基于煤粉锅炉高温省煤器积灰的分析与处理

杨永福，许 浒，卢亚军

（1.甘肃省定西市展鸿运能源科技有限公司，甘肃定西 743000；2.中大工程设计有限公司甘肃市政分公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

在城市集中供热过程中，目前主要的供热方式是通过高效煤粉锅炉将制备好的高效煤粉在炉膛内部充分燃烧，以产生的高温烟气将锅炉系统中的循环水加热后输送到供热管网，再通过换热站向广大热用户供热的方式进行的。锅炉是整个供热系统中最为关键的核心设备，其能否正常、稳定、高效运行直接关系城市供热工作的整体水平和保障能力，也关系到供热企业的持续健康发展。若造成长期停炉等严重事故，导致供热质量整体出现波动，热用户意见大，给正常的供用热关系造成影响，如何保证锅炉的合理、高效、稳定运行尤为重要。为保证供热企业做到锅炉设备的安全稳定运行，首先需要运行人员全面掌握锅炉的工作原理、科学的操作规程和必要的应急处理技能，其次还必须要有高度的责任心才可以确保锅炉设备的正常运行，降低锅炉事故的发生，最大程度地保证安全、优质、高效的供热服务。

1 影响煤粉锅炉运行的主要因素

（1）煤粉质量。影响煤粉锅炉运行的众多因素中，煤粉质量是最重要的因素之一。根据多年运行的经验，供热企业越来越重视对煤粉质量的管控。由于煤粉质量不符合煤粉锅炉设计时的标准，如煤粉制备过程中对细度、水分控制不好或用于制备煤粉的原煤发热量过低、灰分及挥发分超标等因素的影响，都会在锅炉运行过程中发生高、中、低温省煤器、空气预热器及SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）等多处积灰的现象。积灰的清理需要长时间停炉方可进行，会给煤粉锅炉的正常运行带来严重影响，轻则影响锅炉的正常点火和稳定运行，重则有可能导致锅炉无法启动点火或根本不能连续运行，严重影响城市供热工作。

（2）操作人员的专业技能水平。高效煤粉锅炉在我国供热市场已有大量使用，近乎占据一半市场，尤其是其自动化程度高、控制操作手段方便灵活、占地面积小、高效环保等特点，更成为供热行业选择使用煤粉锅炉的最大亮点。其专业司炉操作人员相比原来的链条锅炉人员，要具备更加专业的知识才可以安全操作，比如煤粉锅炉测点多、要求高，操作控制要及时、准确才可以保证锅炉的正常运行，这要求操作人员具备充分的锅炉理论知识和丰富的司炉操作经验，否则会因为操作人员的操作不当或对各个测点参数不能及时、正确地调整而引起各类事故的发生，严重影响锅炉的正常稳定运行。

（3）烟道的砌筑。煤粉锅炉的煤粉燃烧应当在炉膛内部充分完成，燃烧产生的粉煤灰及烟气在引风机负压的作用下被抽出炉膛后通过过渡烟道、高、中、低温省煤器及空气预热器进入布袋除尘器，除尘后的烟气进入脱硫塔脱硫后达到国家锅炉污染物排放的相关标准（GB 13223—2011）的要求，洁净烟气再通过烟囱排出。因此，烟道与烟室之间通道的空间大小对烟气流速会产生直接影响，如通道过小会因为流速过大而影响烟气及粉煤灰的正常流通，也会发生积灰或影响锅炉正常运行的情况；通道过大则会导致烟气流速降低，在过渡烟道及高、中、低温省煤器及空气预热器、SCR 等处仍然可能发生积灰现象，进而影响锅炉的正常运行。

（4）锅炉负荷。尽管煤粉锅炉具有较宽的负荷调节范围，但在实际的运行过程中，还是保持相对稳定的负荷状态下效果比较理想，如果长时间处于负荷波动比较频繁的状态，则有可能导致锅炉不能够平稳运行而发生燃烧不完全、不充分的现象出现，从而会由于在高温省煤器处发生二次燃烧产生挂壁积灰的情况影响锅炉的正常运行。实践证明，高温省煤器发生积灰现象大多数情况是因为此原因，实际运行过程中应该高度关注，严防因煤粉燃烧不充分而发生二次燃烧。

2 煤粉锅炉运行存在的问题及处理措施

通过以上对影响煤粉锅炉正常稳定运行的因素分析可以看出，煤粉锅炉在运行过程中由于多种因素的影响导致高、中、低温省煤器及空气预热器处出现积灰是严重影响锅炉稳定运行的主要因素，因此在煤粉锅炉的运行过程中，如何通过规范操作，最大限度地预防甚至杜绝积灰现象的发生，对煤粉锅炉的安全稳定运行至关重要。根据多年管理运行高效煤粉锅炉的经验，总结分析以上隐患的预防及处理措施，仅供同行业的操作人员参考。

（1）从源头把控好煤粉质量关。煤粉质量作为影响锅炉正常运行的最重要因素，如何把控好煤粉制备流程显得尤为重要。首先要有质量符合煤粉制备要求的优质精洗原煤，具体指标参考值：原煤低位发热量≥5600 大卡，挥发分≥25%，灰分＜12%，含硫量＜0.5%。同时在煤粉制备过程中要严格按照工艺要求去控制，烘干、粉磨、存储及运输等环节都要高度重视，严格控制，直至生产出符合锅炉设计使用要求的煤粉，具体参考指标：煤粉发热量＞5800 大卡，挥发分＞26%，灰分＜10%，全水＜8%（内水＜5%），细度200 目，含硫量＜4%。只有保证了煤粉的质量，锅炉才有可能具备稳定运行的条件。

（2）努力提高操作人员操控水平，认真把控锅炉各个测点的参数变化，确保锅炉安全稳定运行。关于煤粉锅炉操作需要关注的参数，主要包括炉膛各部位及高、中、低温省煤器、空气预热器进出口的温度、负压及几个关键部位的含氧量，同时关注循环水系统的温度、压力及流量等参数。司炉操作人员要根据锅炉负荷变化情况及时调整相关的运行参数，确保炉膛内部燃烧状况处于相对理想的状态，从而保证锅炉的正常稳定运行。根据型号为QXS58-1.6-130/70-AII 煤粉锅炉多年运行的实践经验，建议炉膛温度控制在800～1000 ℃（炉膛各部位具体参考温度指标：主火焰区温度控制在900～1000 ℃，炉膛下部温度控制在800～950 ℃，炉膛顶部温度控制在750～850 ℃），炉膛负压控制在-30～-100 Pa（炉膛各部位负压参考指标：炉膛中部负压-30～-100 Pa，过渡烟道出口负压-80～-120 Pa，高、中、低温省煤器出口负压分别控制在-100～-150 Pa，-120～-180 Pa，-150～-200 Pa，SCR 出口负压控制在-180～-350 Pa，空气预热器出口负压控制在-300～-450 Pa，布袋除尘器入口负压控制在-450～-550 Pa，布袋除尘器出入口压差一般不超过-500～-1200 Pa），烟道尾部含氧量控制在4%～8%（具体参考指标建议：空气预热器出口含氧量一般控制在6%～8%，炉膛出口含氧量控制在4%～6%，在线监测点的含氧量一般控制在7%～10%）。而且锅炉操作人员要在锅炉负荷调整过程中严格按照操作规程的要求，尤其在锅炉加大负荷时务必先调整引风机运行频率、再调整鼓风机的运行频率，最后调整锅炉给粉机的频率，以确保锅炉的正常燃烧运行。特别要强调的是：严禁先调整加大给粉量，再调整鼓风机、引风机的频率，以防止因送入炉膛的煤粉量瞬间增加导致锅炉瞬间正压燃烧或因缺氧引起燃烧不充分的现象发生，严重时还会引起锅炉爆燃情况，导致炉膛内部浇注料脱落及其他部件损坏等重大事故的发生。因此，锅炉操作人员要时刻高度关注锅炉在运行过程中各个测点的参数变化，精心操作，确保锅炉设备的安全运行。

（3）保持锅炉负荷的相对稳定。尽管现在的煤粉锅炉都具有较宽的负荷调节范围，但在实际运行过程中，根据锅炉的实际特点及供热需求，建议最好还是保持锅炉负荷的相对稳定（长期运行建议锅炉负荷保持在40%～95%），才有利于锅炉及附属设备的长期稳定运行。而且在这种负荷状态下运行时，锅炉及其附属设备都处于比较经济合理的运行状态（相应设备的变频器处于35～45 Hz），在此状态下煤粉锅炉效率才能够得以充分发挥，各种设备的能源消耗也处于相对较低的状态，设备运行平稳且整体效益较好。

（4）严格按照锅炉生产厂家的设计图纸要求砌筑烟道，保证烟气的合理流速。煤粉在锅炉炉膛内部经过充分燃烧后产生的烟气及粉煤灰在引风机产生的负压作用下，要通过炉膛、烟道、高、中、低温省煤器及空气预热器后进入布袋除尘器，最后经过脱硫设施处理达标后，洁净烟气通过烟囱排出。因此保证烟气的合理流速是防止锅炉高、中、低温省煤器、空气预热器等处积灰发生的有效手段。前文分析了烟道与烟室之间通道（又称过渡烟道）的大小对烟气流速的影响，为此在锅炉安装砌筑的过程中，施工单位要严格按照锅炉生产厂家设计图纸的要求，对锅炉炉膛顶部及过渡烟道的砌筑或浇筑尺寸的形状与大小进行有效把控，确保砌筑质量符合生产厂家设计图纸的要求，最大程度地保证烟气的合理流速，防止烟气中的灰尘因流速过低而发生堆积。

3 结束语

煤粉锅炉在运行过程中，在做好以上几方面工作的情况下可有效预防高、中、低温省煤器及SCR、空气预热器等处积灰现象的出现，最大限度地保证锅炉及附属设备的正常运行。必须高度重视激波吹灰和声波吹灰（SCR）的正常投运，及时清理炉膛内部结焦，严格按照操作规程科学规范操作，强化锅炉操作人员的责任心，加强设备巡检。只有这样才能保证锅炉设备的正常运行，有效预防各类事故特别是积灰现象的发生，为城市集中供热提供可靠保障。