大方电厂#1炉结焦的原因及对策

电力18讯：    1、前言
大方发电有限公司＃1炉系东方锅炉厂生产的DG1025/18.2－II15型亚临界、一次中间再热、自然循环固态排渣、“W”火焰燃烧汽包炉。设计参数为：过热蒸汽流量：1025th；过热蒸汽出口压力17.35 MPa；过热蒸汽出口温度540℃。再热蒸汽流量：844.16 th；再热蒸汽入口压力3.91 MPa；再热蒸汽入口温度327.5℃；再热蒸汽出口温度540℃，给水温度279.5℃。汽包工作压力18.7 MPa。锅炉额定蒸发量947.5 th。过热器系统共设置两级喷水减温，再热器系统共设置一级事故喷水减温。
大方发电有限公司＃1机组于2006年7月11日22：45点火,进入168小时试运行，于2006年7月22日4：40分顺利通过168小时试运行，进入商业运行阶段。

2、机组投产后存在的问题：
机组投产后，在运行中出现最多、最麻烦的问题是锅炉结焦比较严重，特别是四角翼墙及左右墙；垮焦次数特别多，仅8月份一个月大的垮焦次数就达7次，其中1次导致锅炉熄火，6次导致捞渣机卡死， 需投油助燃的小的垮焦次数几乎每天都有。 8月份一个月的助燃用油高达106吨，飞灰含碳率12-15%，排烟温度170℃以上。

3、结焦的原因分析：
3.1结焦的机理
结焦，是指在煤粉炉的炉膛中，熔融的灰渣粘结在受热面上的现象，粘结物硬度大、密度大；积渣，是指熔融的灰渣不断积聚在受热面上的现象，积聚物松软。结焦、积渣形成有两个条件，一是温度过高，二是灰熔点过低。锅炉结焦是个很复杂的物理化学过程，它涉及煤的燃烧、炉内传热、煤质的结焦特性、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等过程。结焦的形成主要有以下几个过程：
3.1.1煤粉在燃烧过程中形态的变化
3.1.2灰粒向水冷壁的输运过程
3.1.3灰渣在管壁上的粘接和结聚长大
3.2造成我厂#1炉结焦严重的原因
造成我厂#1炉结焦严重的原因很多，现分析如下：
3.2.1设计方面
1）设计煤种与实际燃用煤种的特性参数相差较大，设计煤种的灰份为25.66%，而实际燃用煤种的灰份都在40%以上，有时高达47%。设计煤种的低位发热量为22.486MJ/kg, 而实际燃用煤种的低位发热量仅有17MJ/kg左右，设计炉膛热负荷过高；辐射受热面布置较少，水冷壁管间距过大，吸热量小；炉膛出口烟气温度选得太高；炉膛出口流通截面狭窄，火焰中心位置太高。
2）卫燃带、耐火砖敷设过多。由于我厂所燃用的是极难着火和燃烧的无烟煤，为了稳燃，在下炉膛水冷壁大面积敷设耐火砖，使得燃烧区域炉膛热负荷偏高，炉膛温度高，熔融的煤粉极易粘附在耐火砖上结焦、积渣。停炉后检查发现主要是耐火砖上和敷设耐火水泥的部位结焦、积渣严重，尤其是四个小角部最为严重。
3.2.2燃烧调整方面
1）燃烧中空气量不足。燃烧过程中，若空气量不足，其燃烧时就不易达到完全燃烧，未完全燃烧将产生一氧化碳及氢等还原性气体。在烟气中存在还原性气体，使灰中熔点较高的三氧化二铁还原成熔点很低的氧化铁，大大降低了灰熔点(可能降低300～350℃)，会形成严重的结焦。燃用挥发分较大的煤，如果空气量不足，也会使结焦加剧。我厂#1炉刚投产，运行人员之前都是在200MW及以下的锅炉机组中工作，且都是四角切园的锅炉，对于300MW的“W”燃烧炉，都没有运行经验，在操作时，比较保守，怕熄火，风量用得小，所以空气量不足，常常缺氧燃烧。
2）燃料与空气混合不良，搅拌不良
锅炉运行的配风方式也是影响结渣或积灰的主要因素。由于燃料与空气混合不好，即使供给了正常所需要的空气量，也会出现空气量不足的问题。因为混合搅拌不良的时候，某些部分空气多一些，则燃烧就完全，有的地方空气少一些则燃烧就不完全。从而造成煤在炉内燃烧不良、烟气温度不均匀。在烟气温度高的地方，管壁温度高，未燃尽的煤粉颗粒一旦粘结在上面继续燃烧，将形成灰粒的粘附。在燃烧不完全,产生大量的CO,使灰熔点降低,导致结渣。
混合不良是由于风量调配不恰当（例如一、二次风的比例不当），燃料及二次风调整不好所造成的。故喷燃器的结构对风粉的混合有着很大的影响，喷燃器的布置不当和结构上有缺点，往往会使结焦加剧。此外,由于炉膛内的烟气处于剧烈的运动中,烟气成分不断变化,同一煤种的煤灰在不同部位的灰熔点可能不同,也促进了结渣。由于我厂#1炉刚投产，运行人员经验不足，对设备的特性尚未完全吃透，这一问题就显得特别突出。
3）燃料和空气散布不均，造成火焰偏斜
火焰的偏斜是燃料和空气散布不均所造成的。在正常运行中炉膛中心温度应该最高，由于火焰的偏斜将使最高火焰层移到边侧，这样灰就得不到足够的冷却，而灼热的灰粒与水冷壁受热面接触的时候，就很快的粘了上去，形成焦。燃料与空气散布不均，往往是由于运行调整不及时或调整不当所致。从我厂停炉后检查左右两侧墙及四角结焦较严重的结果来看，就充分说明了这一问题。
3.2.3运行管理方面
1）吹灰打焦不及时
在锅炉的某些受热面上积灰后，受热面变得粗糙，一有粘性的灰碰上去，就很容易附在上面。因