600MW切圆燃烧锅炉结焦原因分析及处理.doc

华北电力大学毕业论文600MW切圆燃烧锅炉结焦原因分析及处理专 业 热升 班 级 0927 学生姓名 祝艳平 指导教师 成人教育学院年 月 日摘要：结焦是困扰燃煤锅炉的一大难题，只有针对某一特定煤种、特定工况不结焦的锅炉，没有绝对不结焦的锅炉。现在的煤炭市场为卖方市场且会长时间保持这种状况，各燃煤电厂不可避免地要长时间经受“燃煤之急”，针对特定煤种设计的锅炉能否适应数以十计、百计煤种的考验还需要技术人员来保驾护航。结焦原因非常繁杂其解决手段也要多措并举，具体的调节手段大家都清楚，其难点在于调节中的“分寸”掌握，具体的锅炉需要我们提出针对性的药方，有的放矢去做工作。岱海电厂二期锅炉设计煤种为准格尔烟煤，但自机组投产以，设计煤源供应不足一直困扰着岱海电厂，做为点对网发电企业，为了保障首都的正常电力供应，岱海电厂不得不开始大规模地掺烧其他非设计煤种。掺烧的煤种因都是小矿煤所以煤质参差不齐，每时每刻入炉煤的煤种、发热量和灰熔点都有可能发生变化，这给防止结焦工作造成了极大的难题，这就需要我们从本期锅炉结焦的根本原因出发，采取有针对性的措施来确保机组安全稳定的运行。关键词：结焦 炉膛温度 灰熔点 还原性气氛 配风Absract: Coking is a great hard problem for coal-fired boiler， only for the particular coal， the particular work condition dont coking boiler， never coking boiler is Nonexistent。The coal market in nowadays is a selling market and will keep this kind of condition for a long time， each coal-fired power plant inevitably experience the problem for a long time，aiming at the boiler that the particular coal grows a design can adapt to Variety coal to still need technical personnel to protect。The reason of co king is Variety。The designing coals for The DAIHAI power is “zhun Ge Er” coal，but since producing，shortage of design the coal source supply have been trapping to The DAIHAI power。The DAIHAI power is a to order to generate company， for the sake of guarantee capital city of normal electricity supply，the DAIHAI power has to start to firing bituminous coal mixed with lignite inside the furnace。Because the coal coming from different plant，so the ash melting point and deliver calories of the coal has changed frequently 。This caused diffcult problem for providing coking。This needed us to the reason of coking to set out from the boiler and adopted to the measure and ensure the units running safely。Key words:coking,furnance tempreture,ash melting point, Reducing atmosphere, air distribution。1 设备概况内蒙古岱海电厂二期工程2600MW机组设计煤种采用准格尔烟煤，采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统，燃烧器采用四角布置切向燃烧方式。燃烧器共设置六层煤粉喷嘴，锅炉配置6台ZG123G中速磨煤机，每台磨的出口由四根煤粉管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴，在燃用设计煤种时，锅炉MCR和ECR负荷时均投五层，另一层备用。燃烧器的一、二次风喷嘴呈间隔排列，顶部设有OFA二次风。连同煤粉喷嘴的周界风，每组燃烧器各有二次风挡板14组，均由电动执行器单独操作。为满足锅炉汽温调节的需要，燃烧器喷嘴采用摆动结构，除OFA层喷嘴由一台气动执行器驱动作上下单独摆动外，其余喷嘴由内外连杆组成一个摆动系统，由另一台气动执行器集中带动作上下摆动。岱海电厂一、二期工程设计煤种均采用灰中含三氧化二铝达47.26%的高灰熔点的准格尔烟煤，但自从岱海电厂二期工程核准、二期机组启动从来燃煤供应问题一直困扰着岱海电厂。岱海电厂是华北电网点对网电厂，担负着北京地区用电的重要任务，因为燃煤限负荷是绝不允许的，为此岱海电厂被迫大量掺烧其他非设计煤种。非设计煤种大量掺烧后，锅炉结焦严重，不但给运行、检修人员和锅炉除灰渣设备增加了负担，严重时还多次使机组被迫降负荷除焦，结焦问题严重影响岱海电厂的安全与经济运行。为了解决锅炉结焦的问题，岱海电厂投入了大量的人力、物力，现就造成锅炉结焦的机理、实际原因和针对原因采取的解决方法进行分析、讨论，希望能起到抛砖引玉的作用，使困扰岱海电厂的锅炉结焦问题得以圆满解决。2 锅炉结焦机理炉内结焦是一个很复杂的物理化学过程，涉及煤的燃烧、炉内传热、煤的潜在结焦倾向、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附过程等等。焦的生成通常有3个过程：一是煤灰燃烧中的形态变化过程，煤粉在很高的温升速度下，灰份分解、氧化、挥发以至于熔融形成结晶体几乎同时进行。二是灰粒向水冷壁的运动过程，按照颗粒度大小，分别主要依靠气相扩散、热迁移以及惯性迁移进行输送。三是灰渣在管壁上粘接和凝聚的过程，先后形成初始沉积层和梳状沉积物（第二层），并由此开始结焦。一般认为，煤粉颗粒进入炉膛后被迅速加热至燃烧，所含灰分中的矿物质迅速分解、氧化、挥发并发生反应，碱金属氧化物、黄铁矿残渣等气化并随烟气扩散运动至水冷壁迎风面受冷凝结，形成比较薄的釉质初始垢层，初始垢层粘合力远大于光滑的金属壁面，未凝固的熔融态、半熔态颗粒部分随烟气到达并受冷凝固聚集，随着粘合力的增加，积灰厚度增加，渣层外表温度不断升高，接近软化温度时形成粘附性强的塑性渣膜并随时间增长逐渐烧结，形成大块焦渣。当渣面温度超过软化温度逐渐接近烟气温度后，本身厚度不再增加，渣层逐渐为流动态，结渣面积向下及背风侧扩散，扩大了结焦、积渣的范围。因而，结焦、积渣的过程是一个自动加剧的过程。3 锅炉结焦的危害3.1 锅炉热效率下降：受热面结渣后，使传热恶化、排烟温度升高，锅炉热效率下降；燃烧器出口结渣，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失增大；焦块还会使锅炉通风阻力增大，厂用电量上升。3.2 影响锅炉出力：水冷壁结渣后，会使蒸发量下降；炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。3.3 影响锅炉运行的安全性：结渣后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；结渣往往是不均匀的，结果使过热器热偏差增大，对自然循环锅炉的水循环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响；炉膛上部结渣块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，使燃烧不稳定甚至灭火；大焦块掉落，还发生过造成大量人员伤忘的恶性事件。4 锅炉结焦的原因影响结渣的因素较多，不仅与灰熔点、灰成份、灰粘度等结渣特性有关，还与炉膛热力参数、燃烧器的结构与布置、炉内空气动力工况、锅炉运行参数及调整密切相关。现从不同角度对炉膛结焦原因进行深入分析。4.1 炉膛结构特性参数炉膛容积热负荷、断面热负荷、燃烧器区域热负荷与炉膛几何尺寸有直接关系。炉膛容积热负荷的选取不但与燃料的燃烬有关，更重要的是影响炉膛出口温度和炉膛温度，特别是灰熔点低的燃煤，炉膛容积比同等出力的其它型号锅炉设计要大，否则炉膛上部及炉膛受热面将结焦。炉膛断面面积与灰熔点决定单只喷嘴热功率，也决定了燃烧器布置几层、选几台磨煤机以及喷嘴间距和风速。燃烧器区域壁面热负荷直接影响燃烧器区域的温度水平。燃烧器区域的温度越高，灰就越容易达到软化或熔融状态，产生结焦的可能性就越大。有些灰熔点中等的煤，在一般炉膛温度下并不结焦，但在燃烧器区域壁面热负荷过分集中、火焰温度特别高的情况下，也可能结焦。因为炉膛内温度越高，煤中易挥发的物质气化也就越强烈，也就为结焦创造了条件。此外，炉膛出口温度增高，容易形成炉膛上部特别是屏式受热面或高温对流受热面结焦。有时尽管炉膛出口烟气温度低于煤灰的变形温度，但由于飞灰的化学组成是不均匀的，在这样的温度下，某些易熔颗粒仍呈熔融或半熔融状态，可能直接粘在受热面上结焦。所以应选用较低的炉膛出口温度，以适应低灰熔点的燃煤特点。低负荷时的稳燃能力是锅炉的一项重要指标，一些锅炉低负荷时的稳燃措施，在负荷 高时就会变成锅炉结焦的元凶，比如卫燃带、浓淡分离燃烧器。4.2 燃烧器布置方式燃烧器的高宽比是衡量气流刚性的重要结构特性参数，高宽比越大，气流的刚性越差，越容易偏离设计方向。特别是对容易结焦的煤质，燃烧器的高宽比尤为重要。而对于大型锅炉燃烧器，要控制合适的高宽比必须分组，且组间必须留有足够的间隙。这样，就能使从迎风面进入此间隙的气流量大于被上下两股射流卷吸的气流量，部分气体可从迎风面进入背风面，从而使背风面负压减少，避免气流射流严重偏离设计方向而贴墙，从而避免结焦。由于气流的偏离是多种因素综合作用的结果，所以合适的高宽比也与很多因素有关。4.3 锅炉设计或检修质量不佳4.3.1 燃烧器一次风喷口设计不合理。原锅炉在燃烧器设计中，为了增加稳燃效果，稳燃器角度和尺寸取得较大，同时喷口外壳尺寸较短，使得一次风气流在离开喷口后，没有形成封闭回流区，煤粉气流进炉膛的刚性也被减弱，结果在喷口两侧很容易产生结焦。旋流燃烧器的一次风均流器磨损变形或磨掉后导致煤粉气流分布不均，从而容易使燃烧器出口煤粉火焰偏斜刷墙，进而造成炉膛火焰局部温度偏高而结渣。4.3.2 假想切圆设计偏大。假想切圆设计偏大，煤粉气流更容易刷墙，旋转气流中较粗的煤粉颗粒、灰粒更容易甩到墙壁而形成结焦。另外，切圆变大，加剧了一次气流的偏转，这些都增加了结焦的机会。燃烧器燃烧切圆大，燃烧区域四周温度高，水冷壁易挂焦，大块软焦在掉落后易挂在冷灰斗表面不平整的部位，如除焦不及时势必造成恶性循环。4.3.3 锅炉结构方面因。燃烧器喷口烧坏没有更换、水冷壁变形严重等原因使炉膛火焰充满度差、燃烧中心不正。火焰充满度差时，局部火焰过于集中处的温度过高，使结焦成为可能。燃烧中心不正时，存在火焰过于贴进水冷壁的现象，这增加了熔化的灰粘贴在水冷壁上形成初期结焦的几率。4.3.4 煤粉管通风阻力不均匀。煤粉管通风阻力不均匀会使某个燃烧器的出力偏大或偏小，甚至会造成一次风管积粉堵管。燃烧器出力偏差大将造成炉膛火焰温度分布不均匀、切圆偏向某一侧水冷壁，从而造成炉膛结焦。4.4 燃用煤种变化的影响锅炉是根据设计煤种的着火性能、沾污腐蚀磨损性能、燃尽性能和结焦性能进行设计的，因此实际燃用煤质偏离设计煤种、煤的结焦性能超出锅炉设计参数范围就有可能造成锅炉结焦。由于煤炭市场的变化，长期稳定的使用设计煤种是不可能的。虽然长期以来人们一直进行各煤种的掺烧、混烧，但由于各种因素的影响，还是可能造成入炉煤质波动引起锅炉结焦的发生。4.4.1 煤灰的熔点在影响结焦的因素中，煤质特性起着主要的作用。煤粉在燃烧时，其灰份熔融特性一般用变形温度、软化温度、和熔融温度和流动温度来表示，软化温度t2的高低是评价煤灰是否容易结焦的主要指标。从表1中我们可以看到岱海电厂二期机组的设计煤种的软化温度高达1400以上，而二期锅炉炉膛内部温度仅有个别点略高于1400，所以在燃用设计煤种时锅炉基本不结焦。从表3、表4中我们可以看到二期机组掺烧的褐煤和烟煤的软化温度大都在1200，而炉膛内部温度普遍高于这一温度（见表5、表6），这就是二期锅炉在掺烧非设计煤种后常常结焦的一个主要原因。岱海电厂锅炉设计煤种的煤质成分分析表（表1）项目符号单位设计煤种收到基水分Mar%13.25工业基分析一般分析煤样水分Mad%3.84收到基灰分Aar%26收到基挥发分Var%23.09收到基固定碳FCar%37.67干燥无灰基挥发分Vdaf%38收到基低位发热量Qnet.arMJ/kg17.981哈氏可磨指数HGI57煤灰熔融性(弱还原性气氛)变形温度DT1250软化温度ST1400岱海电厂锅炉设计煤种的灰成分分析表（表2）项 目符 号单 位设计煤种（准格尔煤）二氧化硅SiO2%40.75三氧化二铝AL2O3%47.26三氧化二铁Fe2O3%4.73氧化钙CaO%0.89氧化镁MgO%0.20二氧化硫SO2%1.06氧化钠Na2O%0.33氧化钾K2O%0.39二氧化钛TiO2%1.84岱海电厂掺烧煤种成分、灰成分及特性表（表3）煤矿金通矿五梁沟矿富兴矿振兴矿不连沟空气干燥基空气干燥基灰分（%）20.333.9217.7613.1528.91空气干燥基挥发分（%）24.8524.0225.9427.4925.12空气干燥基固定碳（%）39.6535.574243.8639.11焦渣特征CRC（2）粘着（2）粘着（2）粘着（2）粘着（2）粘着高位发热量（MJ/kg）19.5517.719.8521.6619.2煤灰熔融性变形温度DT（）12201500126012101500软化温度ST（）12601500132012401500半球温度HT（）13001500133012601500流动温度FT（）13201500135012801500灰成分分析氧化钠0.510.12氧化镁1.720.16三氧化二铝22.2143.09二氧化硅40.6343.99氧化钾0.770.26氧化钙8.62.26三氧化二铁11.22.26岱海电厂掺烧煤种成分、灰成分及特性表（表4）褐煤张大营矿烟煤纳源矿烟煤空气干燥基空气干燥基灰分（%）14.5514.3619.8416.914.9612.66空气干燥基挥发分（%）32.4631.7726.329.1827.7825.94空气干燥基固定碳（%）36.3735.4739.8642.2541.9647.49焦渣特征CRC（2）粘着（2）粘着（2）粘着（2）粘着（2）粘着（2）粘着高位发热量（MJ/kg）19.1118.5219.6820.9120.9622.42煤灰熔融性变形温度DT（）116011701240123011601180软化温度ST（）121011901270130012001200半球温度HT（）124012101290131012101210流动温度FT（）125012201350132012201230灰成分分析氧化钠1.640.51氧化镁3.121.72三氧化二铝15.7722.21二氧化硅46.3740.63氧化钾1.80.77氧化钙11.678.6三氧化二铁6.0311.2岱海电厂3号炉炉里各点温度（600MW）(表5)标高（米）左后左中左前前左前中前右右前右中右后后右后左6383483155.698611201141113198247.612511250451304128012071230127713251240421316130512381255131013541248128539.21436130613061296130413581302138435.81431133913061358140113731339140532.311801230139427132213831302131722.3132218.613021287128613038.9904900896903岱海电厂4号炉炉里各点温度（600MW）（表6）标高（米）左后左中左前前左前中前右右前右中右后后右后左6382887255.61020117411271163104047.61251129945132012951288129813491297131313014239.21364140613721438142114141389141135.81405148514321450144514631482141532.3136012491334132527130113361168131022.31275123512261237126212241225123018.611741176119511848.97427688318494.4.2 煤灰的成分灰的成分不同，其熔点也不同：煤中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量大时，灰熔点低，就容易结焦；煤中的氧化硅、氧化铝含量大时，灰熔点高，就不易结焦。对比表2与表3我们可以看出设计煤种的氧化铝含量达47.26%而非设计煤种氧化铝含量仅在15.7722.21%；设计煤种的氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量分别仅为4.73%、0.39、0.33而非设计煤种的氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量分别为6.0311.2%、0.771.8%、0.511.64%，由于上述灰成分的差异造成设计煤种的灰熔点远高于非设计煤种。可用灰熔点温度及灰的主要成分来判断煤灰的结渣指标，通常可用灰成分中的钙酸比、硅铝比、铁钙比及硅值来判断其结焦倾向，用Na2O的质量分数可以判断其沾污性。4.4.3 煤灰的粘度与渣的强度灰熔化后的粘度也是影响结渣特性的重要因素，因为结渣是要靠灰粒的粘性粘在受热面上才产生并持续长大。当渣的粘度很小(250P)时，渣的流动性很小，在水冷壁管外形成很薄的渣层，不太容易长成大焦；当粘度处于塑性区(50010000P)时，结在水冷壁上的渣很容易长大形成大焦，对于锅炉最为危险；当粘度更大时，则锅炉很难结渣。结渣以后渣的强度是衡量结渣性的另一个重要指标，用烧结强度来表示。如果烧结强度很大，则渣一旦形成就不容易清理而长大，就会对锅炉产生较大的危险性；反之，如果烧结强度很小，渣长大到一定程度或是锅炉负荷有所降低，就会由于自重而掉下，也可以被吹灰器吹走，这时对于锅炉的危险就小得多。4.4.4 煤粉细度和燃料的发热量煤粉细度和粒度分布对锅炉结渣有一定影响。煤粉过细、过粗均可能引起结渣。煤粉过粗时，火炬拖长，粗粉因惯性作用会直接冲刷受热面，容易造成结焦。煤粉过细时，煤粉燃烧过早，有可能在燃烧器附近结焦。煤质发热量过高或过低都会对结焦产生影响。发热量过低反映了煤中灰份含量高，为结焦提供了材料。发热量过高则会使燃烧中心的温度及喷燃器出口烟温骤升，造成灰的熔融软化，诱发结焦。4.5 燃料和空气分布不均一次风门与二次风门调节不当，四角风速分配不均，造成煤在炉内燃烧不良、烟气温度不均匀，烟温高、空气少的地方容易结焦，同时气流紊乱也使得熔融的灰渣容易粘贴在水冷壁上。对于四角切圆燃烧锅炉，保证四角风粉均匀分配是取得安全稳定运行的前提，如果四角风粉分配不均匀，热负荷在各水冷壁分配不均，热负荷高的水冷壁处很容易产生结渣。燃烧器四角风粉不均匀产生的原因有二：其一，四角的风速不均，偏差较大；其二，四个燃烧器的实际摆动角度不一致，四角燃烧器射流的切圆不在同一平面，四角燃烧器的射流角度不一致。在运行调整上，应尽量保证主燃烧区的四角风速均匀，煤粉细度合理，合理组织炉内空气动力场。锅炉在安装及大、小修时要注意每层燃烧器的水平高度的一致性，否则要及时修正。火焰偏斜是燃料和空气分布不均所造成的。正常运行中，炉膛中心温度应该最高，由于火焰偏斜将使最高火焰层移动到边侧，当它与水冷壁接触时，就会很快黏附上去而形成焦渣。燃料和空气分布不均往往是由于运行调整不及时或调整不当所致。未燃烬的煤粉颗粒黏结到受热面上，一次风量过大而二次风量过小，煤粉颗粒未完全燃烧就黏结在受热面上而继续燃烧，此处炉墙温度非常高，它的黏结性也很强，故易结焦。切向燃烧中，在炉膛中间形成一个燃烧火球。炉内气流旋转直径增大，使上邻角过来的火焰更靠近射流根部。这对着火有利，对风粉混合也有好处，炉膛充满度也好，但却容易诱发结焦。实际的切圆直径总是大于假想切圆直径，切圆直径过大，一次风煤粉气流可能偏转贴壁，以至引起结焦，这是必须避免的。从炉膛的角度考虑气流偏离设计方向的因素是炉内旋转气流对射流的横向撞击和射流两侧的补气条件不同所形成的压差，但影响气流偏离的重要因素是燃烧器出口气流在炉膛内所形成的假想切圆直径及炉膛形状。因此，较小假想切圆直径是减少气流偏离，避免气流冲刷水冷壁的重要措施。当然正方形大切角炉膛，四角风粉均匀性，运行方式等也是影响炉内空气动力场的重要因素，也就是影响结焦的重要原因。炉膛燃烧器区域内的结焦，常发生在火焰或烟气直接冲刷之处，如果没有火焰或烟气直接冲刷，即使大量灰粒已达熔融状态，由于不和水冷壁接触，当然不会粘结其上而结焦。一次风管虽然具有一定的煤粉浓度，但与二次风相比速度较低，特别是燃用贫煤、无烟煤的燃烧器，一般不宜选用较高的一次风速，可设置远侧二次风，布置在火焰射流下游侧的水冷壁上，既不影响着火又可降低火焰下游的负压，减少火焰射流两侧压差，增强火焰刚性提高水冷壁附近氧化性气氛。燃用高挥发分的烟煤，可选取较高的一次风速，并设置偏置周界风，以增加火焰刚性。4.6 炉内的气氛条件炉内的烟气气氛条件可以改变煤灰的熔点，例如煤灰中原本含有的Fe2O3的熔点很高，但如果煤灰遇到还原性气氛，Fe2O3就会被还原成FeO，其熔点下降约200。提高灰熔点温度在于氧化性气氛比还原性气氛高，电厂常采用带侧二次风的水平浓淡燃烧器，既有利于低负荷稳燃，又有利于降低NOx排放，更重要的是减少结焦倾向。因浓相在火焰的上游，淡相在火焰的下游即水冷壁侧，使近壁处形成氧化性气氛，以提高灰熔点温度。同理，一次风喷嘴采用了设置周界风或侧二次风，形成“风包粉”的炉内气氛条件，使近壁处的含氧量更高，减小结焦倾向。一般认为炉内存在较多的还原性气体，有如下四个方面原因：(1)由于烟道设计阻力系数取值偏小及回转式空气预热器漏风率远远超出设计指标，导致实际运行过程中，烟气流量大大超过设计值，烟道阻力超过相对应工况下的风机压头，造成引风机出力不够。为了维持炉膛负压运行，只有将送风量控制在较低值，从而，就导致炉内空气量不足，不完全燃烧几率增大，产生一定量的CO气体。(2)由于配风不当，二次风不能与煤粉及时强烈均匀混合，导致局部不完全燃烧几率增大，产生一定量的CO气体。(3)由于燃料与空气混合搅拌不好，即使供给了正常所需的空气量，也会出现空气不足的问题。因为混合搅拌不良，某些部分空气多些燃烧就完全，有的地方空气少些燃烧就不完全。混合不良是由于风量调配不恰当(如一次、二次风比例不当等)、燃料与二次风调整不好造成的。所以，燃烧器结构对风粉的混合搅拌有很大影响，燃烧器布置不当及其结构上的缺陷，往往会使结渣加剧。(4)低NOx燃烧器的浓淡分离燃烧，在富燃料区就形成了还原性气氛降低了该区域的灰的熔点、富燃料燃烧还会产生高温也会加剧结焦的形成。4.7 制粉系统运行方式的影响磨煤机的运行方式不同会使炉膛内火焰集中程度不同。在同样负荷条件下，如果燃烧器运行过于集中，或者单层燃烧器热负荷过大，就更容易导致喷口周围结焦。经验表明，在负荷允许的情况下，采用多燃烧器、少燃料的运行方式，不但有利于燃烧调节，更好的适应负荷变化，同时风粉混合较好，火焰充满程度好，对避免结焦有利。小指标考核在现在的电厂中被大量采用，其中个别细化的指标实际与机组经济性和安全性是有冲突的，如果电厂在小指标考核中未能科学、全理的规避这方面的问题，就会出现个别指标出色而机组的经济性并未提高，甚至下降的现象。以岱海电厂为例，机组负荷530MW时，即可以用4台磨带也可以用5台磨带，显然5台磨运行比4台磨运行厂用电高，但5台磨运行比4台磨运行炉膛火焰充满程度好、炉内氧量高，对避免结焦有利。如果电厂方面不能将厂用电和机组安全在考核方面科学的量化，就会出现只注重厂用电而不注重机组安全的现象。4.8 吹灰器的影响锅炉结焦的烧结强度与时间呈指数关系，当锅炉受热面有少量结焦时，及时吹灰可以有效地避免结焦恶化。受热面在结焦的初始阶段，生成的焦尚呈不连续、疏松状态，若不及时进行吹灰清除，将使受热面的传热系数降低、表面粗糙度增加，导致炉膛温度进一步升高，熔化的煤灰更难冷却，同时粗糙的受热面更容易粘住煤灰，引起结焦扩展，而且越来越严重。所以在结焦的初期及时将其吹掉，对避免锅炉结大焦块有很大作用。吹灰器的产品质量、科学设计、合理布置、工作压力、良好投运都对实际吹灰效果产生很大影响。岱海电厂一、二期工程均采用戴蒙德吹灰器，其产品质量、科学设计都有所保证，但其布置是否合理就需要根据实际结焦情况来定，再好的吹灰器如果放在没有结焦的位置也起不到良好的吹灰效果。吹灰器的工作压力要根据实际的吹灰效果来定， 如果发现有焦块吹不下来，可以就具体部位的吹灰器的工作压力进行调整。吹灰工作人员在吹灰器有缺陷时要及时发现和进行处理，确保吹灰器时刻保持最好的吹灰效果。运行人员也不能因为考虑小指标中的补水率而减少或推迟锅炉的吹灰工作。5 防止锅炉结焦的措施产生结焦有三个要素：首先是煤的成分及组成、第二是炉内温度水平以及气氛、第三是气流带着熔融或半熔融的灰颗粒冲刷到受热面。所以控制锅炉结焦基本从这三个方面入手。5.1 燃煤的混合掺烧煤灰的熔点低是锅炉结焦的主要原因，在具有易结焦特性的燃料中掺入一定比例的高灰熔点煤种，是避免锅炉结焦或降低结焦水平的最好办法。一方面混掺后锅炉受热面灰渣沉积量下降，另一方面高熔点固态灰对受热面有一定的冲刷作用也会使沉积量降低。掺烧方式的确定应该依据现场情况通过试验来最终确定。多煤种掺烧分炉内掺烧和炉外掺烧，炉外掺烧又分为煤场混煤和原煤斗混煤，原煤斗混煤又分为皮带上混煤和原煤斗内混煤。炉内掺烧操作起来简单、掺配比例容易控制，但其对提高低灰熔点煤的熔点的效果差。原煤斗内混煤掺配比例易控制，但输煤人员及设备负担重、均匀性稍差。皮带上混煤，掺配比例易控制、掺配均匀性是这几种掺煤方式中最好的，但输煤人员及设备负担重、皮带上煤量控制不好很容易造成后部皮带过载和堵煤。煤场混烧比例不易控制、操作复杂最不被推荐。前两种掺烧方式岱海电厂三、四号锅炉均采用过，对提高低灰熔点煤的熔点有一定的作用，尤其是原煤斗内混煤在实践中被采用，高低灰熔点煤的掺烧比例达3：2，机组在600MW时渣量较大，但无大的焦块，机组负荷500MW时渣量也很少，掺烧后防结焦效果明显。掺烧煤种的发热量绝大部分都较设计煤种低，其含水份较设计煤种高，在实际运行中经常造成磨煤机堵煤、磨煤机出口温度低。机组带满负荷时必须六台磨运行，否则不能带满负荷，有时六台磨运行仍不能带满负荷运行。掺烧褐煤磨极易自燃和有爆炸危险。为此岱海电厂有针对性的制定了相关防范措施，以应对掺烧非设计煤种带来的种种难题。5.2 降低低灰熔点煤燃烧区域的温度水平控制炉膛温度水平能够有效的减少锅炉结焦，试验表明结渣率随炉内温度升高呈指数升高，当炉内温度下降50时结渣率约降低5倍。一般通过加大过量空气系数，采用均等配风以及采用合理的燃烧器运行方式，来防止局部热负荷过高及降低锅炉出口烟温，必要时也可采取降负荷运行的方式。 炉膛的下部是炉内温度水平最低的部位，岱海电厂三、四号机根据这一实际情况安排下层磨烧低灰熔点煤，在允许的情况下还安排烧低灰熔点煤的磨隔层运行，这对减少锅炉结焦成果显著。另外还增加了这一区域的吹灰频次，也降低了这一区域的温度水平，减少了结焦的可能性。在配风方面，增大低灰熔点燃烧器的周界风量和其上部辅助风量，这样一方面可以使低灰熔点燃烧器所喷出的煤粉在氧化性气氛中燃烧，另一方面也降低了低灰熔点燃烧器所喷出的煤粉燃烧区域的温度水平，这两方面都可以降低锅炉结焦的可能。5.3 控制低灰熔点煤燃烧区域的过量空气系数在实际运行中，选取较大的过量空气系数能够减少锅炉结焦的发生，也是运行调整中最直接的措施。一方面加大送风量能够降低锅炉温度水平，另一方面能够减少还原性气氛的区域面积，降低了低熔点FeO的生成量。为了降低通风电耗和NOX排放量，岱海电厂锅炉实行低氧量燃烧，三、四号锅炉还采用倒宝塔式配风，这就增大了锅炉结焦的可能性。为了防止结焦，现已将配风方式改为近似均等配风，低灰熔点煤燃烧器的周界风和其上方的辅助风稍稍加大了二次风量以降低燃烧区域温度和形成该区域的氧化性气氛。5.4 组织合理的空气动力场组织合理的空气动力场是控制气流偏斜、避免局部热负荷过高、避免还原性气氛出现的重要手段。为了确保炉内的空气动场稳定，岱海电厂还请华北电科院的专家来厂进行检测和技术指导并对每台磨在不同负荷进行了一次风调平和煤粉细度调整，还对二次风量和一次风量进行重新标定，确保了实际切圆位置及大小与设计相符、风粉气流不刷墙运行，为减少锅炉结焦提供了保证。5.5 适当提高一次风速适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结焦。提高一次风速可推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结焦。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风直接冲刷壁面而产生结焦。5.6 选择合适的煤粉细度煤粉颗粒较大，具有的动量更大，在惯性作用会直接冲刷受热面。再则，颗粒较大的煤粉燃烧后的温度较细粉高，所以熔化比例高，冲墙后更容易引起结焦。但是，煤粉太细也会带来一些问题，例如制粉系统电耗升高，系统出力可能受到影响等。所以电厂应该根据实际情况确定合适的煤粉细度。通过试验和飞灰及炉底渣含碳量情况分析，岱海电厂三、四号炉煤粉细度过大，燃烧过程因此被推迟，这增大了锅炉结焦的可能性，于是通过调整磨煤机出口分离器挡板降低了煤粉细度。5.7 确定合理的吹灰时间、保证吹灰设备的良好投入。锅炉进行及时的吹灰是避免结焦加剧的重要手段，在结焦产生的初期，由于烧结强度较小，更易清除，所以应根据实际情况确定最佳的吹灰时间间隔。根据吹灰时的掉焦情况分析，岱海电厂三、四号炉的结焦部位主要集中在燃烧器上、下水冷壁的小范围区间，于是将这个部位的吹灰频率由每天两次增加为每天三次，并根据结焦情况适当增加。另外还加强了对吹灰设备的管理，确保了吹灰设备的良好投运。通过试验增加了重点结焦区域的吹灰蒸汽压力。在水冷壁区域选择水力吹灰器，用较高压力的水（水压18bar，水温常温）射向渣体，由于渣块温度很高，遇水急冷而破碎，从受热面或炉墙上掉下来，除焦效果非常明显。但水力除焦时，将对锅炉本体及安全运行造成影响。为此锅炉低负荷运行时（75%额定负荷），不宜对水冷壁管进行水力除焦，防止其破坏水循环。岱海电厂二期锅炉结焦主要集中在水冷壁区域（喷燃器上、下区域），现在所采用的蒸汽吹灰尚能满足锅炉吹灰的需要，所以仍采用蒸汽吹灰。5.8 喷液态除焦剂 除焦机理的主要成分是硝酸盐水溶液，锅炉除焦剂的工作原理是提高焦层共熔物的熔点，使之二次燃烧。在400的温度下,会与焦层中的有机物发生自燃。在700的温度时，在气流的作用下，与焦层中的炭沫、硫磺和其它可燃物质碰撞、摩擦会发生燃烧和微爆现象，使焦层松化。除焦剂深入焦层内部，改变焦层的晶格，使焦层的晶体由坚硬的钠长石和钙长石，改变为疏松的石英和莫来石等。岱海电厂三、四锅炉也采用喷液态除焦剂来减少结焦的可能，每周一、三、五的上午9:00向锅炉炉膛内喷定量的除焦剂，锅炉除焦剂的喷入地点为锅炉五层火焰观察孔。除焦剂能有效的除去锅炉陈旧性结焦和新形成的焦块，保证受热面的清洁。5.9 安排定期不定期降负荷掉焦工作。因锅炉结焦焦块的成份与锅炉受热面的成份不