达拉特发电厂四期2*600MW机组#7、#8锅炉结焦原因分析及预防

王新刚

【摘 要】针对600MW机组锅炉结焦、造成汽温偏高，排烟温度升高，热损失增加，锅炉效率降低，被迫限负荷的事件，通过认真分析探讨，认为与锅炉结构，煤质因素等原因有关，经过采取措施，问题得到解决，同时，提高了运行调整等方面的技术措施。

【关键词】600MW机组；锅炉；结焦；原因；预防

达拉特电厂2*600MW机组#7、#8锅炉为上海锅炉有限公司生产的SG2093/17.5-M912型亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉。锅炉采用摆动式燃烧器调温，四角布置，切向燃烧，正压直吹式制粉系统，单炉膛、∏型紧身封闭布置，固态排渣、全钢架结构、平衡通风。配置6台HP1003型碗式中速磨，每台磨出口由4根煤粉管道接至同一层四角布置的煤粉燃烧器。本工程设计和校核煤种为东胜万利川煤田的烟煤。#7、#8炉至投产以来，经过一段时间的运行，发现2台炉喉部结焦严重，屏过、屏再也有挂焦，2台炉因 挂焦严重而被迫限负荷，结焦问题严重影响锅炉的安全经济满负荷运行。为此，针对东胜地区煤质特性、炉膛燃烧器结构、调整等方面的因素，通过数据对比、结构探讨、操作研究等手段进行分析解决。

1.设备状况

本锅炉采用正压直吹式制粉系统，配置六台HP1003型碗式中速磨，燃烧器四角布置，切园燃烧方式。煤粉管道从磨煤机出口供至燃烧器进口，燃烧器进口处弯头为耐磨弯头。每台磨煤机出口由4根煤粉管道接至同一层四角布置的煤粉燃烧器。

煤粉燃烧器呈四角布置，每角燃烧器风箱分成十四层燃烧器喷口布置，其中A、B、C、D、E、F六层为一次风喷咀，其余八层为二次风喷咀。一、二次风呈间隔排列，一次风采用浓淡分离宽调节比（WR）煤粉喷咀，这不仅能提高低负荷燃烧的稳定性，并能提高燃烧效率。在一次风喷口周围布置周界风，不仅能有效地冷却一次风喷口，还能改善煤种适应性，在AB、CD、EF三层二次风风室内设有启动及助燃用12支轻油点火油枪。采用机械压力雾化方式，燃耗油容量按18%负荷设计，点火装置采用高能电火花点火器。

为降低四角切向燃烧引起的炉膛出口及水平烟道中烟气的残余旋转造成的烟气侧的屏间热偏差，采用（SBWL-CFS）一次风对冲，二次风同心正反切燃烧系统，燃烬风（0FA）和部分消旋二次风，使炉内气流的旋转强度具有一定的可调性。下部的启转二次风BC及AB、CD、EF层油二次风与一次风喷咀分别顺时针偏转15°及4.5°，它们牵引对冲的一次风粉形成了作顺时针旋转的炉内主气流。上部的消旋二次风OFA、FF和EF与一次风喷咀逆时针偏转25°和20°，它们能起到减轻和消除炉内燃烧末期气流残余旋转的功能。AA层二次风考虑托粉，故不做偏转。采用不同的二次风偏转结构使炉内空气动力场有利于稳定燃烧，降低NOx排放和减少结渣（煤质结渣判别见表1）。

2.结渣原因分析

形成积灰和结渣的条件是燃料中的灰分、较高的炉温和较低的灰熔点。影响锅炉积灰和结渣的因素很多，除了与燃煤中的灰分含量、灰熔点及锅炉受热面的布置方式有关外，还与锅炉的负荷、火焰中心的位置（是否偏斜或偏上）、炉内空气量及燃料与空气的混合程度等因素有关。如果炉内空气量不足或燃料与空气的混合不充分，均会使炉内生成较多的还原性气体，以致灰的熔点降低，使积灰和结焦加剧。

本炉结渣的部位主要集中在上层燃烧器及靠上几米的位置，该区域结渣如不能及时有效的控制，将使未凝固的渣落到底部排口，形成挂焦或堵渣。本厂燃用煤种属严重结渣煤，为了解决四期#7、#8炉的结渣问题，总结出以下结渣原因：

（1）煤质特性：设计煤种的变形温度为1090℃，校核煤种的变形温度为1109℃，都小于1200℃，为结焦较强煤种。

（2）炉膛结构特点：

锅炉炉膛冷灰斗角度只有55度，且落渣口直线距离只有1.2米，所以在此区域极易结渣；最上排燃烧器喷口中心线标高35.47米，距分隔屏底距离20.13米，最下排燃烧器喷口中心线标高26.17米，至冷灰斗转角距离5.96米。作为2093T的锅炉，本人认为此二者距离偏低，且燃烧器布置也比较集中，该区域热负荷大，炉膛温度高，极易在此周围受热面结焦。

（3）进行合适的负荷、煤量、风量和磨组的搭配。

A.总控制煤量在5台磨运行时小于310T/H，4台磨运行时小于250T/H，单台磨最大煤量不大于65T/H。

B.500MW以上负荷尽量不安排上层F磨运行，如运行，煤量在40 T/H左右。

C.严禁锅炉在小氧量运行。550～600MW负荷时运行风量不小于114%。

D.500MW以上负荷时，AB，BC，CD，DE，EF二次风门手动控制在50%～60%；500MW以下，控制在40%～50%的开度。

（4）积灰结渣的过程分析：

炉灰由各种成分组成，高温处灰粒一般为液态或软化状态，随着烟气活动温度逐渐降低，当接触到受热面时，仍保持软化状态黏附在受热面上形成积灰.由于灰的导热性差使积灰的外表温度逐渐升高，又由于积灰使壁面粗糙性增大，使处于软化状态的灰更容易黏附，因而在外面形成第一层渣，周而复始，外表温度越来越高，结渣越来越厚，因而结渣的过程也是自动加剧的过程，吹灰除焦如不及时会加重结渣程度。

3.结论及预防措施

由以上分析得出结论，达拉特发电厂四期7，8号锅炉燃用煤为易结渣煤，还由于炉膛结构有不完善的地方，加上其他意外因素，发生结渣是不可避免的。

关键是通过一些调整方式、负荷调度、煤量匹配，检修维护，定期吹灰等手段，人为的减少结焦，为此采取以下措施：

（1）由于煤质先天不好，那么就应该加强入厂煤的化验和质检工作，使入厂煤质指标达到规定值。

（2）大负荷时，尽量不安排最上层磨F磨运行，如由于其他磨有检修或其他原因不能运行时，则F磨煤量控制在40t/h左右，但总煤量不大于310t/h，否则降负荷调节，严禁为了强带负荷而影响锅炉的安全、经济运行。

（3）在燃烧调整方面，严格按照参照表执行，上层磨风量要大，煤量要小，下层磨煤量大，但AA层开度不能小于50%，以利于煤粉在炉内彻底燃烧，降低出口烟温，预防结焦。

（4）严禁风量大或者缺氧燃烧，两者都会导致结焦加剧。

（5）加强检修人员对吹灰系统的维护，使所有吹灰器都能按时发挥作用，运行人员严格执行吹灰制度，在允许范围内增加吹灰次数等都是预防结焦的好办法。

（6）在原煤中添加除焦剂，提高灰熔点，可避免结焦，同时减少了Na、Ka、Cl等离子化合物，以降低低灰熔点对炉管的腐蚀，通过一段时间的观察，效果比较明显。

（7）对重点结焦部位应加强监视，增加巡检次数，发现有轻微挂焦时应及时清焦，防止越挂越多，影响锅炉的安全运行。 [科]

【参考文献】

[1]达拉特发电厂.600MW机组集控运行规程，2006.

[2]赵凤山.300MW火电机组技术论文集.远方出版社，2002.