪涌彬.电厂锅炉结焦的原因及防治措施分析[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2022(11):3.