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SZS型煤粉工業鍋爐的結焦原因與防治措施

文檔作者：何海軍文檔來源：煤炭科學研究總院		點擊數：	更新時間： 2022年08月28日
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· 運行與管理· SZS型煤粉工業鍋爐的結焦原因與防治措施 55
文章編號：1004-8774(2013)04-0055-03
SZS型煤粉工業鍋爐的結焦原因
與防治措施
何海軍
(煤炭科學研究總院，北京100013)
Analysis and Control Technology of Slag-bonding in
Type SZS Pulverized Coal Fired Industrial Boiler
HE Hai-jun
(China Coal Research Institute，Beijing 100013，China)
摘要：結焦對鍋爐的經濟安全運行有較大危害，通過對影響煤粉工業鍋爐結焦原因的分
析，結合運行實際，總結了鍋爐系統完善設計的建議以及實際運行中預防結焦的措施，取得了較
好的效果。
關鍵詞：煤粉工業鍋爐；結焦；分析；防治
中圖分類號：TK227 文獻標識碼：B
O 引言
煤粉在燃燒過程中熔化了的灰渣如果在凝固以
前沖刷到水冷壁便會粘結在上面，即產生結焦? 。
結焦一旦開始，越結越多，不斷蔓延，影響受熱面的
傳熱，造成爐膛出口煙氣溫度升高，鍋爐出力和效率
降低等后果，嚴重時將影響系統水循環致使鍋爐爆
管等事故的發生。清渣過程，工作環境惡劣，勞動強
度較大，易引起燙傷等安全事故。因此，如何減緩或
避免鍋爐結焦對鍋爐生產者和使用者都是一項重要
的工作。
結焦的內因是煤質特性，包括灰熔點和粘結性
等。結焦的外因影響因素較多，但最根本的一條是
爐內空氣動力場組織得不好，一旦出現火焰沖刷到
水冷壁上，就可能引發結焦。本文結合在用鍋爐實
例，研究分析該類型鍋爐結焦形成的原因并且有針
對地采取措施，有效防止鍋爐結焦，提高鍋爐的運行
效率與生產連續性。
l 結焦狀況
某大型煤炭企業配置有9臺20 t／h型號為SZS
20—1．6一AⅢ型煤粉工業鍋爐，燃燒器水平布置，
鍋爐本體采用D型、膜式水冷壁結構，少量灰渣通
過爐底水封刮板機排出。燃燒室(燃燒器的組成部
收稿日期：2013-05-06
作者簡介：何海軍
(1979一)，工程師，
碩士，從事煤炭燃燒
與煤粉工業鍋爐技
術開發工作。
分，在該設備中，煤粉被點燃并初步燃燒)與鍋爐本
體的對接與布置方式見圖1，鍋爐本體主要設計參
數見表1。
圖1 燃燒器與鍋爐本體布置方式示意
表1 鍋爐本體設計參數
項目
額定蒸發量／(t·h )
額定工作壓力／MPa
額定蒸汽溫度／℃
給水溫度／℃
爐膛輻射受熱面／in
設計熱效率
排煙溫度／℃
設計燃料
參數
20
1．6
204．3
104
60
90％
150
三類煙煤煤粉
2010年，9臺鍋爐陸續投運后，運行狀況總體良
好，但鍋爐結焦情況也有發生，主要結焦部位集中于
燃燒室及其出口、爐膛中前部以及回燃室(爐膛與
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56 工業鍋爐 2013年第4期(總第140期)
對流管束區的折彎處)等處，見圖1、表2。鍋爐結焦
不僅對鍋爐的穩定、經濟運行造成影響，也給鍋爐的
安全運行帶來隱患。因此，如何采取措施，預防鍋爐
結焦，確保鍋爐穩定運行是鍋爐房日常管理的重點
工作之一。
表2 結焦部位分布
類別 部位
類型1 燃燒室擴散錐與收斂錐交界處
刑，
燃燒室與爐膛結合處，即燃燒室出口處，呈
～ 柱狀深入爐膛
類型3 爐膛前部，呈平鋪狀
類型4 爐膛中前部，灰斗分割梁處，呈山峰狀
類型5 附著于對流管上，堵塞煙氣通道
3 原因分析
3．1 煤質特性
煤質特性是鍋爐結焦的內因。對于不同煤種，
煤灰的結焦特性差別很大，主要與灰的化學成分及
其礦鹽結構特性有關。大量的研究已總結出了很多
的結焦特性判別準則，主要包括灰的熔融溫度、灰的
粘度和灰的成分，這些都與煤質特性有關。灰的熔
融溫度越低、粘度越大，就越容易結焦。煤粉在燃燒
時，其灰分熔融溫度用變形溫度DT、軟化溫度ST、
熔化溫度F 值來表示。軟化溫度ST的高低是判
斷煤灰是否容易結焦的主要指標，軟化溫度越低，則
結焦性越強 J。
3．2 爐內氣氛條件
煤灰是多成分的復雜化合物，同一煤種的灰渣
在不同的煙氣介質中，化學成分會發生變化，灰熔點
也隨著成分的改變而改變。同一煤種的灰渣，在弱
還原性中，其灰熔點較低，在氧化性中則較高。這是
因為在不同的氣體介質下，煤灰中的化學成分發生
了氧化還原反應。運行中操作不當，燃燒調整不合
理，都會在爐膛內局部區域產生一氧化碳和氫氣等
還原性氣體。在這種氣氛中，灰中熔點較高的
Fe 0，將還原成熔點很低的FeO，使灰熔點降低很
多，甚至可能降低300～350℃，因此大大增加了結
焦的可能性 。
3．3 爐膛結構特性
爐膛設計與燃燒器布置對鍋爐結焦有重要影
響。同一煤種，在爐膛設計與燃燒器布置不同的鍋
爐中，受熱面的結焦程度會有很大差別。設計爐膛
時，選用較低的斷面熱負荷和容積熱負荷有利于防
止鍋爐結焦 J。燃燒器的結構設計與布置方式對
鍋爐運行性能有著直接影響。為防止受熱面結焦，
應確保燃燒器安裝的精度，避免偏置導致火焰偏斜
沖刷爐墻貼壁燃燒，該狀況不僅導致燃料燃燒不完
全也將為爐膛結焦提供外在條件。燃燒器噴入爐膛
內的火焰直徑應適當小于爐膛直徑(寬度和高度)，
特別是主燃高溫區，避免火焰沖刷受熱面是緩解爐
膛結焦的重要保障，因此燃燒器噴入爐膛火焰的最
大直徑是爐膛設計的主要依據參數。
3．4 爐內空氣動力場
影響氣流偏離的重要因素是燃燒器出口氣流在
爐膛內所形成的旋流直徑及爐膛形狀，氣流旋轉直
徑增大，火焰爐膛充滿度好、燃料爐膛停留時間長，
燃料燃盡率及系統熱效率將升高，但氣流旋轉直徑
過大，也可能引起火焰偏轉貼壁，以至引起結焦 。
因此，較小旋流直徑是減少氣流偏離，避免氣流沖刷
水冷壁的重要措施。
3．5 運行參數調整
操作參數、操作條件設置不合理也是引起鍋爐
結焦的重要因素。燃燒時低負荷運行、風量不足，主
火炬前移、集中，并引起局部超溫可能會引起鍋爐結
焦；超負荷運行、主火炬超溫，也可引起結焦；爐膛下
部漏風引起空氣動力場偏移，火焰掃壁以及煤粉過
細或過粗，致使火焰集中前移或后移等都可能會引
起鍋爐不同部位、不同程度的結焦。
4 防治措施
根據以上分析，結合對鍋爐結焦情況的跟蹤檢
查，并有針對性地做了多項技改試驗，取得了良好的
效果，為后續鍋爐設計以及現有鍋爐運行提供了良
好的優化與預防措施。
4．1 設計優化
(1)燃燒室為“核”狀結構設計，前錐與后錐交
界處直徑最大，截面風速最低，當低負荷運行并降低
配風時，該處可能出現類型1狀的結焦，為緩解此類
結焦現象的發生，在燃燒室中試驗加設壓縮空氣對
吹裝置，間歇在線吹掃燃燒室易結焦部位，試驗證明
該裝置可以極大緩解該類型結焦狀況的發生，可以
作為選配設備裝備于系統中。
(2)燃燒室加速噴口與鍋爐爐膛連接處有長度
為300 mm的耐火混凝土過渡段，過渡段直徑與加
速噴口直徑相同，見圖1。當高溫火焰、熾熱焦粒經
過此處時可能粘接于此，形成結焦源，導致類型1與
(或)類型2兩種形式的結焦。由于該鍋爐過渡段
周邊受水冷管限制，過渡段直徑外擴受限，通過在過
渡段裝設耐熱不銹鋼板，增加壁面光滑度，阻止結焦
源的形成，可有效解決類型2形式的結焦，緩解類型
1形式的結焦。另外，經計算與實踐檢驗，燃燒室噴
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· 運行與管理· SZS型煤粉工業鍋爐的結焦原因與防治措施 57
出口與爐膛齊平，取消過渡段，或過渡段不可避免，
則沿煙氣流向方向，過渡段設置不小于45。的擴散
角也可避免結焦源的形成。
(3)SZS型煤粉工業鍋爐系統有約10％的粉煤
灰以灰渣形式通過爐底落灰口、水封刮板機排出。
該爐膛底部劃分為5個落灰斗，落灰斗之間設置分
割梁，用耐火混凝土澆筑而成，梁頂平面寬約
200 mm，該構造易引起類型4形式的結焦。在第二
分割梁處，火焰旋流直徑達到最大、溫度最高，分割
梁頂易形成結焦源引起結焦。后續設計易設置通體
灰斗、取消分割梁，即可滿足落灰渣功能，亦可緩解
類型4形式的結焦。
4．2 預防措施
鍋爐在使用過程中，通過運行管理與方式的優化
調整，采取科學的防治措施，可以緩解甚至杜絕結焦。
(1)保持煤質的適應性與匹配性。煤粉工業鍋
爐爐膛容積小，燃燒停留時間短，較之電站鍋爐運行
工況差，對煤質的要求相對嚴格，通常要求煤粉干燥
無灰基揮發分( )不低于28％ ，否則易造成燃盡
率降低。當使用揮發分較低的煤種時，燃料活性低
不易燃燒，為滿足鍋爐出力，提高爐膛溫度，通常需
加大供料量，致使火焰主燃區后移，在回燃室附近形
成高溫區，進而可能引起類型5形式的結焦。該狀
況造成煙氣通道截面積減小，爐膛正壓燃燒，給鍋
爐、燃燒器等設備的正常、安全運行帶來隱患。因此
需嚴格選用合適煤種，確保系統穩定運行；另外，選
擇灰熔點較高、粘結性較小的煤種對避免鍋爐結焦
極為關鍵。
(2)適當的煤粉粒度級配利于緩解結焦。煤粉
工業鍋爐對煤粉粒度要求為200目過篩率約90％，
磨制過細，利于燃盡，但增加制粉電耗，同時主燃區
前移，可能引起結焦。煤粉過粗，運行負荷、配風小
時，易引起類型3形式的結焦；運行負荷、配風大時，
又可能造成類型5形式的結焦。保障煤粉粒度或適
當的粒度級配，適當拉長爐膛火焰，降低主燃區溫
度，對減少結焦現象的發生有積極意義。
(3)運行負荷不宜過低。煤粉工業鍋爐燃燒工
況為懸浮式室燃，負荷低、系統風速小，會引起煤粉、
煤灰在局部地區沉積，較易引起類型3形式結焦現
象的發生。通常要求運行負荷不低于60％ ，配風不
低于80％ ，適當犧牲部分排煙熱損失(g )，杜絕煤
粉、煤灰沉積，以及減少由此引發的結焦。
(4)火焰旋流直徑、燃燒器裝配中心重合度以
及爐膛密封性是引起結焦的關鍵因素。火焰旋流直
徑是引起爐膛結焦的關鍵外因，旋流直徑大，火焰掃
壁，可能引起結焦，煤粉工業鍋爐火焰旋流角度即旋
流直徑可以調節，系統調試過程中設置燃燒器旋流
角度是重要的工作之一；燃燒器與鍋爐本體的對接
必須謹慎，保證燃燒器與爐膛中心的重合，杜絕偏
置，否則將引起火焰掃壁進而引發結焦；爐膛密封性
特別是爐底的密封性是保障爐膛空氣動力場穩定的
因素之一。
(5)合理配風，保持適當的過量空氣系數。過
量空氣系數不僅關系到運行經濟性，而且對結焦有
較大影響，確保爐膛的氧化性氣氛，避免灰分被還原
所引起的灰熔點降低。一般情況下，爐膛出口處保
持過量空氣系數為1．15—1．25，爐膛出口氧量在
3％ 一5％，既能保證經濟運行的需要，又可杜絕還原
性氣氛產生，有效防止結焦。
(6)管理到位，發現結焦，盡早處理。鍋爐結焦
后，系統運行參數、運行工況將會發生明顯變化，此
時要準確判斷、盡早處理，否則會帶來事態的擴大，
例如由于鍋爐結焦，傳熱降低、水循環不暢導致爆管
事故的發生等。鍋爐清焦除需注意工作安全外，還
需特別注意清除干凈，避免遺留處作為結焦源而迅
速形成新的結焦。
(7)使用鍋爐除渣清焦劑 J、鍋爐受熱管壁噴
涂新型防結焦涂層等在不同文獻上均有介紹、描述，
可以作為減緩結焦的一種方式給予嘗試。
5 結語
煤質適應性、空氣動力場設計科學性是影響鍋
爐系統結焦的關鍵因素，加上預防結焦的各種輔助
手段，可以減緩或杜絕鍋爐燃燒系統的結焦。本文
結合運行實際，就SZS型煤粉工業鍋爐的結焦實例
給予分析，為鍋爐優化設計提出部分建議，并為生產
運行提出防控措施，經實踐證明，鍋爐結焦得到有效
的解決，鍋爐的熱效率也得到一定的改善。盟
參考文獻
[1]楊根山，周蓮鳳．煤粉鍋爐結焦的預防[J]．化學工業與
工程技術，2007，S1：154—156．
[2]薛斌．一臺蒸汽鍋爐結焦的原因分析[J]．鍋爐制造，
2010(6)：55—56．
[3]王軍明，李新明．煤粉鍋爐的結焦分析與對策[J]．節
能技術，2001(4)：42—43．
[4]楊新宇，高山，任龍順，等．煤粉鍋爐結焦的原因分析與
預防措施[J]．山東電力技術，2007(6)：44—46．
[5]李述亭．130t／h煤粉爐結焦原因分析及預防[J]．江西
煤炭科技，2008(1)：84—85．
[6]管耀，郭存榮．添加藥劑防治煤粉鍋爐結焦[J]．熱力
發電，2004(6)：82—83．

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