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发电厂炉膛结渣原因及处理
王建华1，王大军1,
张建平2，曾奕1
(1. 四川电力试验研究院，四川
成都610072；
2. 川维发电厂，重庆
长寿401200)
摘 要：为了解决川维发电厂240
t/h锅炉自投产以来出现炉膛严重结渣的问题，经过燃烧器的改造、炉膛冷态空气动力场试验和燃烧调整试验，分析研究了炉膛结渣的原因及燃烧调整解决结渣问题的主要措施，提高了锅炉运行的安全性和可靠性。
关键词：炉膛结渣；燃烧调整；燃烧器；措施
川维发电厂9号锅炉自投产以来，炉膛存在严重结渣的问题，在运行过程中由于结渣直接影响气流的正常流动状态和炉内燃烧过程，有时甚至造成锅炉熄火现象，对锅炉的安全、经济运行及可靠性有很大影响。由于结渣往往是不均匀的，炉膛结渣使水冷壁的传热热阻增加，水冷壁吸热量不足，锅炉出力降低，并对锅炉的水循环安全性带来不利影响；同时，由于炉内换热减弱，炉膛出口烟温升高，直接导致主蒸汽温度和再热蒸汽温度升高，减温水量增加；另外，炉膛上部积结的渣块掉落时，还可能砸坏冷灰斗，堵塞排渣口而被迫停炉打焦。
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炉膛结渣的原因
1) 实际煤质与设计煤质偏差很大是造成炉膛结渣的主要原因之一，灰的熔融特性是判断燃烧过程中是否发生结渣的一个重要依据，不同煤质的灰具有不同的成分和熔融特性。在实验室中将川维发电厂的煤样进行灰化，测得其灰熔点比设计值低，因而灰粒很容易达到软化状态而发生结渣。另外，灰分中碱性和酸性两类氧化物含量之比即碱酸比偏高，那么这种煤质容易发生结渣。
2) 炉膛燃烧器区域热负荷或容积热负荷偏高，在燃烧器区域燃料燃烧放出的大量热量没有足够的水冷壁受热面来吸收，因此导致燃烧器区域的局部温度过高，造成燃烧器区域的结渣；另外，燃料和烟气在炉内的停留时间过短，燃料未能完全燃烧，引起炉膛出口烟温偏高，造成炉膛出口受热面结渣。
3) 该锅炉在实际运行中，由于炉内气流组织不佳，造成火焰中心偏移。譬如，四角上的燃烧器风粉动量分配不均匀，致使实际切圆变形，高温火焰偏离炉膛中心，根据实测结果，发现1号角一次风速明显高于其他各角，而２号角则偏低，火焰中心向后墙3号角偏斜，因此后墙结渣严重。
4) 炉膛原设计切圆直径为880
mm，切圆直径偏大，出现一次风粉气流贴墙等情况，也容易造成结渣。
5) 经观察发现引风机甲、乙两侧挡板开度均为100%，送风机甲、乙两侧挡板开度分别为55%和80%，经测试发现炉膛出口氧量偏小，在此情况下无法再增大炉内送风量，因此不能充分实现炉内富氧燃烧，引起炉膛结渣。
6) 对煤粉进行分析发现煤粉细度变大，煤粉变粗，煤粉中的粗颗粒很容易从煤粉气流中分离出来与水冷壁发生冲撞；此外，粗颗粒的燃尽需要相当长的时间，因此常常贴壁造成还原性气氛而增加了结渣的机率。
7) 一次风速偏高。经测试可知一次风速度平均值接近40
m/s，由于一次风速度偏高，一次风射流本身的动量或者说一次风射流的刚性较强，致使煤粉气流冲击对面炉墙，造成炉墙结渣。
2 解决结渣问题的措施
1) 适当降低一次风速度。一次风速度调整必须根据煤质的变化来进行，在额定负荷下，当燃用优质烟煤时，将一次风速度降低到30
m/s；当燃用一般烟煤时，将一次风速度降低到26m/s。降低一次风速度可降低一次风射流的刚性，防止煤粉气流冲击对面炉墙从而防止炉膛结渣。
2) 增大炉内的过量空气系数。将炉膛出口氧量由原来的1.6%～2.1%提高到不低于3.5%。
3) 调整四角上的燃烧器风粉动量分配达到均匀状态，保持高温火焰中心位于炉膛断面的几何中心处。
4) 将炉膛原设计切圆直径880
mm改为454.39
mm，通过空气动力场试验，检查炉内的空气流动状况，保证一次风粉气流不发生贴墙现象。
5) 二次风在燃烧器各层之间的分配方式采取缩腰型的配风方式，将上层和下层的二次风挡板开度调节为100%，中部二次风挡板开度调为30%，当煤质较好时可调节到50%。采取缩腰型的配风方式可加强煤粉的着火，提高燃烧的稳定性和经济性，另外，炉膛结焦也可加以改善。原因在于中部二次风处于两个一次风气流的中间，当其动量较小时，一次风气流对其的卷吸量较小，负压也较小，因此从上角来的主气流所造成的冲击力也较小，从而不会使中部的一次风气流严重偏转而引起结渣。
6) 根据煤质变化调节热风温度，当煤质较好时，将热风温度控制在180℃～200℃，当煤质较差时，将热风温度控制在200℃～220℃。
7) 可适当掺烧灰熔点较高的煤质，此项措施对防止结渣作用很大。
8) 严格进行吹灰操作，使水冷壁和过热器、再热器表面保持基本干净。
参考文献
［1］冯俊凯,沈幼庭主编.锅炉原理及计算［M］.科学出版社.1992.
［2］黄新元编著.电站锅炉运行与燃烧调整.中国电力出版社.2003.
［3］岑可法,周昊,池作和著.大型电站锅炉安全及优化运行技术［M］.中国电力出版社,2003.
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